WO2017217064A1 - トランスアクスル装置 - Google Patents

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WO2017217064A1
WO2017217064A1 PCT/JP2017/012271 JP2017012271W WO2017217064A1 WO 2017217064 A1 WO2017217064 A1 WO 2017217064A1 JP 2017012271 W JP2017012271 W JP 2017012271W WO 2017217064 A1 WO2017217064 A1 WO 2017217064A1
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gear
shaft
engine
input shaft
transaxle
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大蔵 荻野
昌弘 松下
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三菱自動車工業株式会社
三菱自動車エンジニアリング株式会社
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    • B60K6/44Series-parallel type
    • B60K6/442Series-parallel switching type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K6/547Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/02Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H3/08Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
    • F16H3/087Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
    • F16H3/091Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/46Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
    • F16H3/48Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
    • F16H3/52Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
    • F16H3/54Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62Gearings having three or more central gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H3/00Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0806Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts
    • F16H37/0813Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts with only one input shaft
    • F16H37/082Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts with only one input shaft and additional planetary reduction gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48Parallel type
    • B60K2006/4816Electric machine connected or connectable to gearbox internal shaft
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
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    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18Propelling the vehicle
    • B60W30/19Improvement of gear change, e.g. by synchronisation or smoothing gear shift
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
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    • F16H2200/00Transmissions for multiple ratios
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2200/2035Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with two engaging means
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/62Hybrid vehicles
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Definitions

  • the present invention relates to a transaxle device used in a hybrid vehicle equipped with an engine and two rotating electric machines.
  • the driving mode includes EV mode in which only the motor is driven using the battery charging power, series mode in which the generator is driven by the engine and only the motor is driven while generating power, and parallel driving in which the engine and the motor are used in combination. Mode etc. are included.
  • Switching of the running mode is performed by controlling a mechanism such as a sleeve or a clutch interposed on a power transmission path in the transaxle device. This mechanism is disposed, for example, on an axis in a power transmission path between the engine and the generator or on an axis in a power transmission path between the engine and the drive wheels (see Patent Documents 1 and 2).
  • the gear position can be switched according to the output required by the driver, the vehicle speed, etc. without switching the driving mode, the driving pattern will increase, and the effect of improving drivability and improving fuel efficiency is expected.
  • a plurality of shift stages may be provided in the transaxle device so as to be switchable.
  • oil having a function such as hydraulic oil or lubricating oil is stored in the casing of the transaxle device, the resistance due to the oil can be reduced simply by incorporating a plurality of gears and a mechanism for switching between them. It can get bigger. For example, in a state where the gear position and the switching mechanism are immersed in oil (so-called oil bathing state), these mechanisms stir the oil, and loss due to the oil bath (oil resistance) may increase.
  • This case has been devised in view of such problems, and an object thereof is to provide a transaxle device that can increase the number of running patterns while suppressing loss due to an oil bath.
  • the present invention is not limited to this purpose, and is a function and effect derived from each configuration shown in the embodiment for carrying out the invention described later, and has another function and effect that cannot be obtained by conventional techniques. is there.
  • a transaxle device disclosed herein includes an engine, a first rotating electrical machine, and a second rotating electrical machine, and individually supplies the power of the engine and the first rotating electrical machine to an output shaft on a drive wheel side.
  • a transaxle device for a hybrid vehicle that transmits power of the engine to the second rotating electrical machine as well as an input shaft that is coaxially connected to the rotational shaft of the engine, and at least the input shaft. And a switching mechanism that switches between a high gear stage and a low gear stage.
  • the first rotating electric machine means a motor generator (motor generator) or an electric motor having a rotating armature or field and at least an electric function.
  • the second rotating electric machine means a motor generator (motor generator) or a generator having a rotating armature or a magnetic field and having at least a power generation function.
  • a counter shaft disposed on a power transmission path between the input shaft and the output shaft is provided, and the switching mechanism includes two selection mechanisms for selecting each of the high gear stage and the low gear stage.
  • One of the two selection mechanisms is interposed on the input shaft, and the other is interposed on the counter shaft at a position overlapping the one selection mechanism in the direction orthogonal to the axial direction. It is preferable.
  • a differential gear interposed in the output shaft is provided, and the high gear stage is disposed on the opposite side of the differential gear with respect to the low gear stage in the casing of the transaxle device.
  • the switching mechanism includes an annular sleeve that is non-rotatable relative to the input shaft and is slidably coupled in the axial direction, and the sleeve moves in the axial direction. It is preferable that at least one of the high gear stage and the low gear stage be in a rotationally connected state with respect to the input shaft.
  • a second rotating electrical machine shaft connected coaxially to the rotating shaft of the second rotating electrical machine is provided, the input shaft and the second rotating electrical machine shaft are connected, and the sleeve is moved. At this time, it is preferable that the rotation speed of the input shaft is matched with the rotation speed on the drive wheel side by the second rotating electrical machine. (6) It is preferable that the sleeve be in the rotationally connected state by engaging spline teeth formed on the radially inner side with dog teeth of the one idle gear.
  • the switching mechanism includes a planetary gear having a sun gear, a carrier, and a ring gear, a clutch provided to freely restrain two of the planetary gear elements, and one of the planetary gear elements. It is preferable to have a brake that can be freely restrained. (8) In this case, it is preferable that the brake restrains the sun gear.
  • the running pattern can be increased by a switching mechanism that switches between high gear and low gear.
  • the switching mechanism since the switching mechanism is interposed on the input shaft, it is possible to easily avoid the switching mechanism from entering an oil bath. Therefore, the running pattern can be increased while suppressing loss due to the oil bath.
  • FIG. 3 is a skeleton diagram showing the power train of FIG. 2. It is a skeleton figure which shows the power train which concerns on a 1st modification. It is a skeleton figure which shows the power train which concerns on a 2nd modification. It is a skeleton figure which shows the power train which concerns on a 3rd modification. (A) is a skeleton figure which shows the power train which concerns on a 4th modification, (b) is a collinear chart.
  • (A) is a skeleton figure which shows the power train which concerns on a 5th modification
  • (b) is a collinear chart.
  • (A) is a skeleton figure which shows the power train which concerns on a 6th modification
  • (b) is a collinear chart.
  • (A) is a skeleton figure which shows the power train which concerns on a 7th modification
  • (b) is a collinear chart.
  • (A) is a skeleton figure which shows the power train which concerns on an 8th modification
  • (b) is a collinear chart.
  • (A) is a skeleton figure which shows the power train which concerns on a 9th modification
  • (b) is a collinear chart.
  • transaxle device as an embodiment will be described with reference to the drawings.
  • Each embodiment shown below is only an example, and there is no intention of excluding various modifications and application of technology that are not clearly shown in each of the following embodiments.
  • Each configuration of the present embodiment can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof. Further, they can be selected as necessary, or can be appropriately combined.
  • the transaxle 1 (transaxle device) of the present embodiment is applied to the vehicle 10 shown in FIG.
  • This vehicle 10 is a hybrid vehicle equipped with an engine 2, a traveling motor 3 (electric motor, first rotating electrical machine), and a generator 4 for power generation (generator, second rotating electrical machine).
  • the generator 4 is connected to the engine 2 and can be operated independently of the operating state of the motor 3.
  • the vehicle 10 is prepared with three types of travel modes, EV mode, series mode, and parallel mode. These travel modes are alternatively selected by an electronic control unit (not shown) according to the vehicle state, the travel state, the driver's request output, etc., and the engine 2, motor 3 and generator 4 are used properly according to the type. It is done.
  • the motor 3 may have a power generation function (generator function), and the generator 4 may have an electric function (motor function).
  • the EV mode is a traveling mode in which the vehicle 10 is driven only by the motor 3 using the charging power of a driving battery (not shown) while the engine 2 and the generator 4 are stopped.
  • the EV mode is selected when the running load and running speed are low or when the battery charge level is high.
  • the series mode is a travel mode in which the generator 2 is driven by the engine 2 to generate power, and the vehicle 10 is driven by the motor 3 using the electric power.
  • the series mode is selected when the traveling load and traveling speed are medium or when the battery charge level is low.
  • the parallel mode is a travel mode in which the vehicle 10 is mainly driven by the engine 2 and the drive of the vehicle 10 is assisted by the motor 3 as necessary, and is selected when the travel load and travel speed are high.
  • the engine 2 and the motor 3 are connected in parallel to the drive wheel 8 via the transaxle 1, and the respective powers of the engine 2 and the motor 3 are transmitted individually.
  • the generator 2 and the drive wheels 8 are connected in parallel to the engine 2 via the transaxle 1, and the power of the engine 2 is transmitted to the generator 4 in addition to the drive wheels 8.
  • the transaxle 1 is a power transmission device in which a final drive (final reduction gear) including a differential gear 18 (differential device, hereinafter referred to as “diff 18”) and a transmission (reduction gear) are integrally formed. A plurality of mechanisms responsible for power transmission between the motor and the driven device are incorporated.
  • the transaxle 1 according to the present embodiment is configured to be capable of high / low switching (switching between a high speed stage and a low speed stage), and when traveling in a parallel mode, the electronic gear controls the high gear according to the traveling state, required output, and the like. The stage and the low gear stage are switched.
  • Engine 2 is an internal combustion engine (gasoline engine, diesel engine) that burns gasoline or light oil.
  • the engine 2 is a so-called horizontal engine that is disposed sideways so that the direction of the crankshaft 2 a (rotating shaft) coincides with the vehicle width direction of the vehicle 10, and is fixed to the right side surface of the transaxle 1. .
  • the crankshaft 2 a is disposed in parallel to the drive shaft 9 of the drive wheel 8.
  • the operating state of the engine 2 is controlled by an electronic control unit.
  • Both the motor 3 and the generator 4 are motor generators (motor / generators) having both a function as a motor and a function as a generator.
  • the motor 3 mainly functions as an electric motor to drive the vehicle 10 and functions as a generator during regeneration.
  • the generator 4 functions as an electric motor (starter) when starting the engine 2, and generates power with engine power when the engine 2 is operating.
  • An inverter (not shown) that converts a direct current and an alternating current is provided around each of the motor 3 and the generator 4 (or inside each).
  • the rotational speeds of the motor 3 and the generator 4 are controlled by controlling the inverter.
  • the operating state of the motor 3, generator 4 and each inverter is controlled by an electronic control unit.
  • the motor 3 according to the present embodiment is formed in a cylindrical shape whose outer shape is centered on the rotation shaft 3a, and is fixed to the left side surface of the transaxle 1 with the bottom surface facing the transaxle 1 side.
  • the generator 4 of the present embodiment is formed in a cylindrical shape whose outer shape is centered on the rotation shaft 4a, and, like the motor 3, the left side of the transaxle 1 with the bottom face directed to the transaxle 1 side. Fixed to the surface.
  • FIG. 2 is a side view of the power train 7 including the engine 2, the motor 3, the generator 4, and the transaxle 1 as viewed from the left side. In this side view, the engine 2 is omitted. As shown in FIG. 2, a pump 5 is provided on the left side surface of the transaxle 1 in addition to the motor 3 and the generator 4.
  • the pump 5 is a hydraulic pressure generator that pumps oil having a function such as hydraulic oil or lubricating oil to a hydraulic circuit (not shown) using the power on the drive wheel 8 side.
  • the pump 5 of the present embodiment is disposed at a relatively low position on the left side surface of the transaxle 1.
  • the pump 5 is disposed below the drive shaft 9 and in the vicinity of the bottom of the casing 1 ⁇ / b> C of the transaxle 1.
  • the casing 1 ⁇ / b> C at least when the vehicle 10 is stopped, oil is accumulated up to the area where the dot pattern is added in the drawing.
  • the pump 5 is disposed so that a part thereof is located below the oil level of the oil. 3 and the subsequent skeleton diagrams, the pump 5 and the transaxle 1 are integrated (the pump 5 is built in the casing 1C).
  • FIG. 3 shows a skeleton diagram of the power train 7 provided with the transaxle 1 of the present embodiment.
  • the transaxle 1 is provided with six shafts 11 to 16 arranged in parallel to each other.
  • the rotating shaft connected coaxially with the crankshaft 2a is referred to as an input shaft 11.
  • the drive shaft 9, the rotation shaft 3a of the motor 3 and the rotation shaft 4a of the generator 4 are connected coaxially to the output shaft 12, the motor shaft 13 (first rotating electrical machine shaft), and the generator. It is called the shaft 14 (second rotating electrical machine shaft).
  • the rotating shaft disposed on the power transmission path between the input shaft 11 and the output shaft 12 is referred to as a first counter shaft 15 and is disposed on the power transmission path between the motor shaft 13 and the output shaft 12.
  • the rotating shaft is called the second counter shaft 16.
  • All ends of the six shafts 11 to 16 are pivotally supported on the casing 1C via bearings (not shown).
  • openings are formed on the side surfaces of the casing 1C located on the input shaft 11, the output shaft 12, the motor shaft 13, and the generator shaft 14, and connected to the crankshaft 2a and the like through these openings. Is done.
  • the first counter shaft 15 is connected to the rotation shaft of the pump 5.
  • the first counter shaft 15 is disposed at the lowest position (near the bottom of the casing 1C) among the six shafts 11 to 16, and is located inside the casing 1C at least when the vehicle 10 is stopped. It is assumed that it is immersed in the accumulated oil (oil bathed state).
  • the shafts other than the first counter shaft 15 are located above the oil level when the vehicle 10 is stopped, and the oil level is shown in FIG. Even if it changes, the arrangement is less likely to soak in oil compared to the first countershaft 15.
  • first path 51 a power transmission path from the input shaft 11 to the output shaft 12
  • second path 52 a power transmission path from the input shaft 11 to the generator shaft 14
  • third path 53 a power transmission path from the input shaft 11 to the generator shaft 14
  • the first path 51 (first mechanism) is a path related to power transmission from the engine 2 to the drive wheels 8 and is responsible for power transmission during the operation of the engine 2.
  • a switching mechanism 20 ⁇ / b> A (described later) that performs connection / disconnection of power transmission and high / low switching is interposed.
  • the second path 52 (second mechanism) is a path related to power transmission from the motor 3 to the drive wheel 8 and bears power transmission of the motor 3.
  • a connection / disconnection mechanism described later for connecting / disconnecting the power transmission is interposed.
  • the third path 53 (third mechanism) is a path related to power transmission from the engine 2 to the generator 4, and bears power transmission at the time of engine start and power transmission at the time of power generation by the engine 2.
  • the “fixed gear” means a gear that is provided integrally with the shaft and cannot rotate relative to the shaft.
  • the “idle gear” means a gear pivotally supported so as to be rotatable relative to the shaft.
  • the input shaft 11 is provided with one fixed gear 11a and two idle gears 11H and 11L, and a switching mechanism 20A is interposed.
  • the fixed gear 11a is disposed near the right side surface of the casing 1C, and always meshes with a fixed gear 14a provided on the generator shaft 14.
  • a torque limiter 6 having a function of blocking excessive torque and protecting the power transmission mechanism is interposed on the crankshaft 2a.
  • the two idle gears 11H and 11L have different numbers of teeth and are always meshed with two fixed gears 15H and 15L provided on the first countershaft 15 and having different numbers of teeth.
  • one idler gear 11L with a smaller number of teeth is arranged adjacent to the fixed gear 11a, and the other idler gear 11H with a larger number of teeth is closer to the left side of the casing 1C (relative to one idler gear 11L).
  • One idler gear 11L with a smaller number of teeth meshes with one fixed gear 15L with a larger number of teeth to form a low gear stage.
  • the other idler gear 11H having a larger number of teeth meshes with the other fixed gear 15H having a smaller number of teeth to form a high gear stage.
  • the first countershaft 15 is provided with a large-diameter fixed gear 15L on the side closer to the differential 18 and a small-diameter fixed gear 15H at a position away from the differential 18. Since the first counter shaft 15 is adjacent to the output shaft 12 in which the differential 18 is interposed, by arranging such a gear, for example, a portion along the first counter shaft 15 in the casing 1C The diameter can be reduced outward (in a direction away from the differential 18). Alternatively, when the casing side surface in which the opening of the output shaft 12 is formed is provided between the large-diameter fixed gear 15L and the small-diameter fixed gear 15H, a portion along the first counter shaft 15 in the casing 1C is provided. , Overall can be small. With such a configuration, a space for connecting the drive shaft 9 is secured on the extended line of the output shaft 12 outside the casing 1C.
  • the idle gear 11H has a tooth surface portion that meshes with the fixed gear 15H on the left side, and a dog gear 11d that is coupled to a contact portion that protrudes on the right side of the tooth surface portion.
  • the idle gear 11L has a tooth surface portion that meshes with the fixed gear 15L on the right side, and a dog gear 11e that is coupled to a contact portion that protrudes on the left side of the tooth surface portion.
  • Dog teeth (not shown) are provided at the distal end portions (radially outer end portions) of the dog gears 11d and 11e.
  • the switching mechanism 20A is disposed between the two idler gears 11H and 11L, and controls the power connection / disconnection state of the engine 2 and switches between the high gear stage and the low gear stage.
  • the switching mechanism 20A according to the present embodiment is coupled to a hub 21h fixed to the input shaft 11 and is not rotatable relative to the hub 21h (input shaft 11) and is slidable in the axial direction of the input shaft 11.
  • An annular sleeve 21s The sleeve 21s moves to the left and right sides from the neutral position in the drawing by controlling an actuator (not shown) by the electronic control unit.
  • Spline teeth (not shown) that engage with the dog teeth of the dog gears 11d and 11e are provided on the radially inner side of the sleeve 21s. By engaging the spline teeth and the dog teeth, the sleeve 21s and the dog gear 11d or the dog gear 11e are engaged.
  • the two idle gears 11H and 11L are all idle. In this case, even if the engine 2 is operating, the power of the engine 2 (rotation of the input shaft 11) is not transmitted to the output shaft 12. That is, in this case, the power transmission of the engine 2 is cut off. In this case, if the first counter shaft 15 is rotating (that is, if the drive wheel 8 is rotating), the two idle gears 11H and 11L rotate (idle) following this rotation. However, since the idle gears 11H and 11L are provided on the input shaft 11 and are not in an oil bath, even if the idle gears 11H and 11L rotate following the rotation of the first counter shaft 15, the resistance that can be generated is small.
  • the sleeve 21s moves from the neutral position to either the left or right side and engages with one of the two idler gears 11H and 11L, the rotation of the input shaft 11 is rotated to one of the idler gears 11H. , 11L.
  • this state is referred to as a rotationally connected state.
  • the sleeve 21s moves to the right and engages with the dog gear 11e of the idle gear 11L, thereby bringing the idle gear 11L in the low gear stage into a rotationally connected state with respect to the input shaft 11.
  • the sleeve 21s moves to the left and engages with the dog gear 11d of the idle gear 11H, thereby bringing the idle gear 11H of the high gear stage into a rotationally connected state with respect to the input shaft 11.
  • the transaxle 1 of the present embodiment synchronizes the rotational speed of the input shaft 11 with the rotational speed of the drive wheel 8 by the generator 4 when the sleeve 21s moves. That is, when the sleeve 21s is engaged with one of the dog gears 11d and 11e of the idle gears 11H and 11L (when the high gear stage or the low gear stage is selected or when switching between the high gear stage and the low gear stage), Prior to the engagement, the inverter on the generator 4 side is controlled by the electronic control unit so that the rotational speed of the input shaft 11 matches the rotational speed of the first counter shaft 15.
  • a rotational speed difference (rotational difference) between the input shaft 11 and the drive wheel 8 is detected by a sensor, and a load is applied from the generator 4 to the rotation of the input shaft 11 according to the rotational speed difference.
  • the method of synchronizing with is mentioned.
  • the first counter shaft 15 is provided with a fixed gear 15a adjacent to the right side of the low-side fixed gear 15L, and is provided with a pump 5 adjacent to the left side of the high-side fixed gear 15H.
  • the oil pumped from the pump 5 is fed into the hydraulic circuit from an oil passage inlet (not shown) provided in the first counter shaft 15 and an oil passage inlet 5b provided in the second counter shaft 16.
  • the fixed gear 15 a of the first counter shaft 15 is always meshed with the ring gear 18 a of the differential 18 provided on the output shaft 12.
  • the ring gear 18a of the differential 18 is always meshed with a fixed gear 16b provided on the second counter shaft 16 and closer to the left side surface of the casing 1C.
  • the second countershaft 16 is provided with a connecting / disconnecting mechanism having an idle gear 16a and a clutch 17, and a parking gear 19 disposed between the fixed gear 16b and the idle gear 16a.
  • the idle gear 16 a is fixed to one engaging element 17 a of the clutch 17, is always meshed with a fixed gear 13 a provided on the motor shaft 13, and rotates following the rotation of the motor shaft 13.
  • the clutch 17 is a multi-plate clutch that controls the power connection / disconnection state of the motor 3, and includes one engagement element 17 a fixed to the idle gear 16 a and the other engagement fixed to the second counter shaft 16. Element 17b.
  • the clutch 17 is disposed near the right side surface of the casing 1C.
  • the engaging element 17a receives power from the motor 3, and the engaging element 17b outputs power to the drive wheel 8 side.
  • These engagement elements 17a and 17b are driven in directions of separating (cutting) and approaching (engaging) each other according to the oil pressure of the oil flowing in from the oil passage inlet 5b.
  • the clutch 17 When the clutch 17 is engaged, the power of the motor 3 is transmitted to the drive wheel 8 side through the fixed gear 13a and the idle gear 16a, and the rotation on the drive wheel 8 side is transmitted to the motor 3. That is, in the state where the clutch 17 is engaged, power running drive and regenerative power generation by the motor 3 are possible.
  • a pressure regulator comprising a plurality of solenoid valves (on / off solenoid valves, linear solenoid valves, etc.) is provided on the hydraulic circuit, and the clutch 17 is disconnected by regulating the oil pumped from the pump 5 to an appropriate hydraulic pressure.
  • a configuration in which contact is controlled may be employed.
  • an electric coupling may be provided so that the transmission of power is controlled by the electronic control unit.
  • the parking gear 19 is an element constituting a parking lock device, and is fixed to the second counter shaft 16.
  • the parking gear 19 engages with a parking sprag (not shown) and prohibits the rotation of the second counter shaft 16 (that is, the output shaft 12).
  • the differential 18 transmits the power transmitted to the ring gear 18a to the output shaft 12 through the differential case, pinion shaft, differential pinion, and side gear.
  • the transaxle 1 described above is provided with a switching mechanism 20A, which switches between the high gear stage and the low gear stage according to the running state, the required output, and the like when traveling in the parallel mode. That is, in the parallel mode, the power of the engine 2 can be switched (transmitted) in two stages, so that the driving pattern can be increased, and the effects of improving drivability and improving fuel efficiency can be obtained. Can be improved.
  • the switching mechanism 20A since the shafts other than the first counter shaft 15 are not soaked in oil and the switching mechanism 20A is interposed in the input shaft 11, the switching mechanism 20A has an oil bath. It can be made easy to avoid becoming a state. Thereby, the loss by an oil bath can be suppressed and the transmission efficiency of the transaxle 1 can be improved.
  • the power of the engine 2 and the motor 3 can be output individually, so that torque loss at the time of high / low switching can be covered by the power of the motor 3.
  • the shift shock can be suppressed, and the necessity of quickly switching between high and low is reduced, so that the configuration of the switching mechanism 20A can be simplified.
  • the high gear stage (the idle gear 11H and the fixed gear 15H) is disposed on the opposite side of the differential 18 with respect to the low gear stage (the idle gear 11L and the fixed gear 15L) in the casing 1C. Is done. That is, on the shaft adjacent to the output shaft 12 (first counter shaft 15), a large-diameter gear (fixed gear 15L) is disposed on the side close to the differential 18 and a small-diameter gear (positioned away from the differential 18) ( Since the fixed gear 15H) is disposed, a portion of the casing 1C along the first counter shaft 15 may be reduced in diameter toward, for example, the outside (direction away from the differential 18) or may be reduced overall. it can. Thereby, the space for connecting the drive shaft 9 can be ensured on the extension line of the output shaft 12 outside the casing 1C while avoiding the enlargement of the casing 1C.
  • the switching mechanism 20A provided on the input shaft 11 has the sleeve 21s, and when the sleeve 21s moves in the axial direction, at least one of the high gear stage and the low gear stage is provided.
  • the idle gears 11 ⁇ / b> H and 11 ⁇ / b> L can be in a rotationally connected state with respect to the input shaft 11.
  • the switching mechanism 20A using the sleeve 21s there is no restriction on the gear ratio, so that the gear ratios of the high gear stage and the low gear stage can be set freely.
  • the idle gears 11H and 11L are configured to be rotated by the first counter shaft 15 as in the above-described embodiment, even if some of the idle gears 11H and 11L are oil bathed, The loss (ratio of consumed torque) can be suppressed.
  • the selection of the high gear stage or the low gear stage can be performed simply by engaging the dog teeth of the dog gears 11d and 11e and the spline teeth of the sleeve 21s.
  • switching between the high gear stage and the low gear stage can be performed. That is, since it is not necessary to use an expensive synchro mechanism, the switching mechanism 20A can have a simple configuration and can be manufactured at low cost.
  • the transaxle 1 described above is an example, and the configuration is not limited to that described above.
  • modified examples of the transaxle 1 will be described with reference to FIGS. 4 to 12 are skeleton diagrams showing a powertrain 7 including the transaxle 1 according to first to ninth modifications.
  • symbol (different alphabet etc. to the same number) is attached
  • each of the transaxles 1 according to the three modified examples includes a switching mechanism having a sleeve, as in the above-described embodiment.
  • each of the transaxles 1 according to the six modified examples shown in FIGS. 7 to 12 includes a switching mechanism having a planetary gear, a clutch, and a brake. As with the switching mechanism 20A described above, these switching mechanisms are interposed at least on the input shaft 11, and switch between a high gear stage and a low gear stage.
  • each modification will be described.
  • the transaxle 1 according to the first modified example has an arrangement of an idle gear 11H and a fixed gear 15H that form a high gear stage, and an idle gear 11L and a fixed gear 15L that form a low gear stage. Except for the differences, the configuration is the same as that of the above-described embodiment. That is, in this modification, the low gear stage is disposed on the opposite side of the differential 18 with respect to the high gear stage. Even if it is such a structure, the effect except (2) mentioned above can be acquired.
  • the transaxle 1 according to the second modification is the same as that described above except that the switching mechanism 20 ⁇ / b> B includes two selection mechanisms 22 and 23 that select the high gear stage and the low gear stage, respectively.
  • the configuration is the same as that of the embodiment.
  • One of the two selection mechanisms 22 and 23 is interposed in the input shaft 11, and the other is interposed in the first counter shaft 15. Further, these selection mechanisms 22 and 23 are arranged at positions overlapping each other in the direction orthogonal to the axial direction.
  • the selection mechanism 22 is coupled to the hub 22h fixed to the input shaft 11 and the hub 22h (input shaft 11) so as not to rotate relative to the input shaft 11, and to be slidable in the axial direction of the input shaft 11.
  • the selection mechanism 23 is not rotatable relative to the hub 23 h fixed to the first counter shaft 15 and the hub 23 h (first counter shaft 15), and in the axial direction of the first counter shaft 15.
  • an annular sleeve 23s slidably coupled.
  • These sleeves 22s and 23s also have spline teeth (not shown) on the radially inner side.
  • the input shaft 11 is provided with a fixed gear 11H 'having a larger number of teeth than the above-described idle gear 11L on the left side of the selection mechanism 22, and the first counter shaft 15 is more than the above-described fixed gear 15L.
  • An idler gear 15 ⁇ / b> H ′ having a smaller number of teeth is provided on the left side of the selection mechanism 23.
  • the fixed gear 11H ′ and the idle gear 15H ′ are always meshed.
  • the idle gear 15H ′ has a tooth surface portion that meshes with the fixed gear 11H ′ on the left side, and a dog gear 15d that is coupled to a contact portion that protrudes on the right side of the tooth surface portion.
  • the dog gear 15d also has dog teeth (not shown) at the tip.
  • the two idle gears 15H 'and 11L are both idled and the power transmission of the engine 2 is cut off.
  • the sleeve 23s is in the neutral position and the sleeve 22s moves from the idle state to the right side and engages with the dog gear 11e of the idle gear 11L, the power of the engine 2 (rotation of the input shaft 11) causes the idle gear 11L and the fixed gear 15L.
  • the low-gear idle gear 11 ⁇ / b> L is rotationally connected to the input shaft 11.
  • the switching mechanism 20B is configured by the two selection mechanisms 22 and 23, and these selection mechanisms 22 and 23 are arranged at positions overlapping each other in the direction orthogonal to the axial direction. Compared with the transaxle 1 provided with the switching mechanism 20A, the axial dimension (full length) of the transaxle 1 can be shortened.
  • the two selection mechanisms 22 and 23 can be operated simultaneously to perform the high / low switching, the time required for the high / low switching can be shortened as compared with the case of the single switching mechanism 20A. That is, if the two selection mechanisms 22 and 23 are provided, one of the two idle gears 15H 'and 11L is switched from the idle state to the rotationally connected state, and at the same time, the other is changed from the rotationally connected state to the idle state. Since it can be switched, high-low switching can be performed promptly.
  • the transaxle 1 according to the third modified example is different in that the positional relationship between the switching mechanism 20 ⁇ / b> C provided on the input shaft 11 and the two idle gears 11 ⁇ / b> H and 11 ⁇ / b> L and their shapes are different.
  • the configuration is the same as in the above-described embodiment.
  • the switching mechanism 20C of this modification is disposed between the fixed gear 11a and the low-side idle gear 11L, and the two idle gears 11H and 11L are arranged adjacent to each other. That is, the high-side idle gear 11H is disposed closer to the left side surface of the casing 1C than the low-side idle gear 11L.
  • the switching mechanism 20C has a hub 21h fixed to the input shaft 11, and an annular shape that is not rotatable relative to the hub 21h (input shaft 11) and is slidably coupled in the axial direction of the input shaft 11. And a sleeve 21s'.
  • the low-side idler gear 11L has an inner diameter that is larger than that of the above-described embodiment, has a tooth surface portion that meshes with the fixed gear 15L on the left side, and is protruded on the right side of the tooth surface portion.
  • the dog gear 11e is coupled to the contact portion.
  • the high-side idler gear 11H has a tooth surface portion that meshes with the fixed gear 15H at the left end, a contact portion that is coupled to the dog gear 11d at the right end, and an outer diameter between them (intermediate portion). It has a small cylindrical part. This cylindrical portion is a portion penetrating the inside (axial center side) of the idle gear 11L. Accordingly, the dog gear 11d of the idle gear 11H is disposed on the right side of the dog gear 11e of the idle gear 11L.
  • Spline teeth that engage with the dog teeth of the dog gears 11d and 11e of the idle gears 11H and 11L are provided on the left part of the sleeve 21s'.
  • the two idle gears 11H and 11L are all idle, and the power transmission of the engine 2 is cut off.
  • the sleeve 21s 'moves to the right from the idle state the sleeve 21s' engages with the dog gear 11e of the idle gear 11L, and the power of the engine 2 is transmitted to the output shaft 12 via the idle gear 11L and the fixed gear 15L. Is done. That is, in this case, the low-gear idle gear 11 ⁇ / b> L is rotationally connected to the input shaft 11.
  • the transaxle 1 according to the fourth modification has a single pinion planetary gear 30D and a clutch 35D in which two of the elements of the planetary gear 30D are provided so as to be freely constrained. And a switching mechanism 20D having a brake 36D provided to freely restrain one of the elements of the planetary gear 30D.
  • FIG. 7B is a collinear diagram, and the vertical axis in the figure corresponds to the rotational speed (or rotational speed ratio), and the horizontal axes S, C, and R in the figure are the sun gear, carrier, and ring gear, respectively. Correspond.
  • the planetary gear 30D includes a sun gear 31d formed of a rotating gear, a ring gear 33d connected to the input shaft 11 via a coupling element 37d, a carrier 32d disposed between the sun gear 31d and the ring gear 33d, and a carrier 32d. And a pinion gear 34d that is rotatably supported by the sun gear 31d and the ring gear 33d.
  • the clutch 35D is a multi-plate clutch that controls the power connection / disconnection state and the gear position of the engine 2 and includes two engagement elements 35a and 35b.
  • the brake 36D is a multi-plate brake that controls the gear position together with the planetary gear 30D and the clutch 35D, and includes two elements 36a and 36b.
  • the ring gear 33d of this modification has outer teeth that mesh with the fixed gear 14a of the generator shaft 14 in addition to inner teeth that mesh with the pinion gear 34d. Since the ring gear 33d is fixed to the connecting element 37d fixed to the input shaft 11, the power of the engine 2 is input to the ring gear 33d via the connecting element 37d. One engagement element 35a of the clutch 35D is fixed to the carrier 32d. An idle gear 11b that always meshes with a fixed gear 15b provided on the first counter shaft 15 is fixed to the engaging element 35a. That is, the idle gear 11 b rotates integrally with the carrier 32 d and transmits the power of the engine 2 to the output shaft 12.
  • the sun gear 31d is pivotally supported so as to be relatively rotatable with respect to the input shaft 11, has a tooth surface portion meshing with the pinion gear 34d on the left side, and a projecting portion projecting on the right side of the tooth surface portion on the other engagement of the clutch 35D.
  • the combination element 35b and the first element 36a of the brake 36D are fixed.
  • the clutch 35D is driven in a direction in which the engagement elements 35a and 35b are separated (disconnected) and approached (engaged) from each other in accordance with the oil pressure of the oil flowing from the oil passage inlet 5c provided at the left end of the input shaft 11. The That is, the clutch 35D opens or restrains the sun gear 31d and the carrier 32d among the elements of the planetary gear 30D according to the hydraulic pressure.
  • the brake 36D is disposed on the tip end side of the projecting portion of the sun gear 31d, and the second element 36b is fixed to the right side surface of the casing 1C.
  • the brake 36D is driven in a direction in which the two elements 36a and 36b are separated (cut) and approached (engaged) with each other in accordance with the oil pressure of the oil flowing from the oil passage inlet 5d provided at the right end of the input shaft 11. Then, the sun gear 31d is restrained or released.
  • the power input to the ring gear 33d is output from the carrier 32d and idle. It is transmitted to the first countershaft 15 (drive wheel 8 side) via the rolling gear 11b and the fixed gear 15b.
  • the clutch 35D is disengaged and the brake 36D opens the sun gear 31d
  • the power input to the ring gear 33d is not transmitted to the drive wheel 8 side. That is, in this case, the power transmission of the engine 2 is cut off.
  • the power of the engine 2 input to the ring gear 33d is also transmitted from the fixed gear 14a to the generator 4 regardless of the state of the clutch 35D and the brake 36D.
  • the sun gear 31d and the carrier 32d are restrained and rotate integrally.
  • the alignment chart in this case is as shown on the left side of FIG. 7B, and since the rotational speed is the same for all three elements, the gear ratio is 1.
  • the brake 36D restrains the sun gear 31d with the clutch 35D disengaged, the rotation of the sun gear 31d is prohibited.
  • the alignment chart in this case is as shown on the right side of FIG. 7B, and the rotational speed of the carrier 32d (output) is smaller than the rotational speed of the ring gear 33d (input).
  • the transaxle 1 As described above, in the transaxle 1 according to this modification, it is possible to switch between the high gear stage (gear ratio 1) and the low gear stage by controlling the clutch 35D and the brake 36D of the switching mechanism 20D. In addition, since switching between high and low is possible by switching between disengagement and engagement of the clutch 35D and restraint and release by the brake 36D, the control is easier than the switching control by the sleeve 21s and the like described above. Generation of noise can be suppressed.
  • the parallel mode that travels with the power of the engine 2 is a travel mode that is selected when the travel load and the travel speed are high, when designing the gear ratio of the high gear stage and the low gear stage in the parallel mode, Since gear shifting in the high vehicle speed range is assumed, it is necessary to make these gear ratios close to each other.
  • the brake 36D restrains the sun gear 31d, so that the gear ratio between the high gear stage and the low gear stage can be made close to each other. Note that the transaxle 1 according to this modification can also suppress loss due to the oil bath since the switching mechanism 20D is provided on the input shaft 11 as in the above-described embodiment.
  • the transaxle 1 according to the fifth modification has a single pinion planetary gear 30E and a clutch 35E provided with two of the elements of the planetary gear 30E so as to be freely constrained. And a switching mechanism 20E having a brake 36E provided so as to freely restrain one of the elements of the planetary gear 30E.
  • the transaxle 1 of this modification differs from that of the fourth modification in the power transmission path from the input shaft 11 to the planetary gear 30E of the switching mechanism 20E and the configuration of the switching mechanism 20E.
  • the input shaft 11 of this modification has a shorter axial length than the input shaft 11 of the above-described embodiment, and the left end thereof is fixed to the first connecting element 37e.
  • the first connecting element 37e is fixed to the input shaft 11 at its center, and is fixed to the second connecting element 38e at its radially outer end.
  • the second connecting element 38e connects the idle gear 11c provided on the input shaft 11 and the ring gear 33e of the planetary gear 30E.
  • the idle gear 11c is always meshed with the fixed gear 14a of the generator shaft 14. Therefore, the power of the engine 2 is transmitted from the input shaft 11 to the idle gear 11c (generator 4) and the ring gear 33e via the first connecting element 37e and the second connecting element 38e.
  • the left side of the input shaft 11 is provided with a second shaft 39 that is coaxial with the input shaft 11 and is spaced apart from the input shaft 11. Both ends of the second shaft 39 are pivotally supported by the casing 1C via bearings (not shown).
  • a sun gear 31e of the planetary gear 30E is provided as a fixed gear, and one engaging element 35b of the clutch 35E and a first element 36a of the brake 36E are fixed. Further, the other engaging element 35a of the clutch 35E is fixed to the carrier 32e of the present modification, and the above-described idle gear 11b is fixed.
  • the clutch 35E is driven in a direction in which the engagement elements 35a and 35b are separated (cut) and approached (engaged) from each other in accordance with the oil pressure of the oil flowing from the oil passage inlet 5c provided at the left end of the second shaft 39. Then, the sun gear 31e and the carrier 32e are released or restrained according to the hydraulic pressure.
  • the brake 36E the first element 36a is fixed to the second shaft 39, and the second element 36b is fixed to the left side surface of the casing 1C.
  • the brake 36E is driven in a direction in which the two elements 36a and 36b are separated (cut) and approached (engaged) from each other in accordance with the oil pressure of the oil flowing in from the oil passage inlet 5d, thereby restraining or releasing the sun gear 31e. .
  • the transaxle 1 according to the present modification also controls the clutch 35E and the brake 36E of the switching mechanism 20E in the same manner as in the fourth modification, so that the high gear stage (speed change) The ratio 1) and the low gear stage can be switched. In addition, the same effects as those of the fourth modification can be obtained.
  • the transaxle 1 according to the sixth modification has a single pinion planetary gear 30F and a clutch 35F in which two of the elements of the planetary gear 30F are constrained. And a switching mechanism 20F having a brake 36F provided to freely restrain one of the elements of the planetary gear 30F.
  • the transaxle 1 of the present modification differs from that of the fifth modification in the power input / output path for the planetary gear 30F and the configuration of the switching mechanism 20F.
  • the left end of the input shaft 11 of this modification is also fixed to the first connecting element 37f, as in the fifth modification described above.
  • the first connecting element 37f is fixed to the carrier 32f at its radially outer end.
  • the idle gear 11c provided on the input shaft 11 is fixed to the carrier 32f.
  • the idle gear 11c is always meshed with the fixed gear 14a of the generator shaft 14. Therefore, the power of the engine 2 is transmitted from the input shaft 11 to the carrier 32f through the first connecting element 37f and to the generator 4 through the idle gear 11c.
  • the transaxle 1 of this modification is also provided with a second shaft 39 similar to that of the fifth modification.
  • a sun gear 31f of the planetary gear 30F is provided as a fixed gear, and one engaging element 35b of the clutch 35F and a first element 36a of the brake 36F are fixed.
  • the idle gear 11b is connected to the ring gear 33f of the present modification via a second coupling element 38f.
  • Both the second connecting element 38f and the idle gear 11b are provided so as to be rotatable relative to the second shaft 39, and rotate integrally with the ring gear 33f.
  • the other engagement element 35a of the clutch 35F is fixed to the second coupling element 38f.
  • the clutch 35F is driven in a direction in which the engagement elements 35a and 35b are separated (disconnected) and approached (engaged) in accordance with the oil pressure of the oil flowing in from the oil passage inlet 5c.
  • the sun gear 31f and the ring gear 33f are opened or restrained according to the hydraulic pressure.
  • the first element 36a is fixed to the second shaft 39, and the second element 36b is fixed to the left side surface of the casing 1C.
  • the brake 36F is driven in a direction in which the two elements 36a and 36b are separated (cut) and approached (engaged) from each other in accordance with the oil pressure of the oil flowing in from the oil passage inlet 5d, thereby restraining or releasing the sun gear 31f. .
  • the transaxle 1 of this modification if the clutch 35F is engaged or the brake 36F is in a state of restraining the sun gear 31f, the power input to the carrier 32f is output from the ring gear 33f and idle. It is transmitted to the first countershaft 15 (drive wheel 8 side) via the rolling gear 11b and the fixed gear 15b.
  • the clutch 35F is disengaged and the brake 36F opens the sun gear 31f, the power transmission of the engine 2 is cut off.
  • the power of the engine 2 input to the carrier 32f is also transmitted from the idle gear 11c to the generator 4 regardless of the state of the clutch 35F and the brake 36F.
  • the sun gear 31f and the ring gear 33f are constrained and rotate integrally.
  • the alignment chart in this case is as shown on the left side of FIG. 9B, and since the rotational speed is the same for all three elements, the gear ratio is 1.
  • the brake 36F restrains the sun gear 31f with the clutch 35F disconnected, the rotation of the sun gear 31f is prohibited.
  • the alignment chart in this case is as shown on the right side of FIG. 9B, and the rotational speed of the ring gear 33f (output) is larger than the rotational speed of the carrier 32f (input).
  • the transaxle 1 of this modification since the high gear stage and the low gear stage (speed ratio 1) are switched as in the above-described fourth modification, the control is easy and the sound is generated at the time of high / low switching. Can be suppressed. Further, since the brake 36F restrains the sun gear 31f as in the fourth modification, the gear ratio between the high gear stage and the low gear stage can be made close to each other. Note that the transaxle 1 according to the present modification can suppress loss due to the oil bath since the switching mechanism 20F is provided on the input shaft 11 as in the above-described embodiment.
  • the transaxle 1 according to the seventh modified example includes a step pinion type planetary gear 30G and a clutch 35G provided with two of the elements of the planetary gear 30G so as to be freely constrained. And a switching mechanism 20G having a brake 36G provided to freely restrain one of the elements of the planetary gear 30G. That is, the transaxle 1 of the present modification is greatly different from the fourth to sixth modifications in that the planetary gear 30G is a step pinion type.
  • the transaxle 1 of this modification is provided with a second shaft 39 similar to that of the fifth modification.
  • the left end of the input shaft 11 is fixed to one engagement element 35a of the clutch 35G.
  • the sun gear 31g is provided as a fixed gear with respect to the second shaft 39, and the carrier 32g is fixed to the engagement element 35a.
  • two pinion gears 34g and 34g 'having different numbers of teeth are rotatably supported on the carrier 32g.
  • One pinion gear 34g with a large number of teeth is always meshed with the sun gear 31g, and the other pinion gear 34g 'with a small number of teeth is always meshed with the ring gear 33g.
  • the ring gear 33g is connected to the idle gear 11b via a connecting element 38g. Both the coupling element 38g and the idle gear 11b are provided so as to be rotatable relative to the second shaft 39, and rotate integrally with the ring gear 33g.
  • the idle gear 11b is always meshed with the fixed gear 15b of the first countershaft 15. That is, in this modification, the power of the engine 2 is input to the carrier 32g and output from the ring gear 33g.
  • the other engagement element 35b of the clutch 35G is fixed to the right side of the sun gear 31g, and the first element 36a of the brake 36G is fixed to the left side of the sun gear 31g.
  • the second element 36b of the brake 36G is fixed to the casing 1C.
  • the clutch 35G is driven in a direction in which the engagement elements 35a and 35b are separated (disconnected) and approached (engaged) in accordance with the oil pressure of the oil flowing in from the oil passage inlet 5c.
  • the sun gear 31g and the carrier 32g are released or restrained according to the hydraulic pressure.
  • the brake 36G is driven in a direction in which the two elements 36a and 36b are separated (cut) and approached (engaged) from each other in accordance with the oil pressure of the oil flowing in from the oil passage inlet 5c, thereby restraining the sun gear 31g. Open.
  • the transaxle 1 of this modification the high gear stage and the low gear stage (gear ratio 1) can be switched as in the above-described embodiment. Moreover, the same effect can be acquired from the structure similar to embodiment mentioned above and a 4th modification.
  • the transaxle 1 according to the eighth modification is provided with a CR-CR type planetary gear 30H and at least two of the elements of the planetary gear 30H so as to be freely constrained.
  • a switching mechanism 20H having a clutch 35H and a brake 36H provided so as to be able to restrain one of the elements of the planetary gear 30H.
  • a dash (′) is added to the elements of the planetary gears in the right column.
  • the transaxle 1 of this modification is provided with a second shaft 39 similar to that of the seventh modification.
  • the left end of the input shaft 11 is fixed to one engagement element 35a of the clutch 35H.
  • the planetary gear 30H is connected to the left row of carriers 32h and the right row of ring gears 33h 'and to the left row of ring gears 33h and the right row of carriers 32h'.
  • the carrier 32h in the left column is connected to the idle gear 11b that is always meshed with the fixed gear 15b of the first counter shaft 15. That is, the power of the engine 2 is output from the carrier 32h in the left column.
  • the left row sun gear 31 h is provided as a fixed gear with respect to the second shaft 39
  • the right row sun gear 31 h ′ is provided as an idle gear with respect to the second shaft 39.
  • the other engagement element 35b of the clutch 35H is fixed to the right end of the second shaft 39, and this engagement element 35b engages with the engagement element 35a fixed to the input shaft 11, so that the left column The power of the engine 2 is input to the sun gear 31h.
  • the other engaging element 35b 'of the clutch 35H is also fixed to the carrier 32h' in the right row.
  • the first element 36a of the brake 36H is fixed to the sun gear 31h ′ in the right row.
  • the second element 36b of the brake 36H is fixed to the casing 1C.
  • the two engagement elements 35b and 35b ' are separated (disconnected) from the engagement element 35a fixed to the input shaft 11 in accordance with the oil pressure of the oil flowing in from the oil passage inlet 5c. Driven in the direction of approaching (engaging). When the two engagement elements 35b and 35b 'are all disconnected, the power transmission of the engine 2 is cut off. Further, in a state where the engagement elements 35a and 35b are engaged, the power of the engine 2 is transmitted to the sun gear 31h in the left row.
  • the transaxle 1 according to the ninth modified example includes a Ravignon type planetary gear 30J and a clutch 35J provided with at least two of the elements of the planetary gear 30J so as to be freely constrained. And a switching mechanism 20J having a brake 36J provided to freely restrain one of the elements of the planetary gear 30J.
  • the planetary gear 30J is a combination of a single pinion type planetary gear (right row) and a double pinion type planetary gear (left row), and the right row pinion gear 34j 'is connected to the left row pinion gear 34j. It is provided as a long pinion that always meshes.
  • the carrier 32j and the ring gear 33j are shared by two planetary gear trains.
  • the sun gear 31j in the left column is represented as “S”
  • the sun gear 31j ′ in the right column is represented as “S ′”.
  • one engagement element 35a of the clutch 35J is fixed to the input shaft 11.
  • the ring gear 33j is connected to the idle gear 11b via a coupling element 38j.
  • Both the coupling element 38j and the idle gear 11b are provided so as to be rotatable relative to the input shaft 11, and rotate integrally with the ring gear 33j.
  • the idle gear 11b is always meshed with the fixed gear 15b of the first countershaft 15. That is, in this modification, the power of the engine 2 is output from the ring gear 33j.
  • both the left and right sun gears 31j and 31j ′ are provided as idle gears with respect to the input shaft 11.
  • the other engagement elements 35b and 35b 'of the clutch 35J are fixed to the left and right sun gears 31j and 31j'.
  • the first element 36a of the brake 36J is fixed to the sun gear 31j 'in the right row.
  • the second element 36b of the brake 36J is fixed to the casing 1C.
  • the two engaging elements 35b and 35b ' are separated (disconnected) from the engaging element 35a fixed to the input shaft 11 according to the oil pressure of the oil flowing in from the oil passage inlet 5c. Driven in the direction of approaching (engaging). When the two engagement elements 35b and 35b 'are all disconnected, the power transmission of the engine 2 is cut off. Further, in a state where the engagement elements 35a and 35b are engaged, the power of the engine 2 is transmitted to the sun gear 31j in the left row. That is, in this modification, the power of the engine 2 is input to the sun gear 31j in the left column.
  • the left and right sun gears 31j, 31j' are constrained and rotate integrally.
  • the alignment chart in this case is as shown on the left side of FIG. 12B, and since the rotational speed is the same for all four elements, the gear ratio is 1.
  • the rotation of the sun gear 31j' is prohibited.
  • the alignment chart in this case is as shown on the right side of FIG. 12B, and the rotation speed of the ring gear 33j (output) is smaller than the rotation speed of the sun gear 31j (input) in the left column.
  • a switching mechanism for switching between the high gear stage and the low gear stage a multi-plate clutch may be provided in place of the sleeve 21s described above.
  • the switching mechanism has a planetary gear, a clutch, and a brake, one element other than the sun gear is restrained by the brake, and two elements are restrained by the clutch, so that the high gear stage and the low gear stage are You may comprise so that it may switch.
  • the relative positions of the engine 2, the motor 3, the generator 4, and the pump 5 with respect to the transaxle 1 are not limited to those described above.
  • the arrangement of the six shafts 11 to 16 in the transaxle 1 may be set according to these relative positions.
  • the arrangement of gears provided on each shaft in the transaxle 1 is an example, and is not limited to the above.
  • the clutch 17 interposed in the middle of the second path 52 relating to the power transmission from the motor 3 to the drive wheel 8 may be omitted.

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Abstract

エンジン(2),第一の回転電機(3)及び第二の回転電機(4)を装備したハイブリッド車両のトランスアクスル装置(1)は、エンジン(2)及び第一の回転電機(3)の動力を個別に駆動輪側の出力軸(12)に伝達するとともにエンジン(2)の動力を第二の回転電機(4)にも伝達する。また、トランスアクスル装置(1)は、エンジン(2)の回転軸(2a)と同軸上に接続された入力軸(11)と、少なくとも入力軸(11)に介装され、ハイギヤ段(11H,15H)およびローギヤ段(11L,15L)を切り替える切替機構(20A)とを備えている。

Description

トランスアクスル装置
 本発明は、エンジンと二つの回転電機とを装備したハイブリッド車両に用いられるトランスアクスル装置に関する。
 従来、エンジンと回転電機(モータ,ジェネレータ,モータジェネレータ)とを装備したハイブリッド車両において、走行モードを切り替えながら走行する車両が実用化されている。走行モードには、バッテリの充電電力を用いてモータのみで走行するEVモードや、エンジンによってジェネレータを駆動し、発電しながらモータのみで走行するシリーズモード、エンジンとモータとを併用して走行するパラレルモード等が含まれる。走行モードの切り替えは、トランスアクスル装置内における動力伝達経路上に介装されたスリーブやクラッチ等の機構が制御されることで実施される。この機構は、例えばエンジンとジェネレータとの間の動力伝達経路内の軸上や、エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路内の軸上に配置される(特許文献1,2参照)。
特開平11-170877号公報 特開2013-180680号公報
 ところで、走行モードを切り替えることなく、運転者の要求する出力や車速等に応じて変速段を切り替えることができれば、走行パターンが増えることになり、ドライバビリティの向上や燃費改善といった効果が見込まれる。これを実現するためには、トランスアクスル装置内に複数の変速段を切り替え可能に設ければよい。しかしながら、トランスアクスル装置のケーシング内には、作動油や潤滑油といった機能を持つオイルが貯留されていることから、複数の変速段とこれを切り替える機構とを単に内蔵しただけでは、オイルによる抵抗が大きくなりかねない。例えば、変速段や切替機構がオイルに浸った状態(いわゆる油浴した状態)では、これらの機構がオイルをかき回すことになり、油浴による損失(オイル抵抗)が増大しうる。
 本件は、このような課題に鑑み案出されたもので、油浴による損失を抑制しながら走行パターンを増やすことができるようにした、トランスアクスル装置を提供することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。
 (1)ここで開示するトランスアクスル装置は、エンジン,第一の回転電機及び第二の回転電機を装備し、前記エンジン及び前記第一の回転電機の動力を個別に駆動輪側の出力軸に伝達するとともに前記エンジンの動力を前記第二の回転電機にも伝達するハイブリッド車両のトランスアクスル装置であって、前記エンジンの回転軸と同軸上に接続された入力軸と、少なくとも前記入力軸に介装され、ハイギヤ段とローギヤ段とを切り替える切替機構と、を備えたことを特徴とする。なお、前記第一の回転電機とは、回転する電機子又は界磁を有し、少なくとも電動機能を有する電動発電機(モータジェネレータ)又は電動機を意味する。また、前記第二の回転電機とは、回転する電機子又は界磁を有し、少なくとも発電機能を有する電動発電機(モータジェネレータ)又は発電機を意味する。
 (2)前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達経路上に配置されたカウンタ軸を備え、前記切替機構が、前記ハイギヤ段及び前記ローギヤ段のそれぞれを選択する二つの選択機構から構成され、前記二つの選択機構のうちの一方が前記入力軸に介装され、他方が前記カウンタ軸上であって前記一方の選択機構に対し軸方向と直交方向において重なる位置に介装されていることが好ましい。
 (3)前記出力軸に介装されたデファレンシャルギヤを備え、前記ハイギヤ段が、前記トランスアクスル装置のケーシング内において、前記ローギヤ段に対し前記デファレンシャルギヤの逆側に配置されていることが好ましい。
 (4)前記切替機構が、前記入力軸に対して相対回転不能であり、且つ、軸方向に摺動自在に結合された環状のスリーブを有し、前記スリーブは、軸方向へ移動することで前記ハイギヤ段及び前記ローギヤ段の少なくとも一方の遊転ギヤを前記入力軸に対して回転連結状態とすることが好ましい。
 (5)前記第二の回転電機の回転軸と同軸上に接続された第二の回転電機軸を備え、前記入力軸と前記第二の回転電機軸とが連結されるとともに、前記スリーブの移動に際し前記第二の回転電機によって前記入力軸の回転速度を前記駆動輪側の回転速度に合わせることが好ましい。
 (6)前記スリーブは、径方向内側に形成されたスプライン歯を、前記一方の遊転ギヤのドグ歯に係合させることで前記回転連結状態とすることが好ましい。
 (7)あるいは、前記切替機構が、サンギヤ,キャリア及びリングギヤを持つ遊星ギヤと、前記遊星ギヤの要素のうちの二つを拘束自在に設けられたクラッチと、前記遊星ギヤの要素のうちの一つを拘束自在に設けられたブレーキと、を有することが好ましい。
 (8)この場合に、前記ブレーキは、前記サンギヤを拘束することが好ましい。
 ハイギヤ段とローギヤ段とを切り替える切替機構によって、走行パターンを増やすことができる。また、この切替機構が入力軸に介装されていることから、切替機構が油浴した状態になることを回避しやすくすることができる。したがって、油浴による損失を抑制しながら走行パターンを増やすことができる。
実施形態に係るトランスアクスル装置を搭載した車両の内部構成を例示する上面図である。 図1のトランスアクスル装置を備えたパワートレインの模式的な側面図である。 図2のパワートレインを示すスケルトン図である。 第一変形例に係るパワートレインを示すスケルトン図である。 第二変形例に係るパワートレインを示すスケルトン図である。 第三変形例に係るパワートレインを示すスケルトン図である。 (a)は第四変形例に係るパワートレインを示すスケルトン図であり、(b)は共線図である。 (a)は第五変形例に係るパワートレインを示すスケルトン図であり、(b)は共線図である。 (a)は第六変形例に係るパワートレインを示すスケルトン図であり、(b)は共線図である。 (a)は第七変形例に係るパワートレインを示すスケルトン図であり、(b)は共線図である。 (a)は第八変形例に係るパワートレインを示すスケルトン図であり、(b)は共線図である。 (a)は第九変形例に係るパワートレインを示すスケルトン図であり、(b)は共線図である。
 図面を参照して、実施形態としてのトランスアクスル装置について説明する。以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の各実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
[1.全体構成]
 本実施形態のトランスアクスル1(トランスアクスル装置)は、図1に示す車両10に適用される。この車両10は、エンジン2と走行用のモータ3(電動機,第一の回転電機)と発電用のジェネレータ4(発電機,第二の回転電機)とを装備したハイブリッド車両である。ジェネレータ4はエンジン2に連結され、モータ3の作動状態とは独立して作動可能とされる。また、車両10にはEVモード,シリーズモード,パラレルモードの三種類の走行モードが用意される。これらの走行モードは、図示しない電子制御装置によって、車両状態や走行状態,運転者の要求出力等に応じて択一的に選択され、その種類に応じてエンジン2,モータ3,ジェネレータ4が使い分けられる。なお、モータ3は発電機能(ジェネレータの機能)を有していてもよいし、また、ジェネレータ4は電動機能(モータの機能)を有していてもよい。
 EVモードは、エンジン2及びジェネレータ4を停止させたまま、図示しない駆動用のバッテリの充電電力を用いてモータ3のみで車両10を駆動する走行モードである。EVモードは、走行負荷,走行速度が低い場合やバッテリの充電レベルが高い場合に選択される。シリーズモードは、エンジン2でジェネレータ4を駆動して発電しつつ、その電力を利用してモータ3で車両10を駆動する走行モードである。シリーズモードは、走行負荷,走行速度が中程度の場合やバッテリの充電レベルが低い場合に選択される。パラレルモードは、おもにエンジン2で車両10を駆動し、必要に応じてモータ3で車両10の駆動をアシストする走行モードであり、走行負荷,走行速度が高い場合に選択される。
 駆動輪8には、トランスアクスル1を介してエンジン2及びモータ3が並列に接続され、エンジン2及びモータ3のそれぞれの動力が個別に伝達される。また、エンジン2には、トランスアクスル1を介してジェネレータ4及び駆動輪8が並列に接続され、エンジン2の動力が駆動輪8に加えてジェネレータ4にも伝達される。
 トランスアクスル1は、デファレンシャルギヤ18(差動装置、以下「デフ18」と呼ぶ)を含むファイナルドライブ(終減速機)とトランスミッション(減速機)とを一体に形成した動力伝達装置であり、駆動源と被駆動装置との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。本実施形態のトランスアクスル1は、ハイロー切替(高速段,低速段の切替)が可能に構成されており、パラレルモードでの走行時において、電子制御装置によって走行状態や要求出力等に応じてハイギヤ段とローギヤ段とが切り替えられる。
 エンジン2は、ガソリンや軽油を燃焼とする内燃機関(ガソリンエンジン,ディーゼルエンジン)である。このエンジン2は、クランクシャフト2a(回転軸)の向きが車両10の車幅方向に一致するように横向きに配置されたいわゆる横置きエンジンであり、トランスアクスル1の右側面に対して固定される。クランクシャフト2aは、駆動輪8のドライブシャフト9に対して平行に配置される。エンジン2の作動状態は、電子制御装置で制御される。
 モータ3及びジェネレータ4はいずれも、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機(モータ・ジェネレータ)である。モータ3は、おもに電動機として機能して車両10を駆動し、回生時には発電機として機能する。ジェネレータ4は、エンジン2を始動させる際に電動機(スターター)として機能し、エンジン2の作動時にはエンジン動力で発電を実施する。モータ3及びジェネレータ4の各周囲(又は各内部)には、直流電流と交流電流とを変換するインバータ(図示略)が設けられる。モータ3及びジェネレータ4の各回転速度は、インバータを制御することで制御される。なお、モータ3,ジェネレータ4,各インバータの作動状態は、電子制御装置で制御される。
 本実施形態のモータ3は、その外形が回転軸3aを中心軸とした円筒状に形成され、その底面をトランスアクスル1側に向けた姿勢でトランスアクスル1の左側面に対して固定される。また、本実施形態のジェネレータ4は、その外形が回転軸4aを中心軸とした円筒状に形成され、モータ3と同様に、その底面をトランスアクスル1側に向けた姿勢でトランスアクスル1の左側面に対して固定される。
 図2は、エンジン2,モータ3,ジェネレータ4,トランスアクスル1を含むパワートレイン7を左側から見た側面図である。なお、この側面図ではエンジン2を省略している。図2に示すように、トランスアクスル1の左側面には、モータ3及びジェネレータ4に加えてポンプ5が設けられる。ポンプ5は、駆動輪8側の動力を利用して、作動油や潤滑油といった機能を持つオイルを図示しない油圧回路に圧送する油圧発生装置である。
 本実施形態のポンプ5は、トランスアクスル1の左側面のうち、比較的低い位置に配置される。図2に示す例では、ポンプ5がドライブシャフト9よりも下方であって、トランスアクスル1のケーシング1Cの底部近傍に配置される。ケーシング1Cの内部には、少なくとも車両10の停止状態において、図中にドット模様を付けた辺りまでオイルが溜まっている。ポンプ5は、その一部がオイルの油面よりも下方に位置するように配置される。なお、図3以降のスケルトン図では、ポンプ5とトランスアクスル1とを一体化させて(ポンプ5をケーシング1Cに内蔵させて)図示する。
[2.トランスアクスル]
 本実施形態のトランスアクスル1を備えたパワートレイン7のスケルトン図を図3に示す。図2及び図3に示すように、トランスアクスル1には、互いに平行に配列された六つの軸11~16が設けられる。以下、クランクシャフト2aと同軸上に接続される回転軸を入力軸11と呼ぶ。同様に、ドライブシャフト9,モータ3の回転軸3a,ジェネレータ4の回転軸4aのそれぞれと同軸上に接続される回転軸を、出力軸12,モータ軸13(第一の回転電機軸),ジェネレータ軸14(第二の回転電機軸)と呼ぶ。また、入力軸11と出力軸12との間の動力伝達経路上に配置された回転軸を第一カウンタ軸15と呼び、モータ軸13と出力軸12との間の動力伝達経路上に配置された回転軸を第二カウンタ軸16と呼ぶ。
 六つの軸11~16はいずれも、両端部が図示しない軸受を介してケーシング1Cに軸支される。また、入力軸11,出力軸12,モータ軸13,ジェネレータ軸14のそれぞれの軸上に位置するケーシング1Cの側面には図示しない開口が形成されており、これらの開口を通じてクランクシャフト2a等と接続される。なお、第一カウンタ軸15には、ポンプ5の回転軸が接続される。
 図2に示すように、第一カウンタ軸15は、六つの軸11~16の中で最も低い位置(ケーシング1Cの底部近傍)に配置され、少なくとも車両10の停止状態において、ケーシング1Cの内部に溜まったオイルに浸かった状態(油浴した状態)とされる。なお、第一カウンタ軸15以外の軸は、車両10の停止状態においてオイルの油面よりも上方に位置し、走行時の振動や車両10の傾きによって、オイルの油面が図2に示す状態から変化したとしても、第一カウンタ軸15と比較してオイルに浸かりにくい配置とされている。
 トランスアクスル1の内部には、三つの動力伝達経路が形成される。具体的には、図2中に二点鎖線で示すように、入力軸11から出力軸12に至る動力伝達経路(以下「第一経路51」と呼ぶ)と、モータ軸13から出力軸12に至る動力伝達経路(以下「第二経路52」と呼ぶ)と、入力軸11からジェネレータ軸14に至る動力伝達経路(以下「第三経路53」と呼ぶ)とが形成される。
 第一経路51(第一機構)は、エンジン2から駆動輪8への動力伝達に係る経路であり、エンジン2の作動時における動力の伝達を担うものである。第一経路51の中途には、その動力伝達の断接とハイロー切替とを実施する後述の切替機構20Aが介装される。第二経路52(第二機構)は、モータ3から駆動輪8への動力伝達に係る経路であり、モータ3の動力伝達を担うものである。第二経路52の中途には、その動力伝達を断接する後述の断接機構が介装される。第三経路53(第三機構)は、エンジン2からジェネレータ4への動力伝達に係る経路であり、エンジン始動時の動力伝達及びエンジン2による発電時の動力伝達を担うものである。
 次に、図3を用いてトランスアクスル1の構成を詳述する。なお、以下の説明において、「固定ギヤ」とは、軸と一体に設けられ、軸に対して相対回転不能な歯車を意味する。また、「遊転ギヤ」とは、軸に対して相対回転可能に枢支された歯車を意味する。
 入力軸11には、一つの固定ギヤ11aと二つの遊転ギヤ11H,11Lとが設けられるとともに、切替機構20Aが介装される。固定ギヤ11aは、ケーシング1Cの右側面寄りに配置されており、ジェネレータ軸14に設けられた固定ギヤ14aと常時噛合している。つまり、入力軸11とジェネレータ軸14とは、二つの固定ギヤ11a,14aを介して連結されており、エンジン2とジェネレータ4との間で動力伝達可能とされる。なお、クランクシャフト2a上には、過大トルクを遮断して動力伝達機構を保護する機能を持ったトルクリミッタ6が介装される。
 二つの遊転ギヤ11H,11Lは、互いに異なる歯数を持ち、第一カウンタ軸15に設けられた互いに歯数の異なる二つの固定ギヤ15H,15Lのそれぞれと常時噛合している。本実施形態では、歯数が少ない一方の遊転ギヤ11Lが固定ギヤ11aと隣接配置され、歯数が多い他方の遊転ギヤ11Hがケーシング1Cの左側面寄り(一方の遊転ギヤ11Lに対してデフ18の逆側)に配置される。歯数が少ない一方の遊転ギヤ11Lは、歯数が多い一方の固定ギヤ15Lと噛み合ってローギヤ段を形成する。反対に、歯数が多い他方の遊転ギヤ11Hは、歯数が少ない他方の固定ギヤ15Hと噛み合ってハイギヤ段を形成する。
 つまり、第一カウンタ軸15には、デフ18に近い側に大径な固定ギヤ15Lが配置され、デフ18から離れた位置に小径な固定ギヤ15Hが配置される。第一カウンタ軸15は、デフ18が介装される出力軸12に隣接することから、このようなギヤの配置とすることで、例えば、ケーシング1Cにおける第一カウンタ軸15に沿った部分を、外側(デフ18から離れる方向)に向かって縮径させることができる。あるいは、出力軸12の開口が形成されるケーシング側面を、大径な固定ギヤ15Lと小径な固定ギヤ15Hとの間に設けた場合には、ケーシング1Cにおける第一カウンタ軸15に沿った部分を、全体的に小さくすることができる。これらのような構成により、ケーシング1C外における出力軸12の延長線上に、ドライブシャフト9を接続するためのスペースが確保される。
 遊転ギヤ11Hは、左部に固定ギヤ15Hと噛み合う歯面部を有し、この歯面部の右側に突設された当接部に対して結合されたドグギヤ11dを有する。遊転ギヤ11Lは、右部に固定ギヤ15Lと噛み合う歯面部を有し、この歯面部の左側に突設された当接部に対して結合されたドグギヤ11eを有する。各ドグギヤ11d,11eの先端部(径方向外側の端部)には、図示しないドグ歯が設けられる。
 切替機構20Aは、二つの遊転ギヤ11H,11Lの間に配置され、エンジン2の動力の断接状態を制御するとともにハイギヤ段とローギヤ段とを切り替えるものである。本実施形態の切替機構20Aは、入力軸11に固定されたハブ21hと、ハブ21h(入力軸11)に対して相対回転不能であり、かつ、入力軸11の軸方向に摺動自在に結合された環状のスリーブ21sとを有する。スリーブ21sは、図示しないアクチュエータが電子制御装置によって制御されることで、図中のニュートラル位置から左右両側へ移動する。スリーブ21sの径方向内側には、ドグギヤ11d,11eのドグ歯と係合するスプライン歯(図示略)が設けられる。スプライン歯とドグ歯とが係合することで、スリーブ21sとドグギヤ11d又はドグギヤ11eとが係合する。
 スリーブ21sがニュートラル位置である場合には、二つの遊転ギヤ11H,11Lはいずれも空転状態となる。この場合には、エンジン2が作動していても、エンジン2の動力(入力軸11の回転)は出力軸12へは伝達されない。つまり、この場合はエンジン2の動力伝達が遮断された状態となる。なお、この場合に第一カウンタ軸15が回転していれば(すなわち駆動輪8が回転していれば)、二つの遊転ギヤ11H,11Lはこの回転に追従して回転(空転)する。ただし、遊転ギヤ11H,11Lは入力軸11に設けられており油浴した状態ではないことから、第一カウンタ軸15の回転に追従して回転したとしても発生しうる抵抗は小さい。
 スリーブ21sがニュートラル位置から左右いずれか一方へ移動し、二つの遊転ギヤ11H,11Lのうちの一方のドグギヤ11d,11eと係合すると、入力軸11の回転をいずれか一方の遊転ギヤ11H,11Lに伝達する。以下、この状態を回転連結状態と呼ぶ。本実施形態のトランスアクスル1では、スリーブ21sが右側に移動して遊転ギヤ11Lのドグギヤ11eと係合することで、ローギヤ段の遊転ギヤ11Lを入力軸11に対して回転連結状態とする。反対に、スリーブ21sが左側に移動して遊転ギヤ11Hのドグギヤ11dと係合することで、ハイギヤ段の遊転ギヤ11Hを入力軸11に対して回転連結状態とする。
 また、本実施形態のトランスアクスル1は、スリーブ21sの移動に際し、ジェネレータ4によって入力軸11の回転速度を駆動輪8側の回転速度に合わせて同期させる。つまり、スリーブ21sを遊転ギヤ11H,11Lのいずれか一方のドグギヤ11d,11eと係合させる場合(ハイギヤ段又はローギヤ段の選択時、あるいは、ハイギヤ段とローギヤ段との切替時)には、その係合に先立ち、入力軸11の回転速度が第一カウンタ軸15の回転速度に合うように、電子制御装置によってジェネレータ4側のインバータが制御される。
 この制御方法としては、例えば、入力軸11と駆動輪8との回転速度差(回転差)をセンサで検出し、この回転速度差に応じてジェネレータ4から入力軸11の回転に負荷をかけることで同期させる方法が挙げられる。あるいは、駆動輪8の回転速度をセンサで検出し、この回転速度になるようにジェネレータ4の回転速度を制御することで同期させる方法が挙げられる。
 第一カウンタ軸15には、ロー側の固定ギヤ15Lの右側に隣接して固定ギヤ15aが設けられるとともに、ハイ側の固定ギヤ15Hの左側に隣接してポンプ5が設けられる。ポンプ5から圧送されたオイルは、第一カウンタ軸15に設けられた油路入口(図示略)と、第二カウンタ軸16に設けられた油路入口5bとから油圧回路内に送給される。第一カウンタ軸15の固定ギヤ15aは、出力軸12に設けられたデフ18のリングギヤ18aと常時噛合している。なお、デフ18のリングギヤ18aは、第二カウンタ軸16上であってケーシング1Cの左側面寄りに設けられた固定ギヤ16bとも常時噛合している。
 第二カウンタ軸16には、遊転ギヤ16a及びクラッチ17を有する断接機構と、固定ギヤ16bと遊転ギヤ16aとの間に配置されたパーキングギヤ19とが設けられる。遊転ギヤ16aは、クラッチ17の一方の係合要素17aに固定されるとともに、モータ軸13に設けられた固定ギヤ13aと常時噛合し、モータ軸13の回転に追従して回転する。クラッチ17は、モータ3の動力の断接状態を制御する多板式クラッチであり、遊転ギヤ16aに固定された一方の係合要素17aと、第二カウンタ軸16に固定された他方の係合要素17bとを有する。なお、クラッチ17は、ケーシング1Cの右側面寄りに配置される。
 係合要素17aはモータ3からの動力が入力されるものであり、係合要素17bは駆動輪8側に動力を出力するものである。これらの係合要素17a,17bは、油路入口5bから流入したオイルの油圧に応じて互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動される。クラッチ17を係合すると、モータ3の動力が固定ギヤ13a及び遊転ギヤ16aを介して駆動輪8側へと伝達されるとともに、駆動輪8側の回転がモータ3へと伝わる。つまり、クラッチ17が係合された状態では、モータ3による力行駆動,回生発電が可能となる。反対に、エンジン2での走行時(モータ3の停止時)にクラッチ17を切断すると、遊転ギヤ16aが空転し、駆動輪8側の回転がモータ3に伝わることがないため、モータ3が連れ回されることがなくなり抵抗が小さくなる。
 なお、油圧回路上に複数のソレノイド弁(オンオフソレノイド弁,リニアソレノイド弁等)で構成された調圧装置を設け、ポンプ5から圧送されたオイルを適切な油圧に調圧することでクラッチ17の断接が制御される構成であってもよい。あるいは、ポンプ5及び多板式のクラッチ17に代えて、電制カップリングを設けて、電子制御装置によって動力の伝達が断接制御される構成としてもよい。
 パーキングギヤ19は、パーキングロック装置を構成する要素であり、第二カウンタ軸16に固定される。パーキングギヤ19は、運転者によりPレンジが選択されると、図示しないパーキングスプラグと係合し、第二カウンタ軸16(すなわち出力軸12)の回転を禁止する。
 デフ18は、リングギヤ18aに伝達された動力を、デフケース,ピニオンシャフト,デフピニオン,サイドギヤを介して出力軸12に伝達する。
[3.作用,効果]
 (1)上述したトランスアクスル1には切替機構20Aが設けられ、パラレルモードでの走行時に、走行状態や要求出力等に応じてハイギヤ段とローギヤ段とが切り替えられる。つまり、パラレルモードにおいて、エンジン2の動力を二段階に切り替えて伝達(出力)することができるため、走行パターンを増やすことができ、ドライバビリティの向上や燃費改善といった効果が得られ、車両商品性を向上させることができる。
 また、上述したトランスアクスル1では、第一カウンタ軸15以外の軸がオイルに浸かりにくい配置であるとともに、切替機構20Aが入力軸11に介装されていることから、切替機構20Aが油浴した状態になることを回避しやすくすることができる。これにより、油浴による損失を抑制することができ、トランスアクスル1の伝達効率を向上させることができる。
 さらに、上述した車両10では、エンジン2及びモータ3の動力を個別に出力可能であるため、ハイロー切替時におけるトルク抜けをモータ3の動力でカバーすることができる。これにより、変速ショックを抑制することができるとともに、ハイロー切替を早急に行う必要性が低くなることから切替機構20Aの構成を簡素化することができる。
 (2)上述したトランスアクスル1では、ケーシング1C内において、ハイギヤ段(遊転ギヤ11H,固定ギヤ15H)が、ローギヤ段(遊転ギヤ11L,固定ギヤ15L)に対しデフ18の逆側に配置される。すなわち、出力軸12に隣接する軸(第一カウンタ軸15)上には、デフ18に近い側に大径なギヤ(固定ギヤ15L)が配置され、デフ18から離れた位置に小径なギヤ(固定ギヤ15H)が配置されるため、ケーシング1Cにおける第一カウンタ軸15に沿った部分を、例えば外側(デフ18から離れる方向)に向かって縮径させたり、全体的に小さくしたりすることができる。これにより、ケーシング1Cの大型化を回避しつつ、ケーシング1C外における出力軸12の延長線上に、ドライブシャフト9を接続するためのスペースを確保することができる。
 (3)上述したトランスアクスル1では、入力軸11に設けられた切替機構20Aがスリーブ21sを有しており、このスリーブ21sが軸方向へ移動することで、ハイギヤ段及びローギヤ段の少なくとも一方の遊転ギヤ11H,11Lを入力軸11に対して回転連結状態とすることができる。スリーブ21sを用いた切替機構20Aであれば、ギヤ比の制約がないため、ハイギヤ段,ローギヤ段の各ギヤ比を自由に設定することができる。
 また、上述したトランスアクスル1では、入力軸11に設けられた遊転ギヤ11H,11Lはどちらか一方が回転連結状態となると、他方の遊転ギヤはトルクが増幅された第一カウンタ軸15によって回される。すなわち、上述した実施形態とは違い、遊転ギヤがエンジン2の動力で回る入力軸11によって回される場合には、この遊転ギヤが一部でも油浴してしまうと、増幅される前のトルク(動力)で回転することになるため、車両10を駆動するトルク(出力トルク)に対する遊転ギヤの消費トルクの割合が高くなってしまう。これに対し、上述した実施形態のように、遊転ギヤ11H,11Lが第一カウンタ軸15で回される構成であれば、遊転ギヤ11H,11Lの一部がたとえ油浴したとしても、その損失(消費トルクの割合)を抑制することができる。
 (4)上述したトランスアクスル1では、スリーブ21sの移動に際し、入力軸11の回転速度が駆動輪8側の回転速度に合うようにジェネレータ4側のインバータが制御されることから、スリーブ21sと遊転ギヤ11H,11Lのいずれか一方のドグギヤ11d,11eとの係合(すなわち、ハイギヤ段又はローギヤ段の選択、あるいは、ハイギヤ段とローギヤ段との切替)を滑らかに行うことができる。
 (5)また、このようにジェネレータ4を用いて回転が同期されることから、ドグギヤ11d,11eのドグ歯とスリーブ21sのスプライン歯とを係合させるだけで、ハイギヤ段又はローギヤ段の選択、あるいは、ハイギヤ段とローギヤ段との切替を行うことができる。すなわち、高価なシンクロ機構を使用しなくても良いため、切替機構20Aを簡素な構成とすることができ、安価に製造することができる。
[4.変形例]
 上述したトランスアクスル1は一例であって、その構成は上述したものに限られない。以下、トランスアクスル1の変形例について、図4~図12を用いて説明する。図4~図12は、第一変形例~第九変形例に係るトランスアクスル1を備えたパワートレイン7を示すスケルトン図である。なお、上述した実施形態やそれまでに説明した変形例と同様の構成については、上述した実施形態や変形例の符号と同一の符号又は同様の符号(同一の数字に異なるアルファベット等)を付し、重複する説明は省略する
 図4~図6に示す三つの変形例に係るトランスアクスル1はいずれも、上述した実施形態と同様に、スリーブを有する切替機構が設けられたものである。一方、図7~図12に示す六つの変形例に係るトランスアクスル1はいずれも、遊星ギヤとクラッチとブレーキとを有する切替機構を備えたものである。これらの切替機構はいずれも、上述した切替機構20Aと同様に、少なくとも入力軸11に介装されており、ハイギヤ段とローギヤ段とを切り替えるものである。以下、各変形例について説明する。
 [4-1.第一変形例]
 図4に示すように、第一変形例に係るトランスアクスル1は、ハイギヤ段を形成する遊転ギヤ11H及び固定ギヤ15Hと、ローギヤ段を形成する遊転ギヤ11L及び固定ギヤ15Lとの配置が異なる点を除いて、上述した実施形態と同様に構成される。すなわち、本変形例では、ローギヤ段がハイギヤ段に対しデフ18の逆側に配置される。このような構成であっても、上述した(2)を除く効果を得ることができる。
 [4-2.第二変形例]
 図5に示すように、第二変形例に係るトランスアクスル1は、切替機構20Bが、ハイギヤ段及びローギヤ段のそれぞれを選択する二つの選択機構22,23から構成される点を除いて、上述した実施形態と同様に構成される。二つの選択機構22,23のうちの一方は入力軸11に介装され、他方は第一カウンタ軸15に介装される。また、これらの選択機構22,23は、軸方向と直交する方向において互いに重なる位置に配置される。
 本変形例では、選択機構22が、入力軸11に固定されたハブ22hと、ハブ22h(入力軸11)対して相対回転不能であり、かつ、入力軸11の軸方向に摺動自在に結合された環状のスリーブ22sとを有する。同様に、選択機構23が、第一カウンタ軸15に固定されたハブ23hと、ハブ23h(第一カウンタ軸15)に対して相対回転不能であり、かつ、第一カウンタ軸15の軸方向に摺動自在に結合された環状のスリーブ23sとを有する。これらのスリーブ22s,23sも、径方向内側に図示しないスプライン歯を有する。
 また、入力軸11には、上述した遊転ギヤ11Lよりも歯数が多い固定ギヤ11H′が選択機構22よりも左側に設けられ、第一カウンタ軸15には、上述した固定ギヤ15Lよりも歯数が少ない遊転ギヤ15H′が選択機構23よりも左側に設けられる。これらの固定ギヤ11H′及び遊転ギヤ15H′は、常時噛合している。また、遊転ギヤ15H′は、左部に固定ギヤ11H′と噛み合う歯面部を有し、この歯面部の右側に突設された当接部に対して結合されたドグギヤ15dを有する。なお、このドグギヤ15dも、その先端部に図示しないドグ歯を有する。
 スリーブ22s,23sがいずれもニュートラル位置である場合には、二つの遊転ギヤ15H′,11Lはいずれも空転状態となり、エンジン2の動力伝達が遮断された状態となる。スリーブ23sがニュートラル位置で、スリーブ22sが空転状態から右側へ移動して遊転ギヤ11Lのドグギヤ11eと係合すると、エンジン2の動力(入力軸11の回転)が遊転ギヤ11L及び固定ギヤ15Lを介して出力軸12へと伝達される。すなわちこの場合には、ローギヤ段の遊転ギヤ11Lが入力軸11に対して回転連結状態となる。また、スリーブ22sがニュートラル位置で、スリーブ23sが空転状態から左側へ移動して遊転ギヤ15H′のドグギヤ15dと係合すると、エンジン2の動力が固定ギヤ11H′及び遊転ギヤ15H′を介して出力軸12へと伝達される。すなわちこの場合には、ハイギヤ段の遊転ギヤ15H′が第一カウンタ軸15に対して回転連結状態となる。
 このような構成であっても、切替機構20Bを構成する二つの選択機構22,23のうちの一方が入力軸11に配置されることから、油浴による損失を抑制することができる。また、本変形例によれば、切替機構20Bが二つの選択機構22,23から構成され、これらの選択機構22,23が軸方向と直交する方向において互いに重なる位置に配置されることから、上述した切替機構20Aを備えたトランスアクスル1と比較して、トランスアクスル1の軸方向寸法(全長)を短縮することができる。
 さらに、二つの選択機構22,23を同時に作動させてハイロー切替を実施することができるため、一つの切替機構20Aの場合と比較して、ハイロー切替に要する時間を短縮することができる。すなわち、二つの選択機構22,23を備えていれば、二つの遊転ギヤ15H′,11Lのうちの一方を空転状態から回転連結状態に切り替え、これと同時に他方を回転連結状態から空転状態に切り替えることができるため、ハイロー切替を速やかに実施することができる。
 [4-3.第三変形例]
 図6に示すように、第三変形例に係るトランスアクスル1は、入力軸11に設けられた切替機構20Cと二つの遊転ギヤ11H,11Lとの位置関係及びこれらの形状が異なる点を除いて、上述した実施形態と同様に構成される。本変形例の切替機構20Cは、固定ギヤ11aとロー側の遊転ギヤ11Lとの間に配置されており、二つの遊転ギヤ11H,11Lは隣接配置される。すなわち、ハイ側の遊転ギヤ11Hがロー側の遊転ギヤ11Lよりもケーシング1Cの左側面寄りに配置されている。
 切替機構20Cは、入力軸11に固定されたハブ21hと、ハブ21h(入力軸11)に対して相対回転不能であり、かつ、入力軸11の軸方向に摺動自在に結合された環状のスリーブ21s′とを有する。ロー側の遊転ギヤ11Lは、その内径が上述した実施形態のものよりも大きく形成されており、左部に固定ギヤ15Lと噛み合う歯面部を有し、歯面部の右側に突設された当接部に対して結合されたドグギヤ11eを有する。一方、ハイ側の遊転ギヤ11Hは、左端に固定ギヤ15Hと噛み合う歯面部を有し、右端にドグギヤ11dと結合された当接部を有し、これらの間(中間部)に外径の小さな円筒部を有する。この円筒部は、遊転ギヤ11Lの内部(軸心側)を貫通する部分である。これにより、遊転ギヤ11Hのドグギヤ11dは、遊転ギヤ11Lのドグギヤ11eの右側に配置される。
 スリーブ21s′の左部には、遊転ギヤ11H,11Lの各ドグギヤ11d,11eのドグ歯と係合するスプライン歯が設けられる。スリーブ21s′が図中のニュートラル位置である場合には、二つの遊転ギヤ11H,11Lはいずれも空転状態となり、エンジン2の動力伝達が遮断された状態となる。スリーブ21s′が空転状態から右側へ移動すると、スリーブ21s′は遊転ギヤ11Lのドグギヤ11eと係合し、エンジン2の動力が遊転ギヤ11L及び固定ギヤ15Lを介して出力軸12へと伝達される。すなわちこの場合には、ローギヤ段の遊転ギヤ11Lが入力軸11に対して回転連結状態となる。
 反対に、スリーブ21s′が空転状態から左側へ移動すると、スリーブ21s′は遊転ギヤ11Hのドグギヤ11dと係合し、エンジン2の動力が遊転ギヤ11H及び固定ギヤ15Hを介して出力軸12へと伝達される。すなわちこの場合には、ハイギヤ段の遊転ギヤ11Hが入力軸11に対して回転連結状態となる。
 したがって、本変形例に係るトランスアクスル1の構成であっても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
 [4-4.第四変形例]
 図7(a)に示すように、第四変形例に係るトランスアクスル1には、シングルピニオン式の遊星ギヤ30Dと、遊星ギヤ30Dの要素のうちの二つを拘束自在に設けられたクラッチ35Dと、遊星ギヤ30Dの要素のうちの一つを拘束自在に設けられたブレーキ36Dとを有する切替機構20Dが設けられる。なお、図7(b)は共線図であり、図中縦軸は回転速度(あるいは回転速度比)に対応し、図中横軸のS,C,Rはそれぞれ、サンギヤ,キャリア,リングギヤに対応する。
 遊星ギヤ30Dは、遊転ギヤで構成されたサンギヤ31dと、連結要素37dを介して入力軸11に接続されたリングギヤ33dと、サンギヤ31d及びリングギヤ33dの間に配置されたキャリア32dと、キャリア32dに回動可能に支持されてサンギヤ31d及びリングギヤ33dと常時噛合しているピニオンギヤ34dとを有する。クラッチ35Dは、エンジン2の動力の断接状態と変速段とを制御する多板式クラッチであり、二つの係合要素35a,35bを有する。ブレーキ36Dは、遊星ギヤ30D及びクラッチ35Dとともに変速段を制御する多板式ブレーキであり、二つの要素36a,36bを有する。
 本変形例のリングギヤ33dは、ピニオンギヤ34dと噛合する内側の歯に加え、ジェネレータ軸14の固定ギヤ14aと噛合する外側の歯を有する。リングギヤ33dは入力軸11に固定された連結要素37dと固定されていることから、エンジン2の動力は連結要素37dを介してリングギヤ33dに入力される。キャリア32dには、クラッチ35Dの一方の係合要素35aが固定される。この係合要素35aには、第一カウンタ軸15に設けられた固定ギヤ15bと常時噛合する遊転ギヤ11bが固定される。すなわち、この遊転ギヤ11bは、キャリア32dと一体で回転するものであり、エンジン2の動力を出力軸12へと伝達する。サンギヤ31dは、入力軸11に対して相対回転可能に枢支され、左部にピニオンギヤ34dと噛み合う歯面部を持ち、この歯面部の右側に突設された突出部に、クラッチ35Dの他方の係合要素35bとブレーキ36Dの第一要素36aとが固定される。
 クラッチ35Dは、入力軸11の左端に設けられた油路入口5cから流入したオイルの油圧に応じて、係合要素35a,35bが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動される。すなわち、クラッチ35Dは、遊星ギヤ30Dの要素のうち、サンギヤ31dとキャリア32dとを油圧に応じて開放又は拘束する。また、ブレーキ36Dは、サンギヤ31dの突出部の先端側に配置され、第二要素36bがケーシング1Cの右側面に固定される。ブレーキ36Dは、入力軸11の右端に設けられた油路入口5dから流入したオイルの油圧に応じて、二つの要素36a,36bが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動されて、サンギヤ31dを拘束又は開放する。
 本変形例のトランスアクスル1では、クラッチ35Dが係合された状態か、又は、ブレーキ36Dがサンギヤ31dを拘束した状態であれば、リングギヤ33dに入力された動力がキャリア32dから出力されて、遊転ギヤ11b及び固定ギヤ15bを介して第一カウンタ軸15(駆動輪8側)へと伝達される。一方、クラッチ35Dが切断されるとともにブレーキ36Dがサンギヤ31dを開放している場合には、リングギヤ33dに入力された動力は駆動輪8側へ伝達されない。すなわち、この場合はエンジン2の動力伝達が遮断された状態となる。なお、リングギヤ33dに入力されたエンジン2の動力は、クラッチ35D及びブレーキ36Dの状態にかかわらず、固定ギヤ14aからジェネレータ4にも伝達される。
 クラッチ35Dが係合された状態でブレーキ36Dが開放されると、サンギヤ31dとキャリア32dとが拘束されて一体回転する。この場合の共線図は図7(b)の左側に示す通りであり、回転速度は三要素とも同一となることから、変速比は1となる。一方、クラッチ35Dが切断された状態でブレーキ36Dがサンギヤ31dを拘束すると、サンギヤ31dの回転が禁止される。この場合の共線図は図7(b)の右側に示す通りであり、キャリア32d(出力)の回転速度がリングギヤ33d(入力)の回転速度よりも小さくなる。
 すなわち、サンギヤ31dの回転が禁止されると、エンジン2の回転が減速されて(トルクが増幅されて)キャリア32dから出力されることから、変速比は1よりも大きい状態となる。言い換えると、この場合は、サンギヤ31dとキャリア32dとを拘束した状態(変速比1の状態)に対し、ローギヤ段となる。なお、共線図から明らかなように、サンギヤ31dの回転を禁止することで、キャリア32dやリングギヤ33dの回転を禁止する場合と比較して、ローギヤ段の変速比がハイギヤ段の変速比(変速比1)に近い値となる。
 以上説明したように、本変形例に係るトランスアクスル1では、切替機構20Dが有するクラッチ35D及びブレーキ36Dを制御することで、ハイギヤ段(変速比1)とローギヤ段とを切り替えることができる。また、クラッチ35Dの切断,係合と、ブレーキ36Dによる拘束,開放とを切り替えることでハイロー切替が可能なため、上述したスリーブ21s等による切替制御と比較して制御がしやすく、また、切替時の音の発生を抑制することができる。
 ところで、エンジン2の動力で走行するパラレルモードは、走行負荷,走行速度が高い場合に選択される走行モードであることから、パラレルモードにおいてハイギヤ段とローギヤ段の変速比を設計する場合には、高車速域での変速を想定していることからこれらの変速比を近い値にする必要がある。これに対し、本変形例に係るトランスアクスル1では、ブレーキ36Dがサンギヤ31dを拘束するため、ハイギヤ段とローギヤ段の変速比を近い値にすることができる。
 なお、本変形例に係るトランスアクスル1も、上述した実施形態と同様に、切替機構20Dが入力軸11に設けられることから、油浴による損失を抑制することができる。
 [4-5.第五変形例]
 図8(a)に示すように、第五変形例に係るトランスアクスル1には、シングルピニオン式の遊星ギヤ30Eと、遊星ギヤ30Eの要素のうちの二つを拘束自在に設けられたクラッチ35Eと、遊星ギヤ30Eの要素のうちの一つを拘束自在に設けられたブレーキ36Eとを有する切替機構20Eが設けられる。本変形例のトランスアクスル1は、第四変形例のものに対し、入力軸11から切替機構20Eの遊星ギヤ30Eまでの動力伝達経路が異なるとともに、切替機構20Eの構成が異なる。
 本変形例の入力軸11は、上述した実施形態の入力軸11と比較して軸方向長さが短く、その左端が第一連結要素37eに固定される。第一連結要素37eは、その中心で入力軸11と固定され、その径方向外端部において第二連結要素38eと固定される。第二連結要素38eは、入力軸11に設けられた遊転ギヤ11cと、遊星ギヤ30Eのリングギヤ33eとを連結するものである。なお、遊転ギヤ11cは、ジェネレータ軸14の固定ギヤ14aと常時噛合している。したがって、エンジン2の動力は、入力軸11から第一連結要素37e,第二連結要素38eを介して、遊転ギヤ11c(ジェネレータ4)及びリングギヤ33eに伝達される。
 入力軸11の左側には、入力軸11と同軸上であって入力軸11から離隔して配置された第二軸39が設けられる。第二軸39は、その両端部が図示しない軸受を介してケーシング1Cに軸支されている。第二軸39には、遊星ギヤ30Eのサンギヤ31eが固定ギヤとして設けられるとともに、クラッチ35Eの一方の係合要素35bとブレーキ36Eの第一要素36aとが固定される。また、本変形例のキャリア32eには、クラッチ35Eの他方の係合要素35aが固定されるとともに、上述した遊転ギヤ11bが固定される。
 クラッチ35Eは、第二軸39の左端に設けられた油路入口5cから流入したオイルの油圧に応じて、係合要素35a,35bが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動されて、サンギヤ31eとキャリア32eとを油圧に応じて開放又は拘束する。一方、ブレーキ36Eは、第一要素36aが第二軸39に固定され、第二要素36bがケーシング1Cの左側面に固定される。ブレーキ36Eは、油路入口5dから流入したオイルの油圧に応じて、二つの要素36a,36bが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動されて、サンギヤ31eを拘束又は開放する。
 したがって、本変形例のトランスアクスル1においても、第四変形例と同様に、クラッチ35Eが係合された状態か、又は、ブレーキ36Eがサンギヤ31eを拘束した状態であれば、リングギヤ33eに入力された動力がキャリア32eから出力されて、遊転ギヤ11b及び固定ギヤ15bを介して第一カウンタ軸15(駆動輪8側)へと伝達される。一方、クラッチ35Eが切断されるとともにブレーキ36Eがサンギヤ31eを開放している場合には、エンジン2の動力伝達が遮断された状態となる。なお、リングギヤ33eに入力されたエンジン2の動力は、クラッチ35E及びブレーキ36Eの状態にかかわらず、固定ギヤ14aからジェネレータ4にも伝達される。
 クラッチ35Eが係合された状態でブレーキ36Eが開放されると、サンギヤ31eとキャリア32eとが拘束されて一体回転する。この場合の共線図を図8(b)の左側に示す。また、クラッチ35Eが切断された状態でブレーキ36Eがサンギヤ31eを拘束すると、サンギヤ31eの回転が禁止される。この場合の共線図を図8(b)の右側に示す。これらの共線図から明らかなように、本変形例に係るトランスアクスル1によっても、第四変形例と同様に、切替機構20Eが有するクラッチ35E及びブレーキ36Eを制御することで、ハイギヤ段(変速比1)とローギヤ段とを切り替えることができる。また、その他にも第四変形例と同様の効果を得ることができる。
 [4-6.第六変形例]
 図9(a)に示すように、第六変形例に係るトランスアクスル1には、シングルピニオン式の遊星ギヤ30Fと、遊星ギヤ30Fの要素のうちの二つを拘束自在に設けられたクラッチ35Fと、遊星ギヤ30Fの要素のうちの一つを拘束自在に設けられたブレーキ36Fとを有する切替機構20Fが設けられる。本変形例のトランスアクスル1は、第五変形例のものに対し、遊星ギヤ30Fに対する動力の入出力経路が異なるとともに、切替機構20Fの構成が異なる。
 本変形例の入力軸11も、上述した第五変形例と同様に、その左端が第一連結要素37fに固定される。ただし、第一連結要素37fは、その径方向外端部においてキャリア32fに固定される。さらに、このキャリア32fには、入力軸11に設けられた遊転ギヤ11cが固定される。なお、遊転ギヤ11cは、ジェネレータ軸14の固定ギヤ14aと常時噛合している。したがって、エンジン2の動力は、入力軸11から第一連結要素37fを介してキャリア32fに伝達されるとともに、遊転ギヤ11cを介してジェネレータ4へ伝達される。
 本変形例のトランスアクスル1にも、第五変形例と同様の第二軸39が設けられる。また、この第二軸39には、遊星ギヤ30Fのサンギヤ31fが固定ギヤとして設けられるとともに、クラッチ35Fの一方の係合要素35bとブレーキ36Fの第一要素36aとが固定される。また、本変形例のリングギヤ33fには、第二連結要素38fを介して遊転ギヤ11bが接続される。第二連結要素38f及び遊転ギヤ11bはいずれも、第二軸39に対して相対回転可能に設けられ、リングギヤ33fと一体回転する。第二連結要素38fには、クラッチ35Fの他方の係合要素35aが固定される。
 クラッチ35Fは、第五変形例と同様に、油路入口5cから流入したオイルの油圧に応じて、係合要素35a,35bが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動されて、サンギヤ31fとリングギヤ33fとを油圧に応じて開放又は拘束する。また、ブレーキ36Fは、第五変形例と同様に、第一要素36aが第二軸39に固定され、第二要素36bがケーシング1Cの左側面に固定される。ブレーキ36Fは、油路入口5dから流入したオイルの油圧に応じて、二つの要素36a,36bが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動されて、サンギヤ31fを拘束又は開放する。
 本変形例のトランスアクスル1では、クラッチ35Fが係合された状態か、又は、ブレーキ36Fがサンギヤ31fを拘束した状態であれば、キャリア32fに入力された動力がリングギヤ33fから出力されて、遊転ギヤ11b及び固定ギヤ15bを介して第一カウンタ軸15(駆動輪8側)へと伝達される。一方、クラッチ35Fが切断されるとともにブレーキ36Fがサンギヤ31fを開放している場合には、エンジン2の動力伝達が遮断された状態となる。なお、キャリア32fに入力されたエンジン2の動力は、クラッチ35F及びブレーキ36Fの状態にかかわらず、遊転ギヤ11cからジェネレータ4にも伝達される。
 クラッチ35Fが係合された状態でブレーキ36Fが開放されると、サンギヤ31fとリングギヤ33fとが拘束されて一体回転する。この場合の共線図は図9(b)の左側に示す通りであり、回転速度は三要素とも同一となることから、変速比は1となる。一方、クラッチ35Fが切断された状態でブレーキ36Fがサンギヤ31fを拘束すると、サンギヤ31fの回転が禁止される。この場合の共線図は図9(b)の右側に示す通りであり、リングギヤ33f(出力)の回転速度がキャリア32f(入力)の回転速度よりも大きくなる。
 すなわち、サンギヤ31fの回転が禁止されると、エンジン2の回転が増速されてリングギヤ33fから出力されることから、変速比は1よりも小さい状態となる。言い換えると、この場合は、サンギヤ31fとリングギヤ33fとを拘束した状態(変速比1の状態)に対し、ハイギヤ段となる。なお、共線図から明らかなように、サンギヤ31fの回転を禁止することで、キャリア32fやリングギヤ33fの回転を禁止する場合と比較して、ハイギヤ段の変速比がローギヤ段の変速比(変速比1)に近い値となる。
 したがって、本変形例のトランスアクスル1によっても、上述した第四変形例と同様に、ハイギヤ段とローギヤ段(変速比1)とが切り替えられるため、制御がしやすく、ハイロー切替時の音の発生を抑制することができる。また、第四変形例と同様にブレーキ36Fがサンギヤ31fを拘束するため、ハイギヤ段とローギヤ段の変速比を近い値にすることができる。なお、本変形例に係るトランスアクスル1も、上述した実施形態と同様に、切替機構20Fが入力軸11に設けられることから、油浴による損失を抑制することができる。
 [4-7.第七変形例]
 図10(a)に示すように、第七変形例に係るトランスアクスル1には、ステップピニオン式の遊星ギヤ30Gと、遊星ギヤ30Gの要素のうちの二つを拘束自在に設けられたクラッチ35Gと、遊星ギヤ30Gの要素のうちの一つを拘束自在に設けられたブレーキ36Gとを有する切替機構20Gが設けられる。すなわち、本変形例のトランスアクスル1は、上記の第四~第六変形例のものに対し、遊星ギヤ30Gがステップピニオン式である点が大きく異なる。
 本変形例のトランスアクスル1には、第五変形例と同様の第二軸39が設けられる。入力軸11の左端は、クラッチ35Gの一方の係合要素35aに固定される。サンギヤ31gは第二軸39に対して固定ギヤとして設けられ、キャリア32gは係合要素35aに固定される。また、キャリア32gには、互いに歯数が異なる二つのピニオンギヤ34g,34g′が回動可能に支持される。歯数が多い一方のピニオンギヤ34gはサンギヤ31gと常時噛合し、歯数が少ない他方のピニオンギヤ34g′はリングギヤ33gと常時噛合している。
 リングギヤ33gは、連結要素38gを介して遊転ギヤ11bに接続される。連結要素38g及び遊転ギヤ11bはいずれも、第二軸39に対して相対回転可能に設けられ、リングギヤ33gと一体回転する。なお、遊転ギヤ11bは、第一カウンタ軸15の固定ギヤ15bと常時噛合している。すなわち、本変形例では、エンジン2の動力はキャリア32gに入力され、リングギヤ33gから出力される。
 第二軸39には、サンギヤ31gの右側にクラッチ35Gの他方の係合要素35bが固定され、サンギヤ31gの左側にブレーキ36Gの第一要素36aが固定される。なお、ブレーキ36Gの第二要素36bは、ケーシング1Cに固定される。クラッチ35Gは、第五変形例と同様に、油路入口5cから流入したオイルの油圧に応じて係合要素35a,35bが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動されて、サンギヤ31gとキャリア32gとを油圧に応じて開放又は拘束する。また、ブレーキ36Gは、油路入口5cから流入したオイルの油圧に応じて、二つの要素36a,36bが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動されて、サンギヤ31gを拘束又は開放する。
 本変形例のトランスアクスル1では、クラッチ35Gが切断されるとともにブレーキ36Gがサンギヤ31gを開放している場合には、エンジン2の動力伝達が遮断された状態となる。一方、クラッチ35Gが係合された状態でブレーキ36Gが開放されると、サンギヤ31gとキャリア32gとが拘束されて一体回転するため、図10(b)の左側の共線図に示すように変速比は1となる。一方、クラッチ36Gが切断された状態でブレーキ36Gがサンギヤ31gを拘束すると、サンギヤ31gの回転が禁止されるため、図10(b)の右側の共線図に示すように、リングギヤ33g(出力)の回転速度がキャリア32g(入力)の回転速度よりも大きくなる。すなわち、この場合にはエンジン2の回転が増速されてリングギヤ33gから出力されることから、変速比は1よりも小さい状態(ハイギヤ段)となる。
 したがって、本変形例のトランスアクスル1によっても、上述した実施形態と同様に、ハイギヤ段とローギヤ段(変速比1)とを切り替えることができる。また、上述した実施形態及び第四変形例と同様の構成からは、同様の効果を得ることができる。
 [4-8.第八変形例]
 図11(a)に示すように、第八変形例に係るトランスアクスル1には、CR-CR式の遊星ギヤ30Hと、遊星ギヤ30Hの要素のうちの少なくとも二つを拘束自在に設けられたクラッチ35Hと、遊星ギヤ30Hの要素のうちの一つを拘束自在に設けられたブレーキ36Hとを有する切替機構20Hが設けられる。なお、図11(b)に示す共線図において、右列の遊星ギヤの要素には、ダッシュ(′)を付す。
 本変形例のトランスアクスル1には、第七変形例と同様の第二軸39が設けられる。入力軸11の左端は、クラッチ35Hの一方の係合要素35aに固定される。また、遊星ギヤ30Hは、左列のキャリア32hと右列のリングギヤ33h′とが連結されるともに、左列のリングギヤ33hと右列のキャリア32h′とが連結される。左列のキャリア32hは、第一カウンタ軸15の固定ギヤ15bと常時噛合する遊転ギヤ11bに接続される。すなわち、エンジン2の動力は、左列のキャリア32hから出力される。
 また、左列のサンギヤ31hは第二軸39に対して固定ギヤとして設けられ、右列のサンギヤ31h′は第二軸39に対して遊転ギヤとして設けられる。第二軸39の右端には、クラッチ35Hの他方の係合要素35bが固定されており、この係合要素35bが入力軸11に固定された係合要素35aと係合することで、左列のサンギヤ31hに対してエンジン2の動力が入力される。なお、クラッチ35Hの他方の係合要素35b′は、右列のキャリア32h′に対しても固定される。また、右列のサンギヤ31h′には、ブレーキ36Hの第一要素36aが固定される。なお、ブレーキ36Hの第二要素36bは、ケーシング1Cに固定される。
 クラッチ35Hは、油路入口5cから流入したオイルの油圧に応じて、入力軸11に固定された係合要素35aに対し、二つの係合要素35b,35b′のそれぞれが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動される。二つの係合要素35b,35b′が全て切断されている場合には、エンジン2の動力伝達が遮断された状態となる。また、係合要素35a,35bが係合された状態では、エンジン2の動力が左列のサンギヤ31hに伝達される。
 係合要素35aに対し、係合要素35bに加えて係合要素35b′が係合されるととともにブレーキ36Hが開放されると、左列のサンギヤ31hと、左列のリングギヤ33h(右列のキャリア32h′)及び左列のキャリア32h(右列のリングギヤ33h′)とが拘束されて一体回転する。この場合の共線図は図11(b)の左側に示す通りであり、回転速度は六要素とも同一となることから、変速比は1となる。一方、係合要素35aに対し、係合要素35bのみが係合されるとともにブレーキ36Hが右列のサンギヤ31h′を拘束すると、サンギヤ31h′の回転が禁止される。この場合の共線図は図11(b)の右側に示す通りであり、左列のキャリア32h(出力)の回転速度が左列のサンギヤ31h(入力)の回転速度よりも小さくなる。
 すなわち、サンギヤ31h′の回転が禁止されると、エンジン2の回転が減速されて(トルクが増幅されて)キャリア32hから出力されることから、変速比は1よりも大きい状態(ローギヤ段)となる。したがって、本変形例のトランスアクスル1によっても、上述した実施形態と同様に、ハイギヤ段(変速比1)とローギヤ段とを切り替えることができる。また、上述した実施形態及び第四変形例と同様の構成からは、同様の効果を得ることができる。
 [4-9.第九変形例]
 図12(a)に示すように、第九変形例に係るトランスアクスル1には、ラビニヨン式の遊星ギヤ30Jと、遊星ギヤ30Jの要素のうちの少なくとも二つを拘束自在に設けられたクラッチ35Jと、遊星ギヤ30Jの要素のうちの一つを拘束自在に設けられたブレーキ36Jとを有する切替機構20Jが設けられる。
 すなわち、遊星ギヤ30Jは、シングルピニオン式の遊星ギヤ(右列)とダブルピニオン式の遊星ギヤ(左列)とが組み合わされたものであり、右列のピニオンギヤ34j′が左列のピニオンギヤ34jと常時噛合するロングピニオンとして設けられる。また、キャリア32j,リングギヤ33jは二つの遊星ギヤ列に共用化される。なお、図12(b)に示す共線図では、左列のサンギヤ31jを“S”と表し、右列のサンギヤ31j′を“S′”と表す。
 本変形例のトランスアクスル1では、入力軸11に対してクラッチ35Jの一方の係合要素35aが固定される。遊星ギヤ30Jは、リングギヤ33jが連結要素38jを介して遊転ギヤ11bに接続される。連結要素38j及び遊転ギヤ11bはいずれも、入力軸11に対して相対回転可能に設けられ、リングギヤ33jと一体回転する。なお、遊転ギヤ11bは、第一カウンタ軸15の固定ギヤ15bと常時噛合している。すなわち、本変形例では、エンジン2の動力がリングギヤ33jから出力される。
 また、左右のサンギヤ31j,31j′はいずれも、入力軸11に対して遊転ギヤとして設けられる。また、クラッチ35Jの他方の係合要素35b,35b′は、左右のサンギヤ31j,31j′のそれぞれに対して固定される。さらに、右列のサンギヤ31j′には、ブレーキ36Jの第一要素36aが固定される。なお、ブレーキ36Jの第二要素36bは、ケーシング1Cに固定される。
 クラッチ35Jは、油路入口5cから流入したオイルの油圧に応じて、入力軸11に固定された係合要素35aに対し、二つの係合要素35b,35b′のそれぞれが互いに離間(切断),接近(係合)する方向に駆動される。二つの係合要素35b,35b′が全て切断されている場合には、エンジン2の動力伝達が遮断された状態となる。また、係合要素35a,35bが係合された状態では、エンジン2の動力が左列のサンギヤ31jに伝達される。すなわち、本変形例では、エンジン2の動力が左列のサンギヤ31jに入力される。
 係合要素35aに対し、係合要素35b及び35b′が係合されるととともにブレーキ36Jが開放されると、左右のサンギヤ31j,31j′が拘束されて一体回転する。この場合の共線図は図12(b)の左側に示す通りであり、回転速度は四要素とも同一となることから、変速比は1となる。一方、係合要素35aに対し、係合要素35bのみが係合されるとともにブレーキ36Jが右列のサンギヤ31j′を拘束すると、サンギヤ31j′の回転が禁止される。この場合の共線図は図12(b)の右側に示す通りであり、リングギヤ33j(出力)の回転速度が左列のサンギヤ31j(入力)の回転速度よりも小さくなる。
 すなわち、サンギヤ31j′の回転が禁止されると、エンジン2の回転が減速されて(トルクが増幅されて)リングギヤ33jから出力されることから、変速比は1よりも大きい状態(ローギヤ段)となる。したがって、本変形例のトランスアクスル1によっても、上述した実施形態と同様に、ハイギヤ段(変速比1)とローギヤ段とを切り替えることができる。また、上述した実施形態及び第四変形例と同様の構成からは、同様の効果を得ることができる。
[5.その他]
 以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。例えば、ハイギヤ段とローギヤ段とを切り替える切替機構として、上述したスリーブ21s等に代えて、多板式のクラッチを設けてもよい。また、切替機構が遊星ギヤとクラッチとブレーキとを有している場合に、サンギヤ以外の一要素をブレーキで拘束するとともに、二つの要素をクラッチで拘束することで、ハイギヤ段とローギヤ段とを切り替えるように構成してもよい。
 また、トランスアクスル1に対するエンジン2,モータ3,ジェネレータ4,ポンプ5の相対位置は上述したものに限らない。これらの相対位置に応じて、トランスアクスル1内の六つの軸11~16の配置を設定すればよい。また、トランスアクスル1内の各軸に設けられるギヤの配置も一例であって、上述したものに限られない。なお、モータ3から駆動輪8への動力伝達に係る第二経路52の中途に介装されたクラッチ17を省略してもよい。
 1 トランスアクスル(トランスアクスル装置)
 1C ケーシング
 2 エンジン
 2a クランクシャフト(回転軸)
 3 モータ(電動機,第一の回転電機)
 4 ジェネレータ(発電機,第二の回転電機)
 8 駆動輪
 10 車両
 11 入力軸
 12 出力軸
 14 ジェネレータ軸(第二の回転電機軸)
 15 第一カウンタ軸(カウンタ軸)
 18 デフ(デファレンシャルギヤ)
 20A,20B,20C,20D,20E,20F,20G,20H,20J 切替機構
 21s,21s′,22s,23s スリーブ
 22,23 選択機構
 30D,30E,30F,30G,30H,30J 遊星ギヤ
 31d,31e,31f,31g,31h,31h′,31j,31j′ サンギヤ
 32d,32e,32f,32g,32h,32h′,32j キャリア
 33d,33e,33f,33g,33h,33h′,33j リングギヤ
 35D,35E,35F,35G,35H,35J クラッチ
 36D,36E,36F,36G,36H,36J ブレーキ
 

Claims (8)

  1.  エンジン,第一の回転電機及び第二の回転電機を装備し、前記エンジン及び前記第一の回転電機の動力を個別に駆動輪側の出力軸に伝達するとともに前記エンジンの動力を前記第二の回転電機にも伝達するハイブリッド車両のトランスアクスル装置であって、
     前記エンジンの回転軸と同軸上に接続された入力軸と、
     少なくとも前記入力軸に介装され、ハイギヤ段とローギヤ段とを切り替える切替機構と、
    を備えたことを特徴とする、トランスアクスル装置。
  2.  前記入力軸と前記出力軸との間の動力伝達経路上に配置されたカウンタ軸を備え、
     前記切替機構が、前記ハイギヤ段及び前記ローギヤ段のそれぞれを選択する二つの選択機構から構成され、
     前記二つの選択機構のうちの一方が前記入力軸に介装され、他方が前記カウンタ軸上であって前記一方の選択機構に対し軸方向と直交方向において重なる位置に介装された
    ことを特徴とする、請求項1記載のトランスアクスル装置。
  3.  前記出力軸に介装されたデファレンシャルギヤを備え、
     前記ハイギヤ段が、前記トランスアクスル装置のケーシング内において、前記ローギヤ段に対し前記デファレンシャルギヤの逆側に配置された
    ことを特徴とする、請求項1又は2記載のトランスアクスル装置。
  4.  前記切替機構が、前記入力軸に対して相対回転不能であり、且つ、軸方向に摺動自在に結合された環状のスリーブを有し、
     前記スリーブは、軸方向へ移動することで前記ハイギヤ段及び前記ローギヤ段の少なくとも一方の遊転ギヤを前記入力軸に対して回転連結状態とする
    ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載のトランスアクスル装置。
  5.  前記第二の回転電機の回転軸と同軸上に接続された第二の回転電機軸を備え、
     前記入力軸と前記第二回転電機軸とが連結されるとともに、前記スリーブの移動に際し前記第二の回転電機によって前記入力軸の回転速度を前記駆動輪側の回転速度に合わせる
    ことを特徴とする、請求項4記載のトランスアクスル装置。
  6.  前記スリーブは、径方向内側に形成されたスプライン歯を、前記一方の遊転ギヤのドグ歯に係合させることで前記回転連結状態とする
    ことを特徴とする、請求項5記載のトランスアクスル装置。
  7.  前記切替機構が、
     サンギヤ,キャリア及びリングギヤを持つ遊星ギヤと、
     前記遊星ギヤの要素のうちの二つを拘束自在に設けられたクラッチと、
     前記遊星ギヤの要素のうちの一つを拘束自在に設けられたブレーキと、を有する
    ことを特徴とする、請求項1記載のトランスアクスル装置。
  8.  前記ブレーキは、前記サンギヤを拘束する
    ことを特徴とする、請求項7記載のトランスアクスル装置。
     
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