(57)【要約】【課題】従来のエンジン車両用変速機に必要最小限の構成要素を追加することで開発コストおよび製造コストを低廉にするハイブリッド車両用変速機を提供する。【解決手段】入力軸２と、出力軸３と、入力軸２上の駆動ギヤおよび出力軸３上の従動ギヤで各変速段を構成し、特定変速段（５速）の特定駆動ギヤ４５Ｄおよび特定従動ギヤ４５Ｆが遊転状態および回転連結状態に切り替えられ、特定以外の変速段のそれぞれの駆動ギヤおよび従動ギヤの一方が遊転状態および回転連結状態に切り替えられる変速ギヤ列４と、特定以外の変速段を切り替え操作するエンジン側連結装置５１、５３と、特定駆動ギヤ４５Ｄが兼ねるモータ側従動ギヤに噛合しつつモータ９３に回転駆動されるモータ側駆動ギヤ６１、特定駆動ギヤ４５Ｄを切り替え操作する駆動側連結装置６２、ならびに、特定従動ギヤ４５切り替え操作する従動側連結装置６４を有するモータ側連結装置６と、を備えた。【選択図】図１
2015140127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転軸に回転連結される入力軸と、
駆動輪に回転連結される出力軸と、
前記入力軸に設けられた駆動ギヤ、および前記出力軸に設けられて前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤをそれぞれ有して各変速段を構成し、特定変速段を構成する特定駆動ギヤおよび特定従動ギヤが遊転状態および回転連結状態に切り替え可能とされ、前記特定変速段以外の変速段を構成するそれぞれの駆動ギヤおよび従動ギヤの一方が遊転状態および回転連結状態に切り替え可能とされた変速ギヤ列と、
前記特定変速段以外の変速段を構成するそれぞれの駆動ギヤおよび従動ギヤの一方を前記遊転状態および前記回転連結状態に切り替え操作するエンジン側連結装置と、
前記特定駆動ギヤおよび前記特定従動ギヤの一方が兼ねるモータ側従動ギヤに噛合しつつモータに回転駆動されるモータ側駆動ギヤ、前記特定駆動ギヤを前記遊転状態および前記回転連結状態に切り替え操作する駆動側連結装置、ならびに、前記特定従動ギヤを前記遊転状態および前記回転連結状態に切り替え操作する従動側連結装置を有するモータ側連結装置と、
を備えたハイブリッド車両用変速機。
【請求項２】
前記駆動側連結装置および前記従動側連結装置を独立して制御するモータ側連結制御部をさらに備え、
前記モータ側連結制御部は、
前記特定従動ギヤを前記回転連結状態とした直結モード、
前記特定従動ギヤを前記遊転状態とし、前記特定駆動ギヤを前記回転連結状態とした変速モード、ならびに、
前記特定従動ギヤを前記遊転状態とし、前記特定駆動ギヤを前記遊転状態とした空転モードのうち１モードを三者択一制御する請求項１に記載のハイブリッド車両用変速機。
【請求項３】
前記複数の変速ギヤ列は、前記入力軸に設けられた後進駆動ギヤ、前記出力軸に設けられた後進従動ギヤ、ならびに、前記後進駆動ギヤおよび前記後進従動ギヤと噛合する後進アイドラギヤを有して後進変速段を構成し、かつ前記後進駆動ギヤおよび前記後進従動ギヤの一方である後進一方ギヤが前記遊転状態および前記回転連結状態に切り替え可能とされた後進ギヤ列を含み、
前記駆動側連結装置または前記従動側連結装置は、スリーブを有する選択連結装置であって、前記スリーブがニュートラル位置にあると前記特定駆動ギヤまたは前記特定従動ギヤと前記後進一方ギヤとが前記遊転状態になり、前記スリーブを前記ニュートラル位置から軸線一方向に移動させて前記特定駆動ギヤまたは前記特定従動ギヤを前記回転連結状態に切り替え操作し、前記スリーブを前記ニュートラル位置から軸線他方向に移動させて前記後進一方ギヤを前記回転連結状態に切り替え操作する請求項１または２に記載のハイブリッド車両用変速機。
【請求項４】
前記モータを使用して後進駆動するときに、前記モータ側駆動ギヤから前記特定駆動ギヤ、前記入力軸、および前記後進ギヤ列を経由して前記出力軸にモータトルクを伝達する請求項３に記載のハイブリッド車両用変速機。
【請求項５】
前記入力軸の前記エンジンに近い一端寄りまたは前記エンジンから遠い他端寄りに前記特定駆動ギヤを配置するとともに、前記モータの回転軸を前記入力軸に平行配置して、前記回転軸を含んだ前記モータの軸線方向の全長を前記入力軸の全長の範囲内に収めた請求項１〜４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両用変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンおよびモータを駆動源に備えたハイブリッド車両に用いられる変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよびモータを駆動源に備えたハイブリッド車両に好適な各種の動力伝達機構が提案されている。例えば、特許文献１の動力伝達機構は、エンジンに接続された入力軸および駆動輪に連結された出力軸を有する有段の変速機と、電気モータに駆動される回転軸上に設けられた第１ギヤおよび第２ギヤと、電気モータの接続モードを選択的に切り換える切換機構と、を備えている。切換機構は、第１ギヤと出力軸ギヤとを噛み合わせた出力軸接続モードと、第２ギヤと入力軸ギヤとを噛み合わせた入力軸接続モードと、を選択的に切り換える。選択的な切り換えを行う装置として、実施形態にモータ用シンクロクラッチ（選択連結装置）が開示されている。これにより、電気モータを駆動輪駆動用およびエンジン始動用に兼用できて製造コストを削減できるとともに、エンジン駆動時に電気モータが余分な回転抵抗にならず燃費を向上できる、とされている。
【０００３】
この種の走行駆動用のモータには、三相同期電動発電機が多用される。三相同期電動発電機は、力行時には車載のバッテリからの電源供給によって駆動輪を駆動し、制動時には駆動輪からの制動トルクの入力により回生発電を行ってバッテリを充電できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１４０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の動力伝達機構は、電気モータに駆動される回転軸上に２つの駆動ギヤおよびモータ用シンクロクラッチ（選択連結装置）を有し、さらに、入力軸ギヤおよび出力軸ギヤを有している。これらの構成要素は、従来のエンジン車両用変速機の構成に追加できるが、モータ用シンクロクラッチおよびギヤ４個分のコストが増加する。また、複数の変速段の二重噛合を防止するインターロック機構が複雑化する。さらには、入力軸および出力軸に列設されるギヤ数が増加して変速機の軸線方向の全長が増加するので、車両に搭載する際の制約が大きくなる。
【０００６】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、従来のエンジン車両用変速機に必要最小限の構成要素を追加することで開発コストおよび製造コストを低廉にするとともに変速機全長を増加させず、さらには複数の変速段の二重噛合を防止するインターロック機構が優れているハイブリッド車両用変速機を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する請求項１に係るハイブリッド車両用変速機の発明は、エンジンの回転軸に回転連結される入力軸と、駆動輪に回転連結される出力軸と、前記入力軸に設けられた駆動ギヤ、および前記出力軸に設けられて前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤをそれぞれ有して各変速段を構成し、特定変速段を構成する特定駆動ギヤおよび特定従動ギヤが遊転状態および回転連結状態に切り替え可能とされ、前記特定変速段以外の変速段を構成するそれぞれの駆動ギヤおよび従動ギヤの一方が遊転状態および回転連結状態に切り替え可能とされた変速ギヤ列と、前記特定変速段以外の変速段を構成するそれぞれの駆動ギヤおよび従動ギヤの一方を前記遊転状態および前記回転連結状態に切り替え操作するエンジン側連結装置と、前記特定駆動ギヤおよび前記特定従動ギヤの一方が兼ねるモータ側従動ギヤに噛合しつつモータに回転駆動されるモータ側駆動ギヤ、前記特定駆動ギヤを前記遊転状態および前記回転連結状態に切り替え操作する駆動側連結装置、ならびに、前記特定従動ギヤを前記遊転状態および前記回転連結状態に切り替え操作する従動側連結装置を有するモータ側連結装置と、を備えた。
【０００８】
さらに、前記駆動側連結装置および前記従動側連結装置を独立して制御するモータ側連結制御部をさらに備え、前記モータ側連結制御部は、前記特定従動ギヤを前記回転連結状態とした直結モード、前記特定従動ギヤを前記遊転状態とし、前記特定駆動ギヤを前記回転連結状態とした変速モード、ならびに、前記特定従動ギヤを前記遊転状態とし、前記特定駆動ギヤを前記遊転状態とした空転モードのうち１モードを三者択一制御することが好ましい。
【０００９】
さらに、前記複数の変速ギヤ列は、前記入力軸に設けられた後進駆動ギヤ、前記出力軸に設けられた後進従動ギヤ、ならびに、前記後進駆動ギヤおよび前記後進従動ギヤと噛合する後進アイドラギヤを有して後進変速段を構成し、かつ前記後進駆動ギヤおよび前記後進従動ギヤの一方である後進一方ギヤが前記遊転状態および前記回転連結状態に切り替え可能とされた後進ギヤ列を含み、前記駆動側連結装置または前記従動側連結装置は、スリーブを有する選択連結装置であって、前記スリーブがニュートラル位置にあると前記特定駆動ギヤまたは前記特定従動ギヤと前記後進一方ギヤとが前記遊転状態になり、前記スリーブを前記ニュートラル位置から軸線一方向に移動させて前記特定駆動ギヤまたは前記特定従動ギヤを前記回転連結状態に切り替え操作し、前記スリーブを前記ニュートラル位置から軸線他方向に移動させて前記後進一方ギヤを前記回転連結状態に切り替え操作することが好ましい。
【００１０】
さらに、前記モータを使用して後進駆動するときに、前記モータ側駆動ギヤから前記特定駆動ギヤ、前記入力軸、および前記後進ギヤ列を経由して前記出力軸にモータトルクを伝達することが好ましい。
【００１１】
また、前記入力軸の前記エンジンに近い一端寄りまたは前記エンジンから遠い他端寄りに前記特定駆動ギヤを配置するとともに、前記モータの回転軸を前記入力軸に平行配置して、前記回転軸を含んだ前記モータの軸線方向の全長を前記入力軸の全長の範囲内に収めてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のハイブリッド車両用変速機は、複数の変速ギヤ列のうち特定変速段を構成する特定駆動ギヤおよび特定従動ギヤの一方がモータ側従動ギヤを兼ねている。そして、特定駆動ギヤおよび特定従動ギヤの両方が遊転状態および回転連結状態に切り替え可能とされている。この構成は、従来のエンジン車両用変速機に特定変速段の連結装置とモータ側駆動ギヤを１個追加するだけで実現できる。そして、この構成によれば、モータ側駆動ギヤから受け取ったモータトルクを入力軸および出力軸のどちらにでも伝達できる。したがって、構成要素の追加分が少なく、エンジン車両用変速機を大規模に改変しなくともハイブリッド車両用変速機を構成できるので、開発コストを低廉にできる。また、特許文献１の構成と比較してギヤ数を減らせるので、製造コストを低廉にできる。加えて、入力軸および出力軸に列設されるギヤ数が増加しないので、エンジン車両用変速機と比較して変速機の軸線方向の全長が増加せず、車両に搭載する際の制約が小さい。
【００１３】
さらに、モータ側連結制御部を有する態様では、直結モード、変速モード、ならびに空転モードのうち１モードを三者択一制御する。直結モードでは、モータトルクが出力軸および駆動輪に直接的に伝達されて駆動効率が高く、制動時の回生発電でも回生効率が高くなる。変速モードでは、モータトルクが入力軸からいずれかの変速段を介して出力軸および駆動輪に伝達されるので、モータ駆動走行時にも状況に応じた好ましい変速比を選択できる。また、直結モードおよび変速モードでは、モータとエンジンにトルクを適正配分して並列駆動走行を行うこともできる。空転モードでは、エンジン駆動走行時にモータが不要な回転負荷にならない。したがって、各モードの総合的な効果により、燃費が改善される。
【００１４】
さらに、複数の変速ギヤ列が後進ギヤ列を含み、駆動側連結装置または従動側連結装置がスリーブを有する選択連結装置である態様では、特定変速段および後進変速段の一方のみが回転連結状態に切り替え操作される。このため、モータ駆動走行およびエンジン駆動走行を問わず、特定変速段と後進変速段との二重噛合が確実に防止され、インターロック機構が優れている。
【００１５】
さらに、モータを使用して後進駆動するときに入力軸および後進ギヤ列を経由してモータトルクを伝達する態様では、後進時にモータの回転方向を逆転させる必要がない。したがって、モータの正転および逆転の切り替えが不要となり、モータ制御が簡素化される。また、モータを走行駆動用だけでなく、エンジン始動用にも兼用できる。さらに、モータによる後進駆動時の変速比は、モータ側駆動ギヤおよびモータ側従動ギヤの歯数で定まる変速比と後進ギヤ列の変速比とを乗算した値となるので、設定可能な範囲が広い。
【００１６】
また、入力軸の一端寄りまたは他端寄りに特定駆動ギヤを配置して、モータの軸線方向の全長を入力軸の全長の範囲内に収めた態様では、変速機およびモータを含めた軸線方向の全長が増加しない。したがって、車両に搭載する際の制約が小さくなり、特に、エンジン、変速機、およびモータを近接して配置するＦＦタイプのハイブリッド車両に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態のハイブリッド車両用変速機の動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図２】モータ側連結制御部がモータ側連結装置を直結モードに制御した状態を示す図であり、（Ａ）はモータ駆動走行時および回生発電を行う制動時を示し、（Ｂ）は並列駆動走行時を示している。
【図３】モータ側連結制御部がモータ側連結装置を変速モードに制御した状態を示す図である。
【図４】モータ側連結制御部がモータ側連結装置を空転モードに制御したエンジン駆動走行時の状態を示す図である
【図５】第１実施形態と同じ変速段の構成を有する従来技術のエンジン車両用変速機の動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図６】第２実施形態のハイブリッド車両用変速機の動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための第１実施形態について、図１〜図４を参考にして説明する。図１は、本発明の第１実施形態のハイブリッド車両用変速機１の動力伝達経路を示すスケルトン図である。ハイブリッド車両用変速機１は、ＦＦタイプのハイブリッド車両に搭載される。ハイブリッド車両用変速機１は、前進５速および後進１速の変速段のいずれかを選択し、エンジン９１のエンジントルクを変速して出力する。かつ、ハイブリッド車両用変速機１は、モータ９３のモータトルクを直接的に、あるいは前記変速段を経由して出力する。ハイブリッド車両用変速機１の出力側は、デファレンシャル装置９４を経由して左駆動前輪９５および右駆動前輪９６に回転連結されている。ハイブリッド車両用変速機１は、入力軸２、出力軸３、変速ギヤ列４、エンジン側連結装置５、モータ側連結装置６、およびモータ側連結制御部７などで構成されている、
【００１９】
入力軸２は、軸線方向の一端および他端に配置された一対の軸受２１、２２によって、図略の変速機ケースに回転自在に軸承されている。入力軸２の図中の右側の一端は、クラッチ９２を介してエンジン９１の回転軸９１１に回転連結される。エンジン９１には、一般的なガソリンエンジンやディーゼルエンジン、可燃性ガスを燃料とするガスエンジンなどを用いることができ、これらに限定されない。クラッチ９２は、エンジントルクの伝達を継断する。クラッチ９２には、例えば一般的な多板摩擦クラッチを用いることができ、これに限定されない。
【００２０】
出力軸３は、軸線方向の一端および他端に配置された一対の軸受３１、３２によって、図略の変速機ケースに回転自在に軸承されている。出力軸３は、一端側の軸受３１に近い位置に出力ギヤ３３を有している。出力ギヤ３３は、デファレンシャル装置９４の入力ギヤ９４１と噛合している。デファレンシャル装置９４の出力側の左右の車軸９４２、９４３は左駆動前輪９５および右駆動前輪９６に回転連結されている。
【００２１】
変速ギヤ列４は、前進５速および後進１速の各変速段を選択的に成立するように設けられている。変速ギヤ列４は、入力軸２に設けられた６個の駆動ギヤ４１Ｄ〜４５Ｄ、４ＲＤ、および出力軸に設けられた６個の従動ギヤ４１Ｆ〜４５Ｆ、４ＲＦなどからなる。詳述すると、入力軸２の一端側から他端側へ（図中の右側から左側へ）と順番に、１速駆動ギヤ４１Ｄ、後進駆動ギヤ４ＲＤ、２速駆動ギヤ４２Ｄ、３速駆動ギヤ４３Ｄ、４速駆動ギヤ４４Ｄ、５速駆動ギヤ４５Ｄが配置されている。１速駆動ギヤ４１Ｄ、後進駆動ギヤ４ＲＤ、および２速駆動ギヤ４２Ｄは、入力軸２に対して相対回転不能とされている。３速駆動ギヤ４３Ｄ、４速駆動ギヤ４４Ｄ、および５速駆動ギヤ４５Ｄは、入力軸２に対して遊転状態および回転連結状態に切り替え可能とされている。
【００２２】
一方、出力軸３の一端側から他端側へ（図中の右側から左側へ）と順番に、１速従動ギヤ４１Ｆ、後進従動ギヤ４ＲＦ、２速従動ギヤ４２Ｆ、３速従動ギヤ４３Ｆ、４速従動ギヤ４４Ｆ、５速従動ギヤ４５Ｆが配置されている。後進従動ギヤ４ＲＦは、詳細には後述するスリーブ５２の外周面に配置されている。１速従動ギヤ４１Ｆ、２速従動ギヤ４２Ｆ、および５速従動ギヤ４５Ｆは、出力軸３に対して遊転状態および回転連結状態に切り替え可能とされている。後進従動ギヤ４ＲＦ、３速従動ギヤ４３Ｆ、および４速従動ギヤ４４Ｆは、出力軸３に対して相対回転不能とされている。
【００２３】
前進の１速〜５速変速段の駆動ギヤ４１Ｄ〜４５Ｄと従動ギヤ４１Ｆ〜４５Ｆとは互いに噛合している。第１実施形態において、入力軸２のエンジン９１から遠い他端寄りの５速駆動ギヤ４５Ｄが特定駆動ギヤとされ、５速従動ギヤ４５Ｆが特定従動ギヤとされている。さらに、５速駆動ギヤ４５Ｄは、本発明のモータ側従動ギヤ４５Ｄを兼ねている。後進変速段を構成する後進ギヤ列には、後進アイドラギヤ４Ｒｉが付設されている。後進アイドラギヤ４Ｒｉは、後進指令によって軸線方向に駆動され、後進駆動ギヤ４ＲＤおよび後進従動ギヤ４ＲＦと噛合する。これにより後進変速段が成立し、出力軸３の回転方向は前進変速段のときと逆回転になる。
【００２４】
エンジン側連結装置５は、１速−２速選択連結装置５１および３速−４速選択連結装置５３からなる。１速−２速選択連結装置５１は、出力軸３の１速従動ギヤ４１Ｆと２速従動ギヤ４２Ｆとの間に配設されている。１速−２速選択連結装置５１は、出力軸３に対して相対回転不能で軸線両方向に移動可能な環状のスリーブ５２を有している。スリーブ５２が軸線方向のニュートラル位置にあると、１速従動ギヤ４１Ｆおよび２速従動ギヤ４２Ｆは、共に遊転状態になる。
【００２５】
１速−２速選択連結装置５１は、スリーブ５２をニュートラル位置から軸線一方向（図の右方向）に移動させて、１速従動ギヤ４１Ｆを出力軸３に対して回転連結状態に切り替え操作する。１速−２速選択連結装置５１は、スリーブ５２をニュートラル位置から軸線他方向（図の左方向）に移動させて、２速従動ギヤ４２Ｆを出力軸３に対して回転連結状態に切り替え操作する。なお、スリーブ５２の外周面には、後進従動ギヤ４ＲＦが相対回転不能に設けられている。
【００２６】
一方、３速−４速選択連結装置５３は、入力軸２の３速駆動ギヤ４３Ｄと４速駆動ギヤ４４Ｄとの間に配設されている。１速−２速選択連結装置５１と同様に、３速−４速選択連結装置５３は、環状のスリーブ５４を軸線両方向に移動させて、３速駆動ギヤ４３Ｄおよび４速駆動ギヤ４４Ｄを選択的に入力軸２に対して回転連結状態に切り替え操作する。エンジン側連結装置５は、上記した２個の選択連結装置５１、５３以外にも、公知の同期装置（シンクロメッシュ機構）を適宜組み合わせて構成することができる。
【００２７】
モータ９３は、三相同期電動発電機であり、ステータ９３１およびロータ９３２からなる。ステータ９３１は、略円筒状であり、図略のモータケースの内部に固設されている。ロータ９３２は、ステータ９３１と軸線を共有してステータ９３の円筒内部に配置されている。ロータ９３２は、一体的に回転するモータ出力軸９３３を軸線に有している。モータ出力軸９３３は、一対の軸受９３４、９３５によってモータケースに回転自在に軸承されている。モータ出力軸９３３は入力軸２と平行に配置されており、モータ９３の軸線方向の全長は、入力軸２の５速駆動ギヤ４５Ｄと後進駆動ギヤ４ＲＤの範囲内に収まっている。ステータ９３１の図略のステータコイルは、図略のインバータ装置を介して図略のバッテリに接続されており、双方向の電力変換が行われるように構成されている。
【００２８】
モータ側連結装置６は、モータ側駆動ギヤ６１、駆動側連結装置６２、ならびに従動側連結装置６４を有している。モータ側駆動ギヤ６１は、モータ出力軸９３３に相対回転不能に設けられており、モータ出力軸９３３と一体的に回転する。モータ側駆動ギヤ６１は、モータ側従動ギヤ４５Ｄ（５速駆動ギヤ４５Ｄ）に噛合している。駆動側連結装置６２は、入力軸２の５速駆動ギヤ４５Ｄと他端側の軸受２２との間に配設されている。駆動側連結装置６２は、環状のスリーブ６３をニュートラル位置から軸線一方向（図の右方向）に移動させることで、モータ側従動ギヤ４５Ｄ（５速駆動ギヤ４５Ｄ）を入力軸２に対して遊転状態から回転連結状態に切り替え操作する。
【００２９】
従動側連結装置６４は、出力軸３の５速従動ギヤ４５Ｆと他端側の軸受３２との間に配設されている。従動側連結装置６４は、環状のスリーブ６５をニュートラル位置から軸線一方向（図の右方向）に移動させることで、５速従動ギヤ４５Ｆを出力軸３に対して遊転状態から回転連結状態に切り替え操作する。駆動側連結装置６２および従動側連結装置６４は、モータ側連結制御部７により独立して制御される。
【００３０】
モータ側連結制御部７は、モータ側連結装置６を直結モード、変速モード、ならびに空転モードのうち１モードに三者択一制御する。モータ側連結制御部７は、ＣＰＵを有してソフトウェアで動作する電子制御装置（ＥＣＵ）、アクチュエータ、操作ロッドなどを適宜組み合わせて構成できる。なお、電子制御装置は、モータ側連結装置６だけでなく、エンジン側連結装置５も合わせて制御するようにしてもよい。
【００３１】
次に、上述のように構成された第１実施形態のハイブリッド車両用変速機１の動作について、モータ側連結制御部７が三者択一制御するモードに分けて説明する。図２は、モータ側連結制御部７がモータ側連結装置６を直結モードに制御した状態を示す図であり、（Ａ）はモータ駆動走行時および回生発電を行う制動時を示し、（Ｂ）は並列駆動走行時を示している。図３は、モータ側連結制御部７がモータ側連結装置６を変速モードに制御した状態を示す図である。図４は、モータ側連結制御部７がモータ側連結装置６を空転モードに制御したエンジン駆動走行時の状態を示す図である。
【００３２】
図２（Ａ）の矢印Ｍ１に示されるように、モータ側連結制御部７が従動側連結装置６４のスリーブ６５を軸線一方向に移動させると、直結モードが実現される。直結モードでは、５速従動ギヤ４５Ｆが出力軸３に対して回転連結状態になる。モータ９３から出力されるモータトルクは、図２（Ａ）の実線矢印Ｔ１に示されるように、モータ側駆動ギヤ６１からモータ側従動ギヤ４５Ｄ（５速駆動ギヤ４５Ｄ）、５速従動ギヤ４５Ｆ、および出力軸３を経由してデファレンシャル装置９４に伝達される。このとき、エンジン側連結装置５および駆動側連結装置６２が回転連結状態に切り替え操作されないと、いずれの変速段も成立せずエンジントルクは伝達されない。これにより、モータ駆動走行が行われる。また、制動時には、同じ伝達経路を逆方向に制動トルクが伝達されて、モータ９３による回生発電が行われる。
【００３３】
直結モードにおいて、エンジン側連結装置５が回転連結状態に切り替え操作されると、エンジントルクを伝達するいずれかの変速段が成立する。例えば、図２（Ｂ）の矢印Ｍ２に示されるように、３速−４速選択連結装置５３がスリーブ５４を軸線一方向に移動させると、３速駆動ギヤ４３Ｄが入力軸２に対して回転連結状態に切り替え操作される。これにより、３速変速段が成立する。そして、クラッチ９２が継合されてエンジン９１が動作すると、モータ９３側が出力軸３に直結でエンジン９１側が３速の並列駆動走行が行われる。モータトルクは、図２（Ａ）と同じ実線矢印Ｔ１の伝達経路でデファレンシャル装置９４に伝達される。一方、エンジン９１から出力されたエンジントルクは、図２（Ｂ）の破線矢印Ｔ２に示されるように、クラッチ９２から入力軸２、３速駆動ギヤ５３Ｄ、３速従動ギヤ５３Ｆを経由して伝達され、出力軸３でモータトルクと合一する。
【００３４】
図面は省略するが、直結モードにおいて、エンジン側連結装置５でなく駆動側連結装置６２が回転連結状態に切り替え操作されると、エンジントルクを伝達する５速変速段が成立する。詳述すると、モータ側連結制御部７が駆動側連結装置６２のスリーブ６３を軸線一方向に移動させると、５速駆動ギヤ４５Ｄが入力軸２に対して回転連結状態になる。加えて、すでに５速従動ギヤ４５Ｆが出力軸３に対して回転連結状態になっているので、５速変速段が成立する。これにより、モータ９３側が出力軸３に直結でエンジン９１側が５速の並列駆動走行が行われる。なお、この場合には、エンジン側連結装置５で５速変速段以外の成立を禁止するインターロック機構が機能する。
【００３５】
図３の矢印Ｍ３に示されるように、モータ側連結制御部７が駆動側連結装置６２のスリーブ６３を軸線一方向に移動させ、従動側連結装置６４のスリーブ６５をニュートラル位置にすると、変速モードが実現される。変速モードでは、モータ側従動ギヤ４５Ｄ（５速駆動ギヤ４５Ｄ）が入力軸２に対して回転連結状態になり、５速従動ギヤ４５Ｆが出力軸３に対して遊転状態になる。このとき、モータトルクは、図３の実線矢印Ｔ３に示されるように、モータ側駆動ギヤ６１からモータ側従動ギヤ４５Ｄ（５速駆動ギヤ４５Ｄ）、を経由して入力軸２に伝達される。
【００３６】
さらに、エンジン側連結装置５が回転連結状態に切り替え操作されると、モータトルクを伝達するいずれかの変速段が成立する。例えば、図３の矢印Ｍ４に示されるように、１速−２速選択連結装置５１がスリーブ５２を軸線他方向（図の左方向）に移動させると、２速従動ギヤ４２ＦＤが出力軸３に対して回転連結状態に切り替え操作されて、２速変速段が成立する。これにより、２速変速段を用いたモータ駆動走行が行われる。モータトルクは、図３の実線矢印Ｔ４に示されるように、入力軸２から、２速駆動ギヤ５２Ｄ、２速従動ギヤ５２Ｆ、および出力軸３を経由してデファレンシャル装置９４に伝達される。また例えば、２速変速段に代えて、後進アイドラギヤ４Ｒｉを軸線方向に移動させることで後進変速段を成立させ、モータ駆動による後進が行われるようにすることもできる。
【００３７】
さらに、図３の変速モードで、クラッチ９２が継合されかつエンジン９１が動作すると、図３の破線矢印Ｔ５に示されるように、エンジントルクがクラッチ９２から入力軸２に伝達される。これにより、入力軸２上でモータトルクおよびエンジントルクが合一され、２速変速段による並列駆動走行が行われる。
【００３８】
図４に示されるように、モータ側連結制御部７が駆動側連結装置６２のスリーブ６３、ならびに従動側連結装置６４のスリーブ６５をニュートラル位置にすると、空転モードが実現される。空転モードでは、モータ側従動ギヤ４５Ｄ（５速駆動ギヤ４５Ｄ）が入力軸２に対して遊転状態になり、５速従動ギヤ４５Ｆが出力軸３に対して遊転状態になる。このとき、モータトルクの伝達経路は成立しない。
【００３９】
そして、エンジン側連結装置５が回転連結状態に切り替え操作されると、エンジントルクを伝達するいずれかの変速段が成立する。例えば、図４の矢印Ｍ６に示されるように、３速−４速選択連結装置５３がスリーブ５４を軸線他方向（図の左方向）に移動させると、４速駆動ギヤ４４Ｄが入力軸３に対して回転連結状態に切り替え操作され、４速変速段が成立する。そして、クラッチ９２が継合されてエンジン９１が動作すると、４速変速段を用いたエンジン駆動走行が行われる。エンジントルクは、図４の破線矢印Ｔ６に示されるように、クラッチ９２から、入力軸２、４速駆動ギヤ５４Ｄ、４速従動ギヤ５４Ｆ、および出力軸３を経由してデファレンシャル装置９４に伝達される。このとき、モータ側従動ギヤ４５Ｄ（５速駆動ギヤ４５Ｄ）および５速従動ギヤ４５Ｆが遊転状態であるので、モータ側駆動ギヤ６１およびモータ出力軸９３３は逆駆動されない。
【００４０】
次に、第１実施形態のハイブリッド車両用変速機１の効果について、従来技術のガソリン車両用変速機９と比較しながら説明する。図５は、第１実施形態と同じ変速段の構成を有する従来技術のエンジン車両用変速機９の動力伝達経路を示すスケルトン図である。エンジン車両用変速機９は、ハイブリッド車両用変速機１が備えるモータ側連結装置６やモータ側連結制御部７を備えていない。
【００４１】
エンジン車両用変速機９は、モータ側連結装置６の駆動側連結装置６２に代え、エンジン側連結装置５の一部として５速連結装置５５を有している。５速連結装置５５は、環状のスリーブ５６を有する連結装置であり、名称は異なっていても駆動側連結装置６２と同一品を使用できる。また、エンジン車両用変速機９で、５速従動ギヤ４５ＦＸは、出力軸３に対して相対回転不能に設けられている。
【００４２】
図１および図５のスケルトン図を比較すれば分かるように、第１実施形態のハイブリッド車両用変速機１は、従来のエンジン車両用変速機１に従動側連結装置６４とモータ側駆動ギヤ６１を追加するだけで実現できる。そして、モータ側駆動ギヤ６１から受け取ったモータトルクは、変速モードで入力軸２へ伝達でき、直結モードで出力軸３に伝達できる。したがって、構成要素の追加分が少なく、エンジン車両用変速機９を大規模に改変しなくともハイブリッド車両用変速機１を構成できるので、開発コストを低廉にできる。また、特許文献１の構成と比較してギヤ数を減らせるので、製造コストを低廉にできる。加えて、入力軸２および出力軸３に列設されるギヤ数が増加しないので、エンジン車両用変速機９と比較して変速機１の軸線方向の全長が増加せず、搭載上の制約が小さい。
【００４３】
さらに、第１実施形態のハイブリッド車両用変速機１は、モータ側連結制御部７を有するので、直結モード、変速モード、ならびに空転モードのうち１モードを三者択一制御できる。直結モードでは、モータトルクが出力軸３からデファレンシャル装置９４に直接伝達されて駆動効率が高く、制動時の回生発電でも回生効率が高くなる。変速モードでは、モータトルクが入力軸２からいずれかの変速段を介してデファレンシャル装置９４に伝達されるので、モータ駆動走行時にも状況に応じた好ましい変速比を選択できる。また、直結モードおよび変速モードでは、モータ９３とエンジン９１にトルクを適正配分して並列駆動走行を行うこともできる。空転モードでは、エンジン駆動走行時にモータ９３が不要な回転負荷にならない。したがって、各モードの総合的な効果により、燃費が改善される。
【００４４】
さらに、第１実施形態のハイブリッド車両用変速機１は、変速モードでモータ９３を使用して後進駆動するときに、入力軸２および後進ギヤ列を経由してモータトルクを伝達する。このため、後進時にモータ９３の回転方向を逆転させる必要がない。したがって、モータ９３の正転および逆転の切り替えが不要となり、モータ制御が簡素化される。また、モータ９３を走行駆動用だけでなくエンジン始動用にも兼用でき、加えてモータ９３により後進駆動しているときにも、同時にエンジン９１を始動できる。さらに、モータ９３による後進駆動時の変速比は、モータ側駆動ギヤ６１およびモータ側従動ギヤ４５（５速駆動ギヤ４５Ｄ）の歯数で定まる変速比と後進ギヤ列の変速比とを乗算した値となるので、設定可能な範囲が広い。
【００４５】
また、入力軸２の他端寄りにモータ側従動ギヤ４５（５速駆動ギヤ４５Ｄ）を配置して、モータ９３の軸線方向の全長を入力軸２の全長の範囲内に収めている。このため、変速機１およびモータ９３を含めた軸線方向の全長が増加しない。したがって、車両に搭載する際の制約が小さくなり、特に、エンジン９１、変速機１、およびモータ９３を近接して配置するＦＦタイプのハイブリッド車両に好適である。
【００４６】
次に、第２実施形態のハイブリッド車両用変速機１Ａについて、第１実施形態と異なる点を主に説明する。図６は、第２実施形態のハイブリッド車両用変速機１Ａの動力伝達経路を示すスケルトン図である。図２で、第１実施形態と同様の部位は、同一の符号を付して重複する説明は省略する。また、入力軸２および出力軸３の図中の左寄りに構成されている変速ギヤ列の１速〜３速および５速については、破線の矩形で省略した表示としている。
【００４７】
変速ギヤ列４Ａは、前進５速および後進１速のそれぞれからなる。入力軸２の図中の右側から順番に、４速駆動ギヤ４８Ｄおよび後進駆動ギヤ４ＲＤが配置されている。４速駆動ギヤ４８Ｄは、遊転状態および回転連結状態に切り替え可能とされている。後進駆動ギヤ４ＲＤは、入力軸２に対して相対回転不能とされている。一方、出力軸３の図中の右側から順番に、４速従動ギヤ４８Ｆおよび後進従動ギヤ４ＲＦが配置されている。４速従動ギヤ４８Ｆおよび後進従動ギヤ４ＲＦは、出力軸３に対して遊転状態および回転連結状態に切り替え可能とされている。
【００４８】
第２実施形態において、入力軸２のエンジン９１に近い一端寄りの４速駆動ギヤ４８Ｄが特定駆動ギヤとされ、４速従動ギヤ４８Ｆが特定従動ギヤとされている。さらに、４速従動ギヤ４８Ｆは、モータ側従動ギヤ４８Ｆを兼ねている。後進変速段では、後進アイドラギヤ４Ｒｊが設けられている。後進アイドラギヤ４Ｒｊは、後進駆動ギヤ４ＲＤおよび後進従動ギヤ４ＲＦと常時噛合している。これにより後進ギヤ列が構成され、出力軸３の回転方向が前進時と逆回転になる。
【００４９】
エンジン側連結装置は、図略の１速〜３速および５速の変速ギヤ列に対して設けられている。エンジン側連結装置は、公知の同期装置（シンクロメッシュ機構）を適宜組み合わせて構成できる。
【００５０】
モータ９３Ａは、ステータ９３１およびロータ９３２からなる。ロータ９３２の軸線には、モータ出力軸９３３が設けられている。モータ出力軸９３３は入力軸２と平行に配置されており、モータ９３Ａの軸線方向の全長は、入力軸２の全長の範囲内に収まっている。モータ出力軸９３３のエンジン９１に近い一端寄りに、モータ出力ギヤ９３６が相対回転不能に設けられている。
【００５１】
モータ側連結装置６Ａは、モータ側駆動ギヤ６１、駆動側連結装置６２、ならびに従動側選択連結装置６６を有している。モータ側駆動ギヤ６１は、モータ出力ギヤ９３６と出力軸３のモータ側従動ギヤ４８Ｆ（４速従動ギヤ４８Ｆ）との間に配設され、これらのギヤ９３６、４８Ｆと噛合している。第２実施形態では、モータ９３と出力軸３との間のギヤ数が第１実施形態よりも増えており、これにより、モータ９３の配設位置が出力軸３に干渉しないように遠ざけられている。したがって、配設位置の制約がなければ、モータ出力軸９３３にモータ側駆動ギヤ６１を直接設けてもよい。
【００５２】
駆動側連結装置６２は、入力軸２の４速駆動ギヤ４８Ｄと後進駆動ギヤ４ＲＤとの間に配設されている。駆動側連結装置６２は、環状のスリーブ６３をニュートラル位置から軸線一方向（図の右方向）に移動させることで、４速駆動ギヤ４８Ｄを入力軸２に対して遊転状態から回転連結状態に切り替え操作する。
【００５３】
従動側選択連結装置６６は、出力軸３の４速従動ギヤ４８Ｆと後進従動ギヤ４ＲＦとの間に配設されている。従動側選択連結装置６６は、出力軸３に対して相対回転不能で軸線両方向に移動可能な環状のスリーブ６７を有している。スリーブ６７が軸線方向のニュートラル位置にあると、モータ側従動ギヤ４８Ｆ（４速従動ギヤ４８Ｆ）および後進従動ギヤ４ＲＦは、共に遊転状態になる。従動側選択連結装置６６は、スリーブ６７をニュートラル位置から軸線一方向（図の右方向）に移動させてモータ側従動ギヤ４８Ｆ（４速従動ギヤ４８Ｆ）を出力軸３に対して回転連結状態に切り替え操作する。従動側選択連結装置６６は、スリーブ６７をニュートラル位置から軸線他方向（図の左方向）に移動させて後進従動ギヤ４ＲＦを出力軸３に対して回転連結状態に切り替え操作する。
【００５４】
駆動側連結装置６２および従動側選択連結装置６６は、図略のモータ側連結制御部により独立して制御される。モータ側連結制御部は、モータ側連結装置６Ａを直結モード、変速モード、ならびに空転モードのうち１モードに三者択一制御する。
【００５５】
第２実施形態のハイブリッド車両用変速機１Ａにおいて、３つのモードにおける動作は、第１実施形態と概ね同様である。ただし、従動側選択連結装置６６で後進変速段を回転連結状態に制御するときには、モータ側従動ギヤ４８Ｆ（４速従動ギヤ４８Ｆ）が出力軸３に対して自動的に遊転状態になる。
【００５６】
第２実施形態のハイブリッド車両用変速機１Ａでは、第１実施形態と同様の効果が生じる。さらに、第２実施形態では、複数の変速ギヤ列４Ａが後進ギヤ列を含み、従動側連結装置がスリーブ６７を有する従動側選択連結装置６６とされているので、４速変速段および後進変速段の一方のみが回転連結状態に切り替え操作される。このため、モータ駆動走行およびエンジン駆動走行を問わず、４速変速段と後進変速段との二重噛合が確実に防止され、インターロック機構が優れている。
【００５７】
なお、第１および第２実施形態で例示した前進５速および後進１速の変速段の構成は、公知の他の構成であってもよい。また、入力軸２および出力軸３における変速段の並び順も限定されない。その他、本発明は、様々な応用や変形が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１、１Ａ：ハイブリッド車両用変速機    ２：入力軸    ３：出力軸
４、４Ａ：変速ギヤ列
４５Ｄ：５速駆動ギヤ（モータ側従動ギヤを兼ねる特定駆動ギヤ）
４５Ｆ：５速従動ギヤ（特定従動ギヤ）
４８Ｄ：４速駆動ギヤ（特定駆動ギヤ）
４８Ｆ：４速従動ギヤ（モータ側従動ギヤを兼ねる特定従動ギヤ）
５：エンジン側連結装置
５１：１速−２速選択連結装置    ５３：３速−４速選択連結装置
６、６Ａ：モータ側連結装置    ６１：モータ側駆動ギヤ
６２：駆動側連結装置    ６４：従動側連結装置
６６：従動側選択連結装置    ６７：スリーブ
７：モータ側連結制御部
９１：エンジン    ９２：クラッチ    ９３：モータ
９４：デファレンシャル装置    ９５：左駆動前輪    ９６：右駆動前輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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