(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機入力軸及び変速機出力軸を連結するギア対の切り替えにより変速を行う平行軸式変速装置であって、
第１要素、第２要素及び第３要素の３つの要素に対して、それらのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転させる差動機を備え、その差動機の第１要素を前記変速機入力軸に連結し、同差動機の第２要素を前記変速機出力軸に連結するとともに、
前記差動機の第３要素に連結された回転電気機と、前記差動機の第２要素と前記入力軸とを一体回転可能に連結する連結機構とを更に備える
ことを特徴とする平行軸式歯車変速装置。
【請求項２】
変速機入力軸及び変速機出力軸を連結するギア対の切り替えにより変速を行う平行軸式変速装置であって、
第１要素、第２要素及び第３要素の３つの要素に対して、それらのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転させる差動機を備え、その差動機の第１要素を前記変速機入力軸に連結し、同差動機の第２要素を前記変速機出力軸に連結するとともに、
前記差動機の第３要素に連結された回転電気機と、前記差動機の第３要素の回転を固定する固定機構と、を更に備える
ことを特徴とする平行軸式歯車変速装置。
【請求項３】
前記差動機の第２要素と前記変速機出力軸との間には複数のギア対が介設され、前記第２要素と前記変速機出力軸とを連結するギア対を、それら複数のギア対の中から選択可能に構成される請求項１又は２に記載の平行軸式歯車変速装置。
【請求項４】
前記差動機は、遊星ギアである請求項１〜３のいずれか１項に記載の平行軸式歯車変速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平行軸式歯車変速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両に用いられる自動変速装置としては、トルクコンバータと遊星ギアによる変速機構とを併用するオートマチック・トランスミッション（Ａ・Ｔ）が広く用いられている。そうしたＡ・Ｔを搭載する車両では、トルクコンバータの動力伝達効率があまり高くないため、平行軸式歯車変速装置を採用するマニュアルトランス・ミッション（Ｍ・Ｔ）搭載車に比して、燃費性能が低くなる。
【０００３】
一方、平行軸式歯車変速装置では、変速時にクラッチを開放して内燃機関から変速機への動力伝達を遮断しなければならず、変速毎に自動車の動力性能が大きく低下してしまう。
【０００４】
そのため、燃費性能の確保の容易な平行軸式歯車変速装置を用いながらも、内燃機関から駆動輪への動力伝達を遮断することなく変速可能な自動変速装置が要望されている。
【０００５】
従来、そうした自動変速装置として、特開平６−２０１０２７号公報に記載の変速装置が提案されている。同公報に記載の変速装置は同図１２に示すように、通常の平行軸式歯車変速装置と同様に、変速機入・出力軸２０１，２０２間に、各変速段に対応した複数のギア対２０３〜２０６を備えている。そして、スリーブ２０７，２０８の作動により、両軸２０１，２０２間のトルク伝達を行うギア対を切り替えて、変速を行っている。
【０００６】
ただし、この変速装置では、変速機入・出力軸２０１，２０２間に、各変速段に対応したギア対２０３〜２０６に加え、更にもう１つのギア対２０９が介設されている。このギア対２０９は、油圧駆動式の摩擦クラッチ２１０を介して変速機入力軸２０１に連結されており、摩擦クラッチ２１０への油圧供給の制御により、そのギア対２０９を通じて変速機入力軸２０１から変速機出力軸１０２へと伝達されるトルクを調整可能となっている。
【０００７】
そしてこの変速装置では、変速中に上記各変速段に対応したギア対２０３〜２０６のギア連結が全て開放されてニュートラル状態となったときに、摩擦クラッチ２１０を作動してギア対２０９を通じて変速機入力軸２０１から変速機出力軸２０２へとトルクを伝達することで、変速中の動力遮断を回避している。
【０００８】
例えば１速ギア対２０３から２速ギア対２０４へのギア切替を行う場合、まずスリーブ２０７を解除して１速ギア対２０３による変速機入・出力軸２０１，２０２間のギア連結を開放し、変速機をニュートラル状態とする。そしてそれと同時に、摩擦クラッチ２１０を作動させて、その摩擦板間の摩擦を通じて変速機入力軸２０１から変速機出力軸２０２へのトルク伝達を維持する。ここで油圧を増して摩擦クラッチ２１０の摩擦力を大きくしていけば、負荷が増大して内燃機関の回転速度が徐々に低下する。そして変速機入・出力軸２０１，２０２間の回転速度比が変速される２速ギア対２０４に対応する速度比まで内燃機関の回転速度が低下した時点で、スリーブ２０７を駆動して、変速機入力軸２０１に２速ギア対２０４を連結するとともに、摩擦クラッチ２１０への油圧供給を停止する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
こうした変速装置であれば、動力伝達を維持したまま変速を行うことは確かに可能ではあるが、次のような問題も無視できないものとなっている。
【００１０】
まずこの変速装置では、変速中に摩擦クラッチ２１０の摩擦板間の摩擦力を通じて多大なトルクを伝達しなければならず、そうした摩擦クラッチ２１０を作動させるためにＡ・Ｔ搭載車並みの大型の油圧ポンプが必要となる。そのため、油圧ポンプの稼働にかかる動力損失の増大は避けられず、結局はＭ・Ｔ搭載車ほどの高い燃費性能を確保することはできない。
【００１１】
またこの変速装置では、摩擦クラッチ２１０の摩擦板間の摩擦力を調整することで、両軸２０１，２０２の回転速度制御を行っているが、摩擦熱によって摩擦板の温度が上昇するにつれ、摩擦板間の摩擦係数が低下するため、そうした回転速度制御は非常に困難である。
【００１２】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、動力伝達の遮断の内変速を良好に行うことのできる平行軸式歯車変速装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果を記載する。
請求項１に記載の発明は、変速機入力軸及び変速機出力軸を連結するギア対の切り替えにより変速を行う平行軸式変速装置であって、第１要素、第２要素及び第３要素の３つの要素に対して、それらのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転させる差動機を備え、その差動機の第１要素を前記変速機入力軸に連結し、同差動機の第２要素を前記変速機出力軸に連結するとともに、前記差動機の第３要素に連結された回転電気機と、前記差動機の第２要素と前記入力軸とを一体回転可能に連結する連結機構とを更に備えるものである。
【００１４】
上記構成では、変速機入・出力軸間のトルク伝達経路として、変速機入・出力軸間に連結されたギア対を通じた第１の経路と、差動機を通じた第２の経路とが形成されており、回転電気機の運転制御により、それら両経路を伝達されるトルクの分配を調整することができる。これにより、変速中の変速機入・出力軸間のトルク伝達を第２の経路を通じて維持できる。したがって、変速機入・出力軸間の動力伝達を維持しながらも、回転電気機の運転制御を通じて、円滑に変速を行うことができる。また上記構成では、連結機構により差動機の第２要素を変速機入力軸に一体回転可能に連結することで更なる変速段を設定でき、ギア対を追加することなく設定可能な変速段を増やすことができる。
請求項２に記載の発明は、変速機入力軸及び変速機出力軸を連結するギア対の切り替えにより変速を行う平行軸式変速装置であって、第１要素、第２要素及び第３要素の３つの要素に対して、それらのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転させる差動機を備え、その差動機の第１要素を前記変速機入力軸に連結し、同差動機の第２要素を前記変速機出力軸に連結するとともに、前記差動機の第３要素に連結された回転電気機と、前記差動機の第３要素の回転を固定する固定機構と、を更に備えるものである。
上記構成では、変速機入・出力軸間のトルク伝達経路として、変速機入・出力軸間に連結されたギア対を通じた第１の経路と、差動機を通じた第２の経路とが形成されており、回転電気機の運転制御により、それら両経路を伝達されるトルクの分配を調整することができる。これにより、変速中の変速機入・出力軸間のトルク伝達を第２の経路を通じて維持できる。したがって、変速機入・出力軸間の動力伝達を維持しながらも、回転電気機の運転制御を通じて、円滑に変速を行うことができる。また上記構成では、固定機構により差動機の第３要素の回転を固定することで更なる変速段を設定でき、ギア対を追加することなく設定可能な変速段を増やすことができる。
【００１５】
また請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の平行軸式歯車変速装置において、前記差動機の第２要素と前記変速機出力軸との間に複数のギア対を介設するとともに、前記第２要素と前記変速機出力軸とを連結するギア対を、それら複数のギア対の中から選択可能に構成したものである。
【００１６】
上記構成では、差動機の第２要素と変速機出力軸とを連結するギア対の選択により、差動機の各要素の回転速度比を変更できるため、それら各要素の回転速度の変化範囲の拡大を抑えることができる。よって、差動機の各要素の回転速度の上限による制約を好適に回避し、変速比の設定範囲を拡大できる。
【００２１】
また請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の平行軸式歯車変速装置において、遊星ギアにより前記差動機を構成したものである。
差動機としても機能する遊星ギアを用いることで、変速機入・出力軸間の動力伝達を遮断することなく変速可能な平行軸式歯車変速装置を実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態について、図１〜８を参照して詳細に説明する。本実施形態は、前進２段の変速を行う簡易構成の車両用の平行軸式歯車変速装置として構成されている。ここでは、この平行軸式歯車変速装置を例に本発明の動作原理を説明する。
【００２３】
図１に示すように、この変速装置では、内燃機関に接続された変速機入力軸１０と駆動輪に接続された変速機出力軸１１とを有している。変速機入・出力軸１０，１１の間には、１速ギア対１２，１３と２速ギア対１４，１５とが介設されている。１速ギア対１２，１３のギア比（＝［ギア１３の歯数］／［ギア１２の歯数］）は、２速ギア対１４，１５のギア比（＝［ギア１５の歯数］／［ギア１４の歯数］）よりも大きいギア比が設定されている。
【００２４】
変速機入力軸１０には、ドッグクラッチ（噛み合いクラッチ）１６が配設されている。ドッグクラッチ１６は、例えば油圧式アクチュエータにより駆動され、変速機入力軸１０への１速ギア１２及び２速ギア１４の連結／切離しを行っている。
【００２５】
一方、変速装置には、図２に示すような遊星ギア１７が設けられている。遊星ギア１７は、中央に設けられたサンギア１８、その周囲を囲むリングギア２０、及びそれらの間に介設されたプラネタリギア１９ａ、１９ｂを有している。プラネタリギア１９ａ、１９ｂ同士は、プラネタリキャリア１９によって互いに連結されている。サンギア１８、プラネタリキャリア１９及びリングギア２０の遊星ギア１７を構成する３要素は、同心を有して互いに相対回転可能となっている。
【００２６】
そして図１に示すように、遊星ギア１７のプラネタリキャリア１９は変速機入力軸１０に接続され、そのリングギア２０はギア対２２，２３を介して変速機出力軸１１に接続されている。更に遊星ギア１７のサンギア１８は、モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）２１に接続されている。Ｍ／Ｇ２１は、図示しないバッテリからの電力供給により力行運転させることで、サンギア１８に回転トルクを発生する電動機として機能し、またサンギア１８の回転により回生運転させることで発電を行う発電機としても機能する回転電気機である。こうしたＭ／Ｇ２１の運転制御（トルク制御や回転速度制御など）は、図示しないインバータによる電力供給量や発電電力量の調整を通じて行われる。
【００２７】
続いて、図３〜図５を併せ参照して、この変速装置の変速動作を説明する。図３〜図５は、１速から２速への変速にかかる各段階における本変速装置の動作態様を示している。なおこれら図３〜図５では、各段階において、変速機入力軸１０から変速機出力軸１１へのトルク伝達に寄与する要素をハッチングで示すようにしている。
【００２８】
１速時には、図３（ａ）に示すように、変速機入力軸１０にはドッグクラッチ１６によって１速ギア１２が連結されている。このとき、変速機入・出力軸１０，１１間の回転速度比は、１速ギア対１２，１３のギア比に応じた回転速度比に固定される。また、ギア対２２，２３を通じて変速機出力軸１１とリングギア２０が連結されていることから、更に遊星ギア１７の各要素１８，１９，２０の回転速度比も一定に固定される。
【００２９】
そうした状態でＭ／Ｇ２１の運転を停止しておけば、すなわちＭ／Ｇ２１を力行運転も回生運転もしなければ、ギア対２２，２３は変速機出力軸１１及びリングギア２０の回転に応じて連れ回りするだけで、変速機入・出力軸１０，１１間のトルク伝達は、１速ギア対１２，１３のみを通じて行われることとなる。
【００３０】
一方、Ｍ／Ｇ２１を力行運転又は回生運転すれば、サンギア１８の回転にトルクが生じることから、図３（ｂ）に示すように、リングギア２０に接続されたギア対２２，２３を通じても、変速機入・出力軸１０，１１間のトルク伝達が行われるようになる。そしてＭ／Ｇ２１の回転トルクの調整により、１速ギア対１２，１３を通じて伝達されるトルクと、リングギア２０に連結されたギア対２２，２３を通じて伝達されるトルクとの配分率を任意に制御することができる。そして、内燃機関のトルク反力の全てをＭ／Ｇ２１で受けるようにすれば、図４（ａ）に示すように、１速ギア対１２，１３を通じたトルク伝達をほぼゼロとし、実質的に遊星ギア１７及びギア対２２，２３を通じてのみ、両軸１０，１１間のトルク伝達が行われるようにすることもできる。
【００３１】
本実施形態では、そうして１速ギア対１２，１３を通じたトルク伝達を無くし、同ギア対１２，１３が両軸１０，１１の回転に応じて単に連れ回りする状態となったところで、図４（ｂ）に示すように、ドッグクラッチ１６による変速機入力軸１０と１速ギア１２との連結を解除している。
【００３２】
こうしてドッグクラッチ１６による連結を解除すれば、Ｍ／Ｇ２１の回転速度制御によって、変速機出力軸１１の回転速度を任意に調整できるようになる。そこで、変速機入・出力軸１０，１１間の回転速度比が２速ギア対１４，１５のギア比に応じた回転速度比となるように、すなわち両軸１０，１１の回転速度を２速ギア対１４，１５に同期させるように、Ｍ／Ｇ２１の回転速度を制御する。そして、変速機入・出力軸１０，１１間の回転速度が同期した時点で、図５（ａ）に示すように、ドッグクラッチ１６により、変速機入力軸１０と２速ギア１４とを連結する。その後、Ｍ／Ｇ２１の駆動を徐々に低減し、図５（ｂ）に示すように、２速ギア対１４，１５を通じて変速機入・出力軸１０，１１間のトルク伝達が行われるようにすることで、１速から２速への変速が完了する。
【００３３】
この変速装置では、２速から１速へのダウンシフトについても、上記１速から２速へのアップシフトと同様のプロセスを通じて行うことができる。
以上のように、この変速装置では、遊星ギア１７及びギア対２２，２３を通じて内燃機関から駆動輪への動力伝達を維持したまま、変速を行える。しかも、変速時のドッグクラッチ１６によるギア係合を、変速機入・出力軸１０，１１の回転速度を完全に同期させた状態で行うことができる。そのため、ドッグクラッチ１６を低い油圧で駆動でき、比較的小型・小容量のオイルポンプでも変速装置を動作させることが可能である。
【００３４】
更に、変速機入・出力軸１０，１１の回転速度の同期を、Ｍ／Ｇ２１の回転速度制御によって行えるため、一般の変速装置において変速時のギア連結を円滑とすべく採用されているシンクロ機構が無くとも滑らかに変速を行うことができる。そしてこれにより、構成の複雑化を抑えながらも、動力遮断無く変速を行うことのできる変速装置を実現できる。
【００３５】
（第２実施形態）
続いて本発明を具体化した第２実施形態について、図を参照して詳細に説明する。本実施形態の平行軸式歯車変速装置は、第１実施形態の変速装置の変速動作原理を踏襲しつつ、前進６段、後進１段の変速を行う車両用変速装置として本発明を具体化したものである。
【００３６】
図６は、本実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構造を示すスケルトン図である。
同図６に示される内燃機関５０の出力は、機関出力軸（クランクシャフト）５１から発進クラッチ５２を介して変速機入力軸５３に伝えられ、更に変速機出力軸５４からファイナルギア５５及びディファレンシャルギア５６を介して駆動輪軸（アクスルシャフト）５７へと伝えられる。
【００３７】
発進クラッチ５２は、油圧により駆動されて、２枚の摩擦板を互いに押し付けたり、離したりすることで、機関出力軸５１と変速機入力軸５３との動力伝達を断接する。また発進クラッチ５２では、駆動油圧の制御によって摩擦板間の押し付け荷重を調整することで、両軸５１，５３間の動力伝達率を調整できるようになっている。なお、本実施形態では、発進クラッチ５２は、車両の発進時（前進発進時、後進発進時の双方）以外には、摩擦板を互いに係合した状態に保持されている。
【００３８】
一方、本実施形態の変速装置にも、図２に示したものと同様の遊星ギア５８が設けられている。そして遊星ギア５８のサンギア５８ａはＭ／Ｇ６０に、プラネタリキャリア５８ｂは変速機入力軸５３にそれぞれ接続されている。また遊星ギア５８のリングギア５８ｃは、５速ギア対６７に接続され、更にそのギア対６７を介して変速機出力軸５４に連結可能となっている。
【００３９】
また、変速機入力軸５３と変速機出力軸５４との間には、前進走行用の４つのギア対、すなわち１速ギア対６１、２速ギア対６２、３速ギア対６３及び４速ギア対６４と、後進ギア対６５とが介設されている。ちなみに、１速〜５速の各ギア対のギア比（＝［変速機出力軸５４側のギアの歯数］／［変速機入力軸５３側のギアの歯数］）は、１速ギア対６１→２速ギア対６２→３速ギア対６３→４速ギア対６４→５速ギア対６７の順に、小さいギア比が設定されている。
【００４０】
こうした変速装置の変速動作は、油圧駆動式のシフトアクチュエータＳ１〜Ｓ５によるギア列の組替えを通じて行われる。
シフトアクチュエータＳ１は、ドッグクラッチ６８を駆動して、１速ギア対６１及び２速ギア対６２のそれぞれについて、変速機入力軸５３との連結／切離しを行う。シフトアクチュエータＳ２は、ドッグクラッチ６９を駆動して、３速ギア対６３及び４速ギア対６４のそれぞれについて、変速機入力軸５３との連結／切離しを行う。
【００４１】
シフトアクチュエータＳ３は、ドッグクラッチ７０を駆動して、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとの連結／切離しを行う。ドッグクラッチ７０により変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとが連結されると、プラネタリキャリア５８ｂ及びリングギア５８ｃが一体回転されるようになる。このため、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの相対回転が禁止され、それら各要素５８ａ〜５８ｃが一体回転するよう遊星ギア５８がロックされた状態となる。
【００４２】
シフトアクチュエータＳ４は、ドッグクラッチ７１を駆動して、変速機出力軸５４と５速ギア対６７との連結／切離しを行う。またシフトアクチュエータＳ４は、後進ギア対６５間への後進ピニオンギア６６の噛み合わせ、及びその切離しも行う。
【００４３】
更にシフトアクチュエータＳ５は、ドッグクラッチ７２を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定／固定解除を行う。Ｍ／Ｇ６０の回転軸が固定されれば、Ｍ／Ｇ６０に連結された遊星ギア５８のサンギア５８ａも固定される。
【００４４】
なお、この変速装置では、発進クラッチ５２及び各アクチュエータＳ１〜Ｓ５は、図示しない小型電動油圧ポンプにより蓄圧された油圧が供給されるようになっている。この小型電動油圧ポンプは、蓄圧された油圧が低下したときにのみ、運転される。一方、この変速装置には、変速機入力軸５３の回転により駆動される油圧ポンプ５３ａが設けられており、同ポンプ５３ａにより発生された油圧は主に遊星ギア５８の潤滑に供される。
【００４５】
図７は、この変速装置の制御系の構成を示している。この変速装置の制御は、同図７に示される電子制御装置８０によって行われる。電子制御装置８０は、変速装置の制御を行う一方、内燃機関５０の運転制御等、車両走行にかかる各種制御全般を実施する。
【００４６】
電子制御装置８０には、内燃機関５０、Ｍ／Ｇ６０及び変速機入・出力軸５３，５４の回転速度や、アクセルペダルの踏み込み量、シフトレバーの操作位置（シフト位置）、発進クラッチ５２の動作位置、車速等を検出する各種センサ類の検出信号が入力されている。電子制御装置８０は、それらの検出信号に基づき、発進クラッチ５２、各シフトアクチュエータＳ１〜Ｓ５及びＭ／Ｇ６０等を駆動制御して、変速装置の制御を行っている。
【００４７】
こうした電子制御装置による変速装置の制御は、シフト位置等に応じて、図８に示されるような態様で各シフトアクチュエータＳ１〜Ｓ５を駆動することで行われる。
【００４８】
なお、図８及び図１０において、図中の記号「→」／「←」は、そのシフトアクチュエータによって駆動されるドッグクラッチが、対応する変速装置のスケルトン図においてそのドッグクラッチの右方／左方に位置する要素を係合していることを示している。また同図表中の記号「｜」は、そのシフトアクチュエータによって駆動されるドッグクラッチが開放されていることを、すなわちそのドッグクラッチがいずれの要素も係合されていないことを示している。ただし、シフトアクチュエータＳ４、Ｓ１１については、記号「←」は、後進ギア対間に後進用ピニオンギアを連結していることを示している。
【００４９】
例えば、図８は、パーキング（Ｐ）レンジ時には、シフトアクチュエータＳ３により駆動されるドッグクラッチ７０に対して、図６においてその右方に位置する５速ギア対６７が変速機入力軸５３に連結されることを示している。またリバース（Ｒ）レンジ時には、シフトアクチュエータＳ４により駆動される後進ピニオンギア６６が、図６においてその左方に位置する後進用ギア対６５間に噛み合わされることを示している。
【００５０】
以下、図８を併せ参照して、電子制御装置８０により行われる変速制御の詳細を説明する。
＜パーキング（Ｐ）レンジ＞
シフト位置がＰレンジに設定されているときには、シフトアクチュエータＳ３により駆動されるドッグクラッチ７０によって、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとを連結した状態とし、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃが一体回転するようにロックする。また図示しないパーキングロック機構により、変速機出力軸５４を固定して、駆動輪軸５７の回転をロックする。
【００５１】
＜ニュートラル（Ｎ）レンジ＞
シフト位置がＮレンジに設定されているときにも、Ｐレンジと同様に、ドッグクラッチ７０によって遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃが一体回転するようにロックする。ただしＮレンジ時には、パーキングロックは解除しておき、駆動輪軸５７の回転は許容するようにしている。
【００５２】
＜リバース（Ｒ）レンジ＞
シフト位置がＲレンジに設定されると、シフトアクチュエータＳ３によってドッグクラッチ７０を駆動して、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとを連結させた状態とし、遊星ギア５８の各要素が一体回転するようにロックする。これとともに、シフトアクチュエータＳ４によってドッグクラッチ７１を駆動して、後進用ギア対６５間に後進ピニオンギア６６を噛み合わせる。これにより、変速機出力軸５４は、前進走行時とは逆方向に回転されるようになる。
【００５３】
＜ドライブ（Ｄ）レンジ＞
シフト位置がドライブ（Ｄ）レンジに設定されているときには、シフトアクチュエータＳ４により駆動されるドッグクラッチ７１によって、リングギア６７に接続されたギア対６７を変速機出力軸５４に連結する。そして電子制御装置８０は、更に次のドッグクラッチ操作によって、車速等に応じて最適な変速比が得られるように１速〜６速の間で自動変速を行う。
【００５４】
この変速装置では、１速〜４速は、ドッグクラッチ６８又は６９によって、その変速段に対応するギア対（ギア対６１〜６４のいずれか）を変速機入力軸５３に連結することで設定される。
【００５５】
一方、５速は、シフトアクチュエータＳ３により駆動されるドッグクラッチ７０により、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとを固定して、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転するようロックすることで設定される。
【００５６】
更に６速は、シフトアクチュエータＳ５により駆動されるドッグクラッチ７２によって、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定し、リングギア５８ｃを固定することで設定される。この変速装置では、サンギア５８ａを固定した状態でプラネタリキャリア５８ｂ及びリングギア５８ｃを回転させると、プラネタリキャリア５８ｂの回転速度よりもリングギア５８ｃの回転速度が高くなるように遊星ギア５８が構成されている。このため、上記設定により、５速設定時よりも小さい変速比が得られる。
【００５７】
こうした本変速装置におけるＤレンジでの変速動作を説明する。
＜１＞  １速〜４速間の変速
１速〜４速間の変速は、第１実施形態と同様の態様で行われる。すなわち、変速が必要となった場合、まずは内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転、或いは力行運転させる。そしてＭ／Ｇ６０の回転トルクと内燃機関５０のトルク反力とを釣り合わせて、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、変速前の変速段のギア対からリングギア５８ｃに連結された５速ギア対６７に移し替える。これにより、変速前の変速段のギア対が単に連れ回りするだけの状態となった時点で、アクチュエータＳ１又はＳ２によってドッグクラッチ６８又は６９を駆動し、現状の変速段のギア対と変速機入力軸５３との連結を切り離す。
【００５８】
次に、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度を参照しつつＭ／Ｇ６０の回転速度を制御して、変速後の変速段に応じた回転速度比となるように変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比を調整する。そしてそれらの回転速度比の調整が完了した時点で、すなわち変速機入・出力軸５３，５４の回転速度が同期した時点で、アクチュエータＳ１又はＳ２によってドッグクラッチ６８又は６９を駆動して、変更する変速段のギア対を変速機入力軸５３に連結する。その後、Ｍ／Ｇ６０の回生運転を除減することで、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、５速ギア対６７から変更された変速段のギア対（ここで変速機入力軸５３に係合されたギア対）に移すことで、変速が完了する。
【００５９】
＜２＞  ４速、５速間の変速
４速から５速への変速は、次のように行われる。
まず、Ｍ／Ｇ６０の回生運転、或いは力行運転によって内燃機関５０のトルク反力をＭ／Ｇ６０に吸収させることで、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、４速ギア対６４から５速ギア対６７に移し替える。それが完了した時点で、アクチュエータＳ２によりドッグクラッチ６９を駆動して、変速機入力軸５３から４速ギア対６４を切り離す。
【００６０】
次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度と変速機入力軸５３の回転速度とが一致するように、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を制御する。そして、それらの回転速度が一致した時点で、シフトアクチュエータＳ３によりドッグクラッチ７０を駆動して、５速ギア対６７を変速機入力軸５３と連結させる。
【００６１】
一方、５速から４速への変速は、次のように行われる。
まず、エンジン１０のトルク反力と釣り合うようにＭ／Ｇ６０のトルク制御運転を行う。すなわち、ドッグクラッチ７０による変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとの連結が切り離された状態でも、Ｍ／Ｇ６０が自力で変速機入力軸５３と同じ回転速度で回転可能なようにする。そして、そうした状態となった時点で、ドッグクラッチ７０により、５速ギア対６７を変速機入力軸５３から切り離す。
【００６２】
次に、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比が、４速の変速比に応じた回転速度比となるようにＭ／Ｇ６０の回転速度制御を行い、それらの回転速度が同期した時点で、ドッグクラッチ６９により４速ギア対６４を変速機入力軸５３に連結する。その後、Ｍ／Ｇ６０の回生運転、或いは力行運転を除減して、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、５速ギア対６７から４速ギア対６４に移し替えることで、５速から４速への変速が完了する。
【００６３】
＜３＞  ５速、６速間の変速
５速から６速への変速は、次のように行われる。
まず、Ｍ／Ｇ６０のトルク制御により、Ｍ／Ｇ６０が自力で変速機入力軸５３と同じ回転速度で回転可能な状態となったところで、ドッグクラッチ７０により５速ギア対６７を変速機入力軸５３から切り離す。次にＭ／Ｇ６０の回転速度制御により、Ｍ／Ｇ６０の回転速度をゼロとし、シフトアクチュエータＳ５によりドッグクラッチ７２を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定する。
【００６４】
以上のように、この変速装置では、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達を継続し、内燃機関５０から駆動輪への動力伝達を維持したまま変速を行うことができる。
【００６５】
なお、本平行軸式歯車変速装置を備える車両では、Ｍ／Ｇ６０を変速以外の用途にも用いられている。
Ｄレンジで変速段が１速〜５速に設定されているときには、Ｍ／Ｇ６０を力行運転することで、トルクアシストを実施して、内燃機関５０の出力により得られる以上の駆動力を得ることができる。また、Ｍ／Ｇ６０を回生運転すれば、内燃機関５０の出力の一部を利用して発電を行うことができる。また車両の減速時にＭ／Ｇ６０を回生運転すれば、減速エネルギを利用した回生発電を実施することができる。
【００６６】
またＭ／Ｇ６０は、内燃機関５０の始動のためのスタータモータとしても用いられる。内燃機関５０の始動は、次のようにして行われる。
内燃機関５０の始動は、Ｐレンジ、又はＮレンジに設定されていることを条件に行われる。Ｐレンジ、Ｎレンジでは、図１２に示したように、ドッグクラッチ７０以外のドッグクラッチ６８，６９，７１，７２は開放されており、変速機入・出力軸５３，５４は互いに切り離されている。一方、ドッグクラッチ７０によっては、変速機入力軸５３と５速ギア対６７とが係合されており、Ｍ／Ｇ６０の回転軸は、変速機入力軸５３に一体回転可能に連結されている。更に変速機入力軸５３は、発進クラッチ５２によって機関出力軸５１に連結されている。そのため、Ｍ／Ｇ６０の駆動により機関出力軸５１を回転して、内燃機関５０を始動することができる。
【００６７】
更に本実施形態では、次のようにして、車両を発進するようにしている。
Ｄレンジで車両が停車状態（車速ゼロ又は徐行走行）にあるとき、変速装置の変速段は１速に設定されており、１速ギア対６１が変速機入力軸５３に連結されるとともに、５速ギア対６７がリングギア５８ｃ及び変速機出力軸６４に連結されている。ここでは、その状態で、アクセルペダルが踏み込まれていなければ、発進クラッチ５２を開放して機関出力軸５１と変速機入力軸５３とを切り離すとともに、Ｍ／Ｇ６０を力行運転することで、所望とするクリープ力を駆動輪に発生させるようにしている。
【００６８】
アクセルペダルが踏み込まれると、内燃機関５０の出力がある程度に上昇した時点より、発進クラッチ５２の係合を開始する。そして、発進クラッチ５２に供給される駆動油圧の制御により、機関出力軸５１及び変速機入力軸５３間の動力伝達率を徐々に高めることで、車両の前進発進が可能になる。またこのときＭ／Ｇ６０を力行運転してトルクアシストをすることで、より円滑に車両を発進することができるようになる。
【００６９】
なお、Ｒレンジ設定時の後進発進についても、以上の前進発進時と同様にして行われる。
ちなみに、こうした本実施形態では、内燃機関５０の停止状態からの車両の発進及び内燃機関５０の始動を、Ｍ／Ｇ６０を利用して迅速且つ円滑に行うことができる。このため、信号待ち等の車両の一時停車時に、内燃機関５０を自動停止／自動再始動する制御、いわゆるエコラン制御を容易に実現することができるようにもなる。
【００７０】
以上説明した本実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達を行うギア対の変更により変速を行う平行軸式歯車変速装置において、遊星ギア５８とＭ／Ｇ６０とを設けるようにしている。そして、遊星ギア５８のサンギア５８ａをＭ／Ｇ６０に、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結するとともに、５速ギア対６７を介してリングギア５８ｃを変速機出力軸５４に連結可能としている。このため、内燃機関５０から駆動輪への動力伝達を維持しながらも、Ｍ／Ｇ６０の駆動制御を通じて、円滑に変速を行うことができる。
【００７１】
（２）本実施形態では、変速時のギア係合を、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度を同期させた状態で行っている。そのため、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度を同期させるためのシンクロ機構を特に持たせずとも、ギア対の連結／切離しを円滑に行うことができる。またそのため、ドッグクラッチ１６を低い油圧で駆動でき、比較的小型・小容量のオイルポンプでも変速装置を動作させることが可能である。
【００７２】
（３）本実施形態では、ドッグクラッチ７０により変速機入力軸５３と５速ギア対６７とを係合して、遊星ギア５８のリングギア５８ｃと変速入力軸５３とを一体回転可能に連結することができる。これにより、１速〜４速間の変速中の動力伝達の維持に用いられる５速ギア対６７を、変速用のギア対として使用可能となり、ギア対を追加することなく設定可能な変速段を増やすことができる。
【００７３】
（４）本実施形態では、ドッグクラッチ７２により、Ｍ／Ｇ６０の回転を係止することができる。これにより、遊星ギア５８での回転速度変換を利用して更なる変速比の設定が可能となり、ギア対を追加することなく設定可能な変速段を増やすことができる。
【００７４】
（５）本実施形態では、車両走行中に、Ｍ／Ｇ６０を力行運転や回生運転させることで、トルクアシストや回生発電が実施可能であり、車両の運転効率を向上して燃費性能を高めることができる。
【００７５】
（６）本実施形態では、Ｍ／Ｇ６０による車両停車状態でのクリープ力の発生、及びＭ／Ｇ６０のトルクアシストによる発進中の動力補助が可能であり、車両の発進が円滑に行える。またそれにより、発進クラッチ５２の制御を容易としたり、その耐久性を向上したりすることもできる。
【００７６】
（７）本実施形態では、Ｍ／Ｇ６０による内燃機関５０の始動が可能であり、格別のスタータモータが不要となる。
（第３実施形態）
続いて、本発明を具体化した第３実施形態について、第２実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７７】
本実施形態は、第２実施形態の平行軸式歯車変速装置における遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの連結対象を一部変更したものである。本実施形態では、遊星ギア５８のリングギア５８ｃが変速機入力軸５３に接続され、プラネタリキャリア５８ｂがギア対６７に接続されている。
【００７８】
本実施形態の変速装置でも、Ｄレンジの１速〜４速の変速段の設定は、第２実施形態と同様に行われる。またそれら１速〜４速間の変速も、第２実施形態と同様の態様で行われている。
【００７９】
また本実施形態においても、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックすること、及びＭ／Ｇ６０及びそれに連結されたサンギア６２の回転を係止すること、によって更なる２つの変速段の設定が可能である。なお、本実施形態では、ドッグクラッチ７０により、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結することで、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃが一体回転可能にロックされる。
【００８０】
ただし、上述のようにこの遊星ギア５８は、サンギア６２の回転を係止した状態でプラネタリキャリア５８ｂ及びリングギア５８ｃを回転させると、プラネタリキャリア５８ｂの回転速度よりもサンギア５８ａの回転速度が高くなるように遊星ギア５８が構成されている。そのため、本実施形態では、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックしたときに得られる変速比が、Ｍ／Ｇ６０及びサンギア６２の回転を係止したときに得られる変速比よりも小さくなる。そこで、本実施形態では、シフトアクチュエータＳ５によりＭ／Ｇ６０及びサンギア６２の回転を係止することで５速の設定を行い、シフトアクチュエータＳ３により遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックすることで６速の設定を行うようにしている。
【００８１】
ちなみに、こうした本実施形態において、第２実施形態と同じ変速特性を得るには、ギア対６７のギア比を第２実施形態のものよりも小さくする必要がある。
また、こうした変速段の設定態様の違い応じて、４速〜６速間の変速態様も、次の通りに変更される。
【００８２】
＜１＞  ４速、５速間の変速
４速から５速への変速は、次のように行われる。
まず、Ｍ／Ｇ６０の回生運転、或いは力行運転により、内燃機関５０のトルク反力をＭ／Ｇ６０に吸収させて、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を４速ギア対６４からギア対６７に移し替えて、４速ギア対６４を変速機入力軸５３から切り離す。次にＭ／Ｇ６０の回転速度を徐々に減速するようにＭ／Ｇ６０の回転速度を制御して、Ｍ／Ｇ６０の回転速度がゼロとなった時点でシフトアクチュエータＳ５により、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定することで、４速から５速への変速が完了する。
【００８３】
また５速から４速への変速は、次のように行われる。
まずアクチュエータＳ５によるＭ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除した後、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比が４速ギア対６４のギア比に応じた回転速度比となるようにＭ／Ｇ６０の回転速度制御を行い、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度を同期させる。そして、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度が同期した時点で、シフトアクチュエータＳ２により、４速ギア対６４を変速機入力軸５３に連結する。その後、Ｍ／Ｇ６０の運転を除減していき、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路をギア対６７から４速ギア対６４に移し替えることで、５速から４速への変速が完了する。
【００８４】
＜２＞  ５速、６速間の変速
本実施形態における５速、６速間の変速は、第２実施形態における変速プロセスを逆に行うことによって行われる。すなわち本実施形態での５速から６速への変速は、第２実施形態での６速から５速への変速と同様のプロセスにより行われ、６速から５速への変速は、第２実施形態での５速から６速への変速と同様のプロセスにより行われる。
【００８５】
こうした本実施形態でも、第２実施形態と同様、或いはそれに準じた効果を奏することができる。
（第４実施形態）
続いて、本発明を具体化した第４実施形態について、第２実施形態及び第３実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８６】
図９は、本実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構造を示すスケルトン図である。
同図９に示すように、本実施形態の変速装置においても、内燃機関５０の出力は、発進クラッチ５２を介して変速機入力軸５３に伝達され、更に変速機出力軸５４からファイナルギア５５及びディファレンシャルギア５６を介して駆動輪軸（アクスルシャフト）５７へと伝えられる。また、この変速装置にも、遊星ギア５８が備えられ、そのサンギア５８ａにＭ／Ｇ６０が、そのプラネタリキャリア５８ｂに変速機入力軸５３がそれぞれ接続されている。
【００８７】
この変速装置では、変速機入・出力軸５３，５４間に、１速ギア対１００、４速ギア対１０１及び後進ギア対１０２が介設されている。また遊星ギア５８のリングギア５８ｃは、２速ギア対１０４及び５速ギア対１０５の２つのギア対を介して変速機出力軸５４と連結可能となっている。後進ギア対１０２以外のギア対のギア比は、１速ギア対１００→２速ギア対１０４→４速ギア対１０１→５速ギア対１０２の順に、小さいギア比が設定されている。
【００８８】
この変速装置においても、電子制御装置８０（図７参照）により駆動制御される油圧式のシフトアクチュエータＳ１１〜Ｓ１４によってギア列の組替えが行われるようになっている。
【００８９】
シフトアクチュエータＳ１１は、ドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１と変速機入力軸５３との連結／切離しを行う。またシフトアクチュエータＳ１１は、後進用ピニオンギア１０３を駆動して、同ギア１０３の後進ギア対１０２間への連結、及びその切離しも行う。
【００９０】
シフトアクチュエータＳ１２は、ドッグクラッチ１０７を駆動して、変速機入力軸５３と１速ギア対１００との連結／切離しを行う。また同アクチュエータＳ１２は、同クラッチ１０７の駆動により、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとの連結／切離しも行う。
【００９１】
シフトアクチュエータＳ１３は、ドッグクラッチ１０８を駆動して、２速ギア対１０４及び５速ギア対１０５のそれぞれについて、変速機出力軸５４との連結／切離しを行う。更にシフトアクチュエータＳ１４は、ドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定、及びその解除を行う。
【００９２】
電子制御装置８０は、シフトレバーの操作位置（シフト位置）の設定、及びＤレンジ時の変速段の設定に応じて、図１０に示される態様でシフトアクチュエータＳ１１〜Ｓ１４を制御する。
【００９３】
＜パーキング（Ｐ）レンジ＞
シフト位置がＰレンジに設定されているときには、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、変速機入力軸５３とリングギア５８ｃとを連結し、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックする。その他のドッグクラッチ１０６，１０８，１０９については、開放した状態、すなわちいずれの要素についても係合を行わない状態としておき、変速機入・出力軸５３，５４間の動力伝達を遮断する。また図示しないパーキングロックを作動して、変速機出力軸５４の回転を係止する。ここで発進クラッチ５２により変速機入力軸５３と機関出力軸５１とを接続すれば、Ｍ／Ｇ６０の回転軸と機関出力軸５１とが一体回転するようになり、Ｍ／Ｇ６０の駆動による内燃機関５０の始動が可能となる。
【００９４】
＜ニュートラル（Ｎ）レンジ＞
シフト位置がＮレンジに設定されているときには、パーキングロックを作動させないこと以外は、Ｐレンジ時と同様の状態とされる。
【００９５】
＜リバース（Ｒ）レンジ＞
シフト位置がＲレンジに設定されているときには、シフトアクチュエータＳ１１により、後進用ピニオンギア１０３を後進ギア対１０２に連結させる。またシフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結し、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを変速機入力軸５３と一体回転可能にロックする。
【００９６】
＜ドライブ（Ｄ）レンジ＞
シフト位置がＤレンジに設定されているときには、電子制御装置８０は、車速等の車両の運転状況に応じて、最適な変速比が得られるように、１速〜６速の間で変速段の自動変速を実施する。各変速段の設定は、以下のように行われる。
【００９７】
１速の設定は、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、１速ギア対１００を変速機入力軸５３に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、２速ギア対１０４を変速機出力軸５４に連結することで行われる。このときの変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比は、１速ギア対１００のギア比に応じた回転速度比となる。なお、このときには、上記両ギア対１００，１０４の係合により遊星ギア５８の各要素の回転速度比が固定されるため、Ｍ／Ｇ６０を力行駆動することで、駆動輪に伝達される駆動力を増強するトルクアシストの実施が可能である。またＭ／Ｇ６０を回生運転すれば、変速機入・出力軸５３，５４間に伝達されるトルクの一部を利用して発電を行うことができる。
【００９８】
２速の設定は、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、２速ギア対１０４を変速機出力軸５４に連結することで行われる。これにより、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比は、２速ギア対１０４のギア比に応じた回転速度比となる。このとき、Ｍ／Ｇ６０の回転軸は、変速機入力軸５３に一体回転可能に固定されているため、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシスト及び発電の実施が可能である。
【００９９】
３速の設定は、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、２速ギア対１０４を変速機出力軸５４に係合するとともに、シフトアクチュエータＳ１４によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸及びサンギア５８ａの回転を固定することで行われる。本実施形態では、サンギア５８ａを固定した状態でプラネタリキャリア５８ｂ及びリングギア５８ｃを回転させると、プラネタリキャリア５８ｂの回転速度よりもリングギア５８ｃの回転速度が高くなるように遊星ギア５８が構成されている。このため、こうした設定により、２速設定時よりも小さい変速比が得られるようになる。
【０１００】
４速の設定は、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１を変速機入力軸５３に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、５速ギア対１０５を変速機出力軸５４に連結することで行われる。このときの変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比は、４速ギア対１０１のギア比に応じた回転速度比となる。このときにも、１速設定時と同様にして、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシスト及び発電を行うことができる。
【０１０１】
５速の設定は、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、５速ギア対１０５を変速機出力軸５４に連結することで行われる。これにより、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比は、５速ギア対１０５のギア比に応じた回転速度比となる。このときは、２速設定時と同様にして、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシスト及び発電の実施が可能である。
【０１０２】
６速の設定は、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、５速ギア対１０５を変速機出力軸５４に連結するとともに、シフトアクチュエータＳ１４によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定してサンギア５８ａの回転を係止することで行われる。本実施形態では、上述した遊星ギア５８の構成のため、こうした設定によって、５速設定時よりも小さい変速比が得られる。
【０１０３】
次にこうした本変速装置におけるＤレンジでの変速動作を説明する。
＜１＞  １速、２速間、及び４速、５速間の変速
本実施形態では、１速から２速への変速は、次のように行われる。
【０１０４】
まず内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転、或いは力行運転させることで、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、１速ギア対１００を通じた経路から遊星ギア５８及び２速ギア対１０４を通じた経路に移し替える。これにより、１速ギア対１００が単に連れ回りするだけの状態となった時点で、アクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、１速ギア対１００を変速機入力軸５３から切り離す。
【０１０５】
次に、変速機入力軸５３とＭ／Ｇ６０の回転速度が一致するようにＭ／Ｇ６０の回転速度制御を行う。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度が一致したところで、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結させる。これにより１速から２速への変速が完了する。
【０１０６】
一方、２速から１速への変速は、次の通りとなる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃと変速機入力軸５３の係合を切り離す。次に、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比が、１速ギア対１００のギア比に応じた回転速度比となるように、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を制御する。そして、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度が同期された時点で、シフトアクチュエータＳ１２により１速ギア対１００を変速機入力軸５３に連結する。これにより、２速から１速への変速が完了する。
【０１０７】
なお、４速、５速間の変速については、連結／切離しの対象となるギア対が４速ギア対１０１となり、その連結／切離しを、シフトアクチュエータＳ１１によるドッグクラッチ１０６の駆動により行うこと以外は、１速、２速間の変速と同様に行われる。
【０１０８】
＜２＞  ２速、３速間、及び５速、６速間の変速
本実施形態では、２速から３速への変速は、次のように行われる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３から切り離す。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、Ｍ／Ｇ６０の回転速度がゼロとする。そしてＭ／Ｇ６０の回転速度がゼロとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定する。これにより、２速から３速への変速が完了する。
【０１０９】
一方、３速から２速への変速は、次のように行われる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除する。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を上昇して、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を変速機入力軸５３の回転速度と一致させる。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度が一致するようになった時点で、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、リングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結する。これにより、３速から２速への変速が完了する。
【０１１０】
なお、５速、６速間の変速についても、２速、３速間の変速と同様に行われる。
＜３＞  ３速、４速間の変速
本実施形態では、３速から４速への変速は、次のように行われる。
【０１１１】
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１４によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除する。次に、変速入力軸５３の回転方向の逆方向にＭ／Ｇ６０を力行運転して、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を下げていき、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比を４速ギア対１０１のギア比に応じた回転速度比とする。これにより、両軸５３，５４の回転速度が同期された時点で、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１を変速機入力軸５３に連結する。
【０１１２】
その後、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、変速機出力軸５４に連結されるギア対を２速ギア対１０４から５速ギア対１０５に切り替える。以上により、３速から４速への変速が完了する。
【０１１３】
一方、４速から３速への変速は、次のように行われる。
まず、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、変速機出力軸５４に係合されるギア対を５速ギア対１０５から２速ギア対１０４に切り替える。次に、内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転、或いは力行運転して、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、４速ギア対１０１を通じた経路から遊星ギア５８及び２速ギア対１０５を通じた経路に移し替える。これにより４速ギア対１０１が単に連れ回りするだけとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１を変速機入力軸５３から切り離す。
【０１１４】
続いて、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を下げていき、その回転速度がゼロとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定する。これにより、４速から３速への変速が完了する。
【０１１５】
以上が本実施形態の変速装置における変速動作の詳細である。
ちなみに、本実施形態でも、第２実施形態と同様に、トルクアシストや回生発電、内燃機関５０の始動等のＭ／Ｇ６０を変速以外の用途に利用することができる。また、第２実施形態と同様の車両発進制御の実施を行うこともできる。
【０１１６】
なお、上述した第２及び第３実施形態の平行軸式歯車変速装置を採用する車両では、変速比の設定範囲を広くした場合に、低変速段において、内燃機関５０の性能を十分に発揮することが困難となることがある。ここでは、第３実施形態と同様に構成された平行軸式歯車変速装置の適用された車両を例に、その理由を説明する。
【０１１７】
第３実施形態の変速装置では、Ｄレンジの１速〜４速の設定時には、Ｍ／Ｇ６０の回転速度Ｎｍｇは、次の数式に示される通りとなる。
Ｎｍｇ＝ＮＥ・γｎ／γ６
ここで、
「ＮＥ」：内燃機関５０の回転速度（＝変速機入力軸５３の回転速度）、
「γｎ」：そのとき設定されている変速段に対応したギア対（１速ギア対６１〜４速ギア対６４のいずれか）のギア比、
「γ６」：プラネタリキャリア５８ｂに連結されたギア対６７のギア比、
をそれぞれ示している。
【０１１８】
上記数式から明らかなように、Ｍ／Ｇ６０と内燃機関５０との回転速度の比（Ｎｍｇ／ＮＥ）は、そのとき設定されている変速段に対応したギア対と、ギア対６７とのギア比の差が大きくなるほど大きくなる。
【０１１９】
一方、Ｍ／Ｇ６０及び内燃機関５０には、使用可能な回転速度に上限がある。車両の加速性能を高めるには、車両の加速時に、各変速段において内燃機関５０の回転速度がその上限に達した時点で、次の変速段への変速を行うことが望ましい。
【０１２０】
ところが上記のように、低速の変速段では、内燃機関５０に対するＭ／Ｇ６０の回転速度比が大きいため、内燃機関５０の回転速度がその上限に達する前にＭ／Ｇ６０の回転速度がその上限に達してしまうことがある。特に、高車速に対応すべく、６速ギアとして用いられるギア対６７のギア比を小さく設定した場合には、そうした傾向が更に助長される。
【０１２１】
図１１は、第３実施形態の変速装置の適用例において、内燃機関５０の回転速度の上限を６０００ｒｐｍ、Ｍ／Ｇ６０の回転速度の上限を１００００ｒｐｍとしたときの、車速に対応する変速機出力軸５４の回転速度（車速に対応）に対しての内燃機関５０及びＭ／Ｇ６０の推移を示している。同図１１の例では、１速及び２速時には、内燃機関５０よりも先にＭ／Ｇ６０が回転速度の上限に達してしまっている。そのため、１速及び２速時には、使用可能な内燃機関５０の回転速度域が制限されてしまい、その性能を十分に発揮できなくなっている。
【０１２２】
その点、本実施形態の変速装置では、リングギア５８ｃと変速機出力軸５４との間にギア比の異なる２つのギア対１０４，１０５が介設されており、低速の変速段と高速の変速段とでは、リングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結するギア対を切り替えている。そのため、変速比の設定範囲を広く確保しながらも、低速の変速段においてもＭ／Ｇ６０の回転速度を低く抑えて、上記問題を容易に回避することができる。
【０１２３】
以上の本実施形態によれば、上記（１）〜（７）に記載の効果と同様、或いはそれに準じた効果を奏することができる。また更に、それに加えて以下の効果を奏することができる。
【０１２４】
（８）本実施形態では、遊星ギア５８のリングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結するギア対を、ギア比の異なる２つのギア対１０４，１０５のうちから選択可能に構成されている。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度の変化範囲の拡大を抑えることができ、変速比の設定範囲の更なる拡大が許容されるようになる。
【０１２５】
（９）本実施形態では、２速ギア対１０４及び５速ギア対１０５の係合時のそれぞれについて、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃを一体回転可能にロックすること、及びＭ／Ｇ６０の回転軸を固定することで、各２速の変速段を設定することができる。これにより、より少ないギア対でより多くの変速段の設定が可能となり、変速装置の大型化を抑えつつ、変速段を増やすことができる。
【０１２６】
なお、本実施形態の変速装置では、１速及び４速の設定時に、リングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを、２速ギア対１０４で連結しても、５速ギア対１０５で連結しても、変速比は同じである。そこで、１速の設定時に、５速ギア対１０５を通じてリングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結する、或いは４速の設定時に、２速ギア対１０４を通じて５速ギア対１０５を通じてリングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結するように、変速態様を変更することもできる。
【０１２７】
こうしてリングギア５８ｃと変速機出力軸５４とを連結するギア対を変更した場合、変速比は変わらないものの、変速機入力軸５３に対するサンギア５８ａ及びＭ／Ｇ６０の回転速度比が変化し、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシストや発電の効果が変化する。
【０１２８】
例えばギア比のより小さい５速ギア対１０５を連結した場合、Ｍ／Ｇ６０はより高速で回転されることとなる。そのため、より効果的に回生発電を行うことができるようになり、ひいては車両の燃費性能を向上できる。一方、ギア比のより大きい２速ギア対１０４を連結させた場合、内燃機関５０とＭ／Ｇ６０との回転速度差がより小さくなるため、より効果的にトルクアシストを行い、車両の動力性能を向上できる。
【０１２９】
そこで、動力性能を重視する場合には、１速／４速の設定時に２速ギア対１０４を連結するようにし、燃費性能を重視する場合には（回生発電の効率を高めれば、燃費性能を向上することができる）、１速／４速の設定時に５速ギア対１０５を連結するように、状況に応じてそれらギア対１０４，１０５を使い分けるようにしても良い。そうしたギア対の選択は、例えば、運転者による車両の走行モードの設定や、車両の走行状況などに応じて行うことができる。
【０１３０】
（第５実施形態）
続いて、本発明を具体化した第５実施形態について、第４実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１３１】
本実施形態は、第４実施形態の平行軸式歯車変速装置における遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの連結対象を一部変更したもので、遊星ギア５８のリングギア５８ｃが変速機入力軸５３に接続され、プラネタリキャリア５８ｂがギア対１０４，１０５に接続されている。また遊星ギア５８のロックは、ドッグクラッチ１０７により、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結することで行われるようになっている。
【０１３２】
この変速装置では、第４実施形態と遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの歯数が同じであるため、第４実施形態での２速／５速の設定時よりも、同実施形態での３速／６速の設定時の方が、変速機入・出力軸５３，５４の減速比が大きくなる。このため、本実施形態の各変速段の設定は、第４実施形態の２速／５速の設定と３速／６速の設定とを入れ替えたものとなる。
【０１３３】
そして、こうした変速段の設定態様の違い応じて、本実施形態でのＤレンジ時の変速動作は、以下の通りとなる。
＜１＞  １速、２速間、及び４速、５速間の変速
本実施形態では、１速から２速の変速は、次の手順で行われる。
【０１３４】
まず、内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転して、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、１速ギア対１００を通じた経路から遊星ギア５８及び２速ギア対１０４を通じた経路に移し替える。これにより、１速ギア対１００が単に連れ回りするだけの状態となった時点で、アクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、１速ギア対１００を変速機入力軸５３から切り離す。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を下げていき、その回転速度がゼロとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定する。これにより、１速から２速への変速が完了する。
【０１３５】
一方、２速から１速への変速は、次のように行われる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除する。次に、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比が、１速ギア対１００のギア比に応じた回転速度比となるように、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を制御する。そして、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度が同期された時点で、シフトアクチュエータＳ１２により１速ギア対１００を変速機入力軸５３に連結する。これにより、２速から１速への変速が完了する。
【０１３６】
なお、４速、５速間の変速については、係合／切離しの対象となるギア対が４速ギア対１０１となり、その係合／切離しを、シフトアクチュエータＳ１１によるドッグクラッチ１０６の駆動により行うこと以外は、１速、２速間の変速と同様に行われる。
【０１３７】
＜２＞  ２速、３速間、及び５速、６速間の変速
本実施形態では、２速から３速への変速は、次のように行われる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸の固定を解除する。次に、変速機入力軸５３とＭ／Ｇ６０の回転速度が一致するようにＭ／Ｇ６０の回転速度制御を行う。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度が一致したところで、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結させるることで、２速から３速への変速が完了する。
【０１３８】
一方、３速から２速への変速は、次の通りとなる。
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３から切り離す。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、Ｍ／Ｇ６０の回転速度を下げていき、その回転速度がゼロとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１０９によりドッグクラッチ１０９を駆動して、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定する。これにより、１速から２速への変速が完了する。これにより、３速から２速への変速が完了する。
【０１３９】
なお、５速、６速間の変速についても、２速、３速間の変速と同様の態様で行われる。
＜３＞  ３速、４速間の変速
本実施形態では、３速から４速への変速は、次のように行われる。
【０１４０】
まず、内燃機関５０のトルク反力を受けるようにＭ／Ｇ６０を駆動した後、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３から切り離す。次に、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御により、変速機入・出力軸５３，５４の回転速度比を４速ギア対１０１のギア比に応じた回転速度比とする。これにより、両軸５３，５４の回転速度が同期された時点で、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して４速ギア対１０１を変速機入力軸５３に連結する。その後、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、変速機出力軸５４に連結されるギア対を２速ギア対１０４から５速ギア対１０５に切り替える。以上により、３速から４速への変速が完了する。
【０１４１】
一方、４速から３速への変速は、次のように行われる。
まず、シフトアクチュエータＳ１３によりドッグクラッチ１０８を駆動して、変速機出力軸５４に連結されるギア対を５速ギア対１０５から２速ギア対１０４に切り替える。次に、内燃機関５０のトルク反力を吸収するようにＭ／Ｇ６０を回生運転して、変速機入・出力軸５３，５４間のトルク伝達経路を、４速ギア対１０１を通じた経路から遊星ギア５８及び２速ギア対１０５を通じた経路に移し替える。これにより４速ギア対１０１が単に連れ回りするだけとなった時点で、シフトアクチュエータＳ１１によりドッグクラッチ１０６を駆動して、４速ギア対１０１を変速機入力軸５３から切り離す。
【０１４２】
続いて、Ｍ／Ｇ６０の回転速度と変速機入力軸５３の回転速度とを一致させるように、Ｍ／Ｇ６０の回転速度制御を実施する。これにより、遊星ギア５８の各要素５８ａ〜５８ｃの回転速度が一致したところで、シフトアクチュエータＳ１２によりドッグクラッチ１０７を駆動して、プラネタリキャリア５８ｂを変速機入力軸５３に連結させるることで、４速から３速への変速が完了する。
【０１４３】
こうした本実施形態は、第４実施形態と同様、或いはそれに準じた効果を奏することができる。
また本実施形態においても、第４実施形態と同様に、１速の設定時に変速機出力軸５４に連結されるギア対を５速ギア１０５としたり、４速の設定時に変速機出力軸５４に連結されるギア対を２速ギア１０４としたりするようにしても良い。また、１速／４速の設定時に変速機出力軸５４に連結されるギア対を、状況に応じて使い分けるようにしても良い。
【０１４４】
（その他の実施形態）
以上説明した各実施形態は次のように変更することもできる。
・第２〜第５実施形態では、プラネタリキャリア５８ｂ又はリングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結して遊星ギア５８の各要素をロックすること、Ｍ／Ｇ６０の回転軸を固定すること、のそれぞれによって各変速段を設定するようにしている。そうした変速段の設定のいずれか一方又は双方を行わないようにしても良い。その場合、プラネタリキャリア５８ｂ又はリングギア５８ｃを変速機入力軸５３に連結する機構、或いはＭ／Ｇ６０の回転軸を固定する機構を省略することができる。
【０１４５】
・第２〜第５実施形態では、Ｍ／Ｇ６０によるトルクアシストや回生発電、内燃機関５０の始動などを行っているが、そうしたＭ／Ｇ６０の制御の採用の有無は任意である。また第２〜第５実施形態での車両発進時の制御の採用の有無についても任意である。
【０１４６】
・上記各実施形態では、ギア対の連結／切離しをシンクロ機構の無いドッグクラッチで行っているが、シンクロ機構を備える同期連結機構等の任意の連結機構を採用することができる。また第２〜第５実施形態では、変速機入力軸５３とプラネタリキャリア５８ｂ又はリングギア５８ｃの連結／切離し、或いはＭ／Ｇ６０の回転軸（サンギア５８ａ）の固定についてもドッグクラッチで行っているが、そうした連結機構についても任意の連結機構を採用が可能である。
【０１４７】
・上記各実施形態での各ギア対の配列の順序やその数等は任意に変更することができる。またギア対の数を変更して設定可能な変速段の数を増減することができる。
【０１４８】
・３つの要素を有して、そのうちの２つの要素の回転速度差に応じて残る要素を差動回転可能なものであれば、任意の差動機を遊星ギアの替わりとして採用しても良い。
【０１４９】
・本発明の平行軸式歯車変速装置は、車両以外に用いられる変速装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構成を示す模式図。
【図２】同変速装置の遊星ギアの構成を示す模式図。
【図３】同変速装置についてその変速時の作動態様を示す模式図。
【図４】同変速装置についてその変速時の作動態様を示す模式図。
【図５】同変速装置についてその変速時の作動態様を示す模式図。
【図６】第２実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構成を示す模式図。
【図７】同変速装置の制御系の構成を示す模式図。
【図８】同実施形態のシフトアクチュエータの動作態様を示す図。
【図９】第４実施形態の平行軸式歯車変速装置の全体構成を示す模式図。
【図１０】同実施形態のシフトアクチュエータシフトの動作態様を示す図。
【図１１】第２実施形態の変速装置での内燃機関、Ｍ／Ｇ及び駆動輪の各回転速度の関係を示すグラフ。
【図１２】従来の平行軸式歯車変速装置の全体構成を示す模式図。
【符号の説明】
１０，５３…変速機入力軸、１１，５４…変速機出力軸、１２，１３…１速ギア対、１４，１５…２速ギア対、１６，６８〜７２，１０６〜１０９…ドッグクラッチ、Ｓ１〜Ｓ５，Ｓ１１〜Ｓ１４…シフトアクチュエータ、１７，５８…遊星ギア（差動機）、１８，５８ａ…サンギア、１９，５８ｂ…プラネタリキャリア、２０，５８ｃ…リングギア、２１，６０…モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ：回転電気機）、５２…発進クラッチ、５３ａ…潤滑ポンプ、６１〜６５，６７，１００〜１０２，１０４，１０５…ギア対、６６，１０３…後進ピニオン、８０…電子制御装置。
【図１】
0004644995.tif 000002
【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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【図７】
0004644995.tif 000008
【図８】
0004644995.tif 000009
【図９】
0004644995.tif 000010
【図１０】
0004644995.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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