(57)【要約】【課題】複合遊星歯車装置によりエンジンと車輪駆動軸の間の変速を行なうとき共線図上のエンジン回転数と出力軸回転数の座標軸の間の距離が大きく影響されることに着目し、これを有効に利用して車輌の低速走行時と高速走行時の両方によりよく適合した変速装置を提供する。【解決手段】２つの遊星歯車装置が組み合わされて４つの回転部を有する複合遊星歯車装置の２つの回転部の間に、回転出力部材をクラッチにより切り替えて連結し、エンジン回転数に対する車速の変速範囲の大きさが異なる２つの作動モードを有する変速装置とする。【選択図】図１
2007223487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれがサンギヤ、リングギヤ、キャリアなる３つの回転要素を備えた第一および第二の遊星歯車装置の一方に於ける２つの回転要素のそれぞれが他方に於ける２つの回転要素のそれぞれに個別に連結される要領にて組み合わされることにより相対的回転数が４本の平行な回転数座標軸よりなる共線図により関連づけられる４種類の回転部を備えた複合遊星歯車装置と、回転出力部材と、クラッチとを有し、前記回転出力部材が前記クラッチにより前記回転数座標軸の一つに対応する回転部に連結された第一の作動モードと前記回転出力部材が前記クラッチにより前記回転数座標軸の他の一つに対応する回転部に連結された第二の作動モードとの間に切り替えられるようになっていることを特徴とする変速装置。
【請求項２】
前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のサンギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のサンギヤに連結されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のリングギヤと前記第二の遊星歯車装置のキャリアの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第二の遊星歯車装置のリングギヤに連結されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の変速装置。
【請求項４】
前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびサンギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のサンギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のリングギヤに連結されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の変速装置。
【請求項５】
前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のリングギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のリングギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のサンギヤに連結されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の変速装置。
【請求項６】
前記第一および第二の遊星歯車装置の３つの回転要素の全ての回転数を互いに等しくして前記第一の作動モードと前記第二の作動モードの間の切替えを行なう制御手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の変速装置。
【請求項７】
前記制御手段は前記回転出力部材の回転数が所定の上限値に達するまでは前記第一の作動モードとし、前記回転出力部材の回転数が前記上限値を越えたとき前記第二の作動モードとするよう作動モードを制御するようになっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の変速装置。
【請求項８】
前記制御手段は前記第二の作動モードに於いて前記回転出力部材の回転数が前記上限値より低い所定の下限値以下に低下したとき作動モードを前記第一の作動モードに戻すよう作動モードを制御するようになっていることを特徴とする請求項７に記載の変速装置。
【請求項９】
更に回転入力部材と他の一つのクラッチとを有し、前記回転出力部材が前記回転数座標軸の一つに対応する回転部と他の一つに対応する回転部との間に連結を切り替えられるとき、前記回転出力部材の連結切替えと相反的に前記回転入力部材が前記他の一つのクラッチにより当該２つの回転部の間に切り替えて連結されるようになっていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の変速装置。
【請求項１０】
前記の共線図に於ける４本の回転数座標軸を一方の端から他方の端へ向けて第一座標軸、第二座標軸、第三座標軸、第四座標軸とするとき、前記第一座標軸に対応する回転部は少なくとも発電機として作動する第一の電気装置に連結され、前記第二座標軸に対応する回転部はエンジンに連結され、前記回転入力部材は少なくとも電動機として作動する第二の電気装置に連結され、前記回転出力部材により車輌を駆動するようになっていることを特徴とする請求項９に記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速装置に係り、特に複合遊星歯車装置を用いた変速装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
２つの遊星歯車機構を備え、その第一の遊星歯車機構の何れか２つの回転要素のそれぞれを第二の遊星歯車機構の何れか２つの回転要素のそれぞれと個別に直接連結し、こうした連結により４つとなった回転部をそれぞれ別々に第一のモータ、第二のモータ、エンジンのいずれかに直接接続し、残る一つの回転要素を駆動出力部とすることが下記の特許文献１に記載されている。また下記の特許文献２には、共線図上に配置される回転メンバとして４個の回転メンバを有し、これら回転メンバのうち２個のメンバの回転状態を決定すると他のメンバの回転状態が決まる２自由度の差動装置を具え、前記回転メンバにそれぞれ主動力源からの入力、駆動系への出力、および２個のモータ／ジェネレータを結合したハイブリッド変速機に於いて、前記モータ／ジェネレータの一方と、該一方のモータ／ジェネレータを結合すべき回転メンバとの間をサンギヤ、リングギヤおよびキャリアよりなる遊星歯車組を介して結合し、該遊星歯車組を２要素の結合により直結状態にする直結クラッチと、１要素の固定により前記一方のモータ／ジェネレータから対応する回転メンバへトルクが増大下に伝達されるようにする制御手段を設けることを特徴とするハイブリッド変速機が記載されている。
【特許文献１】特開２００２-２７１６０７
【特許文献２】特開２００２-２３９２７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
自動車等の車輌に於いては、車輪の回転数は車輌の運行状況に応じて０から高い値まで大幅に変化するが、これを駆動するエンジンの回転数は、その作動効率の点からあまり大きく変えられないのが望ましい。そこでエンジンにより車輌を駆動するには変速比可変の変速装置が必要となるが、特に近年車輌をエンジンと電動機の組合せにより駆動するハイブリッド式の車輌駆動に於いては、２個の遊星歯車装置のそれぞれの２つの回転要素を互いに連結し、相互に関連を保って回転する４個の回転部を有する複合遊星歯車装置を用い、それらの回転部の一つにエンジンを連結し、他の２つに電動発電機（モータ／ジェネレータ）を連結し、これら２つの電動発電機の回転数を変えることにより、出力軸として車輪を駆動する残る一つの回転部の回転数とエンジンの回転数との間に必要な変速を達成することが行われている。
【０００４】
２個の遊星歯車装置のそれぞれの２つの回転要素を互いに連結して４つの回転部を有するように構成された複合遊星歯車装置のこれら４つの回転部のそれぞれの回転数は、４本の平行な回転数座標軸よりなる共線図の４本の座標軸を横切って任意に一本の直線を描くことにより、この直線と交わる各座標軸の座標値として関連づけられる。従って、その一つの座標軸がエンジンに対応し、他の一つの座標軸が出力部材に対応しているとき、該一本の直線が４本の平行な座標軸に対してなす角度によって、エンジンの回転数と出力部材の回転数の間の大小関係が変化し、それがエンジンと車輪駆動軸の間の変速比を示す。この場合、エンジン回転数と車輪駆動軸回転数の間の差は、前記一本の直線が座標軸に対しなす角度が９０度から変化するにつれて、その変化にほぼ比例（より正確にはその変化の正切（tan）に比例）して増大するが、更にその差の値を支配するのは、エンジン回転数を表す座標軸と出力軸回転数を表す座標軸の間の距離である。この距離が小さいときには、前記一本の直線が大きく傾いてもエンジン回転数と出力軸回転数とはさほど大きくは異ならず、逆にこの距離が大きければ、前記一本の直線が少し傾いてもエンジン回転数と出力軸回転数の間には大きな差が生ずる。
【０００５】
本発明は、上記の如く複合遊星歯車装置によりエンジンと車輪駆動軸の間の変速を行なおうとすれば、その変速比はエンジン回転数と出力軸回転数のそれぞれに対応する共線図上の座標軸の間の距離により大きく影響されることに着目し、これを有効に利用することにより車輌の低速走行と高速走行の両方によりよく適合した変速装置と提供すること課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、それぞれがサンギヤ、リングギヤ、キャリアなる３つの回転要素を備えた第一および第二の遊星歯車装置の一方に於ける２つの回転要素のそれぞれが他方に於ける２つの回転要素のそれぞれに個別に連結される要領にて組み合わされることにより相対的回転数が４本の平行な回転数座標軸よりなる共線図により関連づけられる４種類の回転部を備えた複合遊星歯車装置と、回転出力部材と、クラッチとを有し、前記回転出力部材が前記クラッチにより前記回転数座標軸の一つに対応する回転部に連結された第一の作動モードと前記回転出力部材が前記クラッチにより前記回転数座標軸の他の一つに対応する回転部に連結された第二の作動モードとの間に切り替えられるようになっていることを特徴とする変速装置を提案するものである。
【０００７】
上記の如き変速装置は、一つの実施の形態として、前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のサンギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のサンギヤに連結されるようになっていてよい。
【０００８】
上記の如き変速装置は、他の一つの実施の形態として、前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のリングギヤと前記第二の遊星歯車装置のキャリアの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第二の遊星歯車装置のリングギヤに連結されるようになっていてよい。
【０００９】
上記の如き変速装置は、更に他の一つの実施の形態として、前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびサンギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のサンギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のリングギヤに連結されるようになっていてよい。
【００１０】
上記の如き変速装置は、更に他の一つの実施の形態として、前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のリングギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のリングギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のサンギヤに連結されるようになっていてよい。
【００１１】
また、上記の如き変速装置は、前記第一および第二の遊星歯車装置の３つの回転要素の全ての回転数を互いに等しくして前記第一の作動モードと前記第二の作動モードの間の切替えを行なう制御手段を有していてよい。
【００１２】
前記制御手段は前記回転出力部材の回転数が所定の上限値に達するまでは前記第一の作動モードとし、前記回転出力部材の回転数が前記上限値を越えたとき前記第二の作動モードとするよう作動モードを制御するようになっていてよい。
【００１３】
また前記制御手段は前記第二の作動モードに於いて前記回転出力部材の回転数が前記上限値より低い所定の下限値以下に低下したとき作動モードを前記第一の作動モードに戻すよう作動モードを制御するようになっていてよい。
【００１４】
また上記の如き変速装置は、更に回転入力部材と他の一つのクラッチとを有し、前記回転出力部材が前記回転数座標軸の一つに対応する回転部と他の一つに対応する回転部との間に連結を切り替えられるとき、前記回転出力部材の連結切替えと相反的に前記回転入力部材が前記他の一つのクラッチにより当該２つの回転部の間に切り替えて連結されるようになっていてよい。
【００１５】
更に上記の如き変速装置は、前記の共線図に於ける４本の回転数座標軸を一方の端から他方の端へ向けて第一座標軸、第二座標軸、第三座標軸、第四座標軸とするとき、前記第一座標軸に対応する回転部は少なくとも発電機として作動する第一の電気装置に連結され、前記第二座標軸に対応する回転部はエンジンに連結され、前記回転入力部材は少なくとも電動機として作動する第二の電気装置に連結され、前記回転出力部材により車輌を駆動するようになっていてよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記の如く、それぞれがサンギヤ、リングギヤ、キャリアなる３つの回転要素を備えた第一および第二の遊星歯車装置の一方に於ける２つの回転要素のそれぞれが他方に於ける２つの回転要素のそれぞれに個別に連結される要領にて組み合わされることにより相対的回転数が４本の平行な回転数座標軸よりなる共線図により関連づけられる４種類の回転部を備えた複合遊星歯車装置と、回転出力部材と、クラッチとを有し、前記回転出力部材が前記クラッチにより前記回転数座標軸の一つに対応する回転部に連結された第一の作動モードと前記回転出力部材が前記クラッチにより前記回転数座標軸の他の一つに対応する回転部に連結された第二の作動モードとの間に切り替えられるようになっている変速装置によれば、前記クラッチにより前記回転出力部材を２つの回転数座標軸の間に切り替えて対応させることにより、更に他のいずれか一つの回転数座標軸に対し回転出力部材の回転数座標軸が隔たる距離を二通りに変えることができるので、例えば、当該更に他の一つの回転数座標軸をエンジンの回転数に対応させておけば、エンジン回転数座標軸より回転出力部材の回転数座標軸が隔たる距離を二通りに切り替え、該距離が小さく、エンジン回転数に対して回転出力部材の回転数が変化する範囲は小さいが、そのことによって車輌の低速走行時により繊細でかつ安定した変速が行える低速走行用に適した変速作動態様と、エンジン回転数座標軸より回転出力部材の回転数座標軸が隔たる距離が大きく、エンジン回転数に対して回転出力部材の回転数が変化する範囲が広く、エンジン回転数をさほど上げなくても回転出力部材の回転数を大きく上げることができて車輌の高速走行に適する作動態様との間に変速装置の作動モード切り替えることができ、車輌の低速走行にも高速走行にもよりよく対応することができる変速装置を得ることができる。
【００１７】
上記の技術思想に基づく２つの遊星歯車装置と回転出力部材とクラッチの組合せにはいくつかの実施の形態が可能であり、それぞれが共線図で見て座標軸の間の相対的隔置距離の配列に現れる特徴に応じて、第一の作動モードと第二の作動モードの対照にそれぞれの特徴を有するものとなる。
【００１８】
即ち、前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のサンギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のサンギヤに連結されるようになっている場合、および前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のリングギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のリングギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のサンギヤに連結されるようになっている場合には、遊星歯車装置に於けるリングギヤの歯数に対するサンギヤの歯数の比（実施の形態の説明にてρと表示）は０．４〜０．６程度の１よりかなり小さい値であるので、前記第一の作動モードにて回転出力部材が連結される座標軸と前記第二の作動モードにて回転出力部材が連結される座標軸の間の距離は大きくなり、従って更に他の一つの座標軸がエンジン回転数に対する座標軸とされた場合、第一の作動モードと第二の作動モードとで、エンジン回転数座標軸に対する回転出力部材回転数座標軸の距たりの違いを大きくすることができ、高速走行時の車速が高い車輌に対しよりよく適合した変速特性を得ることができる。
【００１９】
一方、前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のリングギヤと前記第二の遊星歯車装置のキャリアの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第二の遊星歯車装置のリングギヤに連結されるようになっている場合、および前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびサンギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のサンギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のリングギヤに連結されるようになっている場合には、前記第一の作動モードにて回転出力部材が連結される座標軸と前記第二の作動モードにて回転出力部材が連結される座標軸の間の距離は比較的小さいので、更に他の一つの座標軸がエンジン回転数に対する座標軸とされた場合、第一の作動モードと第二の作動モードとで、エンジン回転数座標軸に対する回転出力部材回転数座標軸の距たりの違いは比較的小さく、高速走行時の車速があまり高くない車輌に対しよりよく適合した変速特性を得ることができる。
【００２０】
また上記の各態様に応じて、回転出力部材が切り替えて連結される２つの回転数座標軸以外の残る２つの回転数座標軸の間の距離の大小が異なるので、その一つをエンジン回転数に対応させ、他の一つを発電を主とする電動発電機の回転数に対応させる場合、エンジン出力対する発電量の大きさを設計するに当たって、エンジンや電動発電機の容量や回転数に課せられる制約を上記の距離の大小の選択により補うことができる。
【００２１】
この点に関し、前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のリングギヤと前記第二の遊星歯車装置のキャリアの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第二の遊星歯車装置のリングギヤに連結されるようになっている場合、および前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のリングギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のリングギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のサンギヤに連結されるようになっている場合には、エンジン回転数と発電を主とする電動発電機の回転数に対応させることができる２つの回転数座標軸の間の距離は比較的大きく、一方、前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびリングギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のサンギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のサンギヤに連結されるようになっている場合、および前記第一の遊星歯車装置のキャリアおよびサンギヤがそれぞれ前記第二の遊星歯車装置のサンギヤおよびキャリアと連結され、前記第一の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のキャリアと前記第二の遊星歯車装置のサンギヤの連結体に連結され、前記第二の作動モードに於いては前記回転出力部材が前記第一の遊星歯車装置のリングギヤに連結されるようになっている場合には、エンジン回転数と発電を主とする電動発電機の回転数に対応させることができる２つの回転数座標軸の間の距離は比較的小さい。
【００２２】
また上記の如き変速装置が、前記第一および第二の遊星歯車装置の３つの回転要素の全ての回転数を互いに等しくして前記第一の作動モードと前記第二の作動モードの間の切替えを行なう制御手段を有していれば、複合遊星歯車装置に於ける４つの回転部の全ての回転数に何らの段差的変化を来たすことなく、作動モードの切替えを滑らかに行うことができる。
【００２３】
また前記制御手段が、前記回転出力部材の回転数が所定の上限値に達するまでは前記第一の作動モードとし、前記回転出力部材の回転数が前記上限値を越えたとき前記第二の作動モードとするよう作動モードを制御するようになっていれば、前記の上限値を適当に設定することにより、車輌の低速走行時に対する作動モードより高速走行時に対する作動モードへの切替え時期を車速に応じて適切に行うことができる。
【００２４】
また前記制御手段が、前記第二の作動モードに於いて前記回転出力部材の回転数が前記上限値より低い所定の下限値以下に低下したとき作動モードを前記第一の作動モードに戻すよう作動モードを制御するようになっていれば、車速に応じた作動モードの切替えに適当なヒステリシスを持たせて高速走行時に対する作動モードより低速走行時に対する作動モードへの切替えを行うことができる。
【００２５】
変速装置が、更に回転入力部材と他の一つのクラッチとを有し、前記回転出力部材が前記回転数座標軸の一つに対応する回転部と他の一つに対応する回転部との間に連結を切り替えられるとき、前記回転出力部材の連結切替えと相反的に前記回転入力部材が前記他の一つのクラッチにより当該２つの回転部の間に切り替えて連結されるようになっていれば、前記回転入力部材に例えば主として電動機として作動する電動発電機を接続しておくことにより、エンジンと電動機により低速走行にも高速走行にもよりよく対応して車輌を駆動することができるハイブリッド式動力源装置を得ることができる。
【００２６】
前記の共線図に於ける４本の回転数座標軸を一方の端から他方の端へ向けて第一座標軸、第二座標軸、第三座標軸、第四座標軸とするとき、前記第一座標軸に対応する回転部は少なくとも発電機として作動する第一の電気装置に連結され、前記第二座標軸に対応する回転部はエンジンに連結され、前記回転入力部材は少なくとも電動機として作動する第二の電気装置に連結され、前記回転出力部材により車輌を駆動するようになっていれば、回転出力部材回転数座標軸がエンジン回転数に対する第二座標軸に直ぐ隣り合って第三座標軸と第四座標の間で入れ替わるので、第一と第二の作動モードの切替えによりエンジン回転数座標軸に対し回転出力部材回転数座標軸がなす距離の変化の度合を際立たせ、車輌の低速走行に適した変速特性と高速走行に適した変速特性との違いに対し十分な対応をとることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明による変速装置を車輌用ハイブリット式動力源装置に適用した場合の一つの実施の形態を示す概略図である。図に於いて、Ｐ１およびＰ２がそれぞれサンギヤＳ１，Ｓ２、リングギヤＲ１，Ｒ２、キャリアＣ１，Ｃ２を有する遊星歯車装置であり、キャリアＣ１がサンギヤＳ２と連結され、リングギヤＲ１がキャリアＣ２と連結されることにより２つの遊星歯車装置が組み合わされ、サンギヤＳ１、キャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体、リングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体、リングギヤＲ２の４つを回転部とする複合遊星歯車装置が構成されている。
【００２８】
そして、この例では、リングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体にエンジンＥＮＧが連結され、リングギヤＲ２に第一の電動発電機ＭＧ１が連結され、キャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体とサンギヤＳ１とは、２つの連動する切替え係合部を含むクラッチＣＬを介してと車輪を駆動する回転出力部材Ｏｕｔと第二の電動発電機ＭＧ２に互いに相反的に切り替えられて連結されるようになっている。図示のクラッチ切替え状態では、回転出力部材ＯｕｔがキャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体に連結され、第二の電動発電機ＭＧ２がサンギヤＳ１に連結されている。第一の電動発電機ＭＧ１と第二の電動発電機ＭＧ２とはインバータＩを経てバッテリＢと電気的に接続されている。エンジンＥＮＧ、クラッチＣＬおよびインバータＩは、マイクロコンピュータを備えた電子制御装置ＥＣＵによりその作動を制御されるようになっている。
【００２９】
図２の（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図１に示す変速装置に於ける遊星歯車装置Ｐ１とＰ２についての個別の共線図である。図の（Ａ）に於いて、互いに平行な３本の座標軸Ｒ１、Ｃ１、Ｓ１がそれぞれリングギヤＲ１、キャリアＣ１、サンギヤＳ１の回転数を表す座標軸であり、リングギヤＲ１の歯数（或いは直径）に対するサンギヤＳ１の歯数（或いは直径）の比をρ１（＜１）とすれば、座標軸Ｒ１と座標軸Ｃ１の間の距離と座標軸Ｃ１と座標軸Ｓ１の間の距離の対比がρ１：１となっている。そして、これら３本の座標軸に対しそれらを横切る一本の直線を引けば、それが座標軸Ｒ１、Ｃ１、Ｓ１と交わる点に於ける座標軸Ｒ１、Ｃ１、Ｓ１上の値が、リングギヤＲ１の回転数Ｎr1、キャリアＣ１の回転数Ｎc1、サンギヤＳ１の回転数Ｎs1を与えるようになっている。
【００３０】
同様に図の（Ｂ）に於いて、互いに平行な３本の座標軸Ｒ２、Ｃ２、Ｓ２がそれぞれリングギヤＲ２、キャリアＣ２、サンギヤＳ２の回転数を表す座標軸であり、リングギヤＲ２の歯数（或いは直径）に対するサンギヤＳ２の歯数（或いは直径）の比をρ２（＜１）とすれば、座標軸Ｒ２と座標軸Ｃ２の間の距離と座標軸Ｃ２と座標軸Ｓ２の間の距離の対比がρ２：１となっている。そして、同様にこれら３本の座標軸に対しそれらを横切る一本の直線を引けば、それが座標軸Ｒ２、Ｃ２、Ｓ２と交わる点に於ける座標軸Ｒ２、Ｃ２、Ｓ２上の値が、リングギヤＲ２の回転数Ｎr2、キャリアＣ２の回転数Ｎc2、サンギヤＳ２の回転数Ｎs2を与えるようになっている。
【００３１】
上記の如くキャリアＣ１がサンギヤＳ２と連結され、リングギヤＲ１がキャリアＣ２と連結されることは、これを共線図に表せば、図３に（Ａ）および（Ｂ）として示されている如く、座標軸Ｃ１と座標軸Ｓ２とを重ね合わせ、また座標軸Ｒ１と座標軸Ｃ２とを重ね合わせる要領にて、図２の（Ａ）および（Ｂ）の共線図を組み合わせることであり、これによってＲ２座標軸、Ｒ１／Ｃ２座標軸、Ｃ１／Ｓ２座標軸、Ｓ１座標軸により相対的回転数が対比される４つの回転部が成立し、またこれら４本の座標軸に対しこれらを横切る一本の直線を引けば、それが座標軸Ｒ２、Ｒ１／Ｃ２、Ｃ１／Ｓ２、Ｓ１と交わる点に於ける座標軸上の値が、左から順に、リングギヤＲ２の回転数であって図１の例では第一の電動発電機ＭＧ１の回転数Ｎmg1、リングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体の回転数であって図１の例ではエンジンＥＮＧの回転数Ｎeng、キャリアＣ１とサンギヤＲ２の連結体の回転数であって図１の例では回転出力部材Ｏｕｔの回転数Ｎoutまたは第二の電動発電機ＭＧ２の回転数Ｎmg2、サンギヤＳ２の回転数であって図１の例では第二の電動発電機ＭＧ２の回転数Ｎmg2または回転出力部材Ｏｕｔの回転数Ｎoutを与えるようになっている。
【００３２】
従って、この例に於ける如くエンジンＥＮＧの回転数がリングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体に対する座標軸に対応するとき、回転出力部材Ｏｕｔの回転数がキャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体に対する座標軸に対応する図３の（Ａ）の状態にあるときと、回転出力部材Ｏｕｔの回転数がサンギヤＳ１に対する座標軸に対応する図３の（Ｂ）の状態にあるときとでは、エンジン回転数Ｎengに対する回転出力部材の回転数Ｎoutの変化の度合を、後者では前者に比してより大きくすることができる。これは、図１に示す装置により車輌を駆動する場合、車輌が低速走行しているときにはこれを図３の（Ａ）に示す作動モードにて作動させ、車輌が高速走行しているときにはこれを図３の（Ｂ）に示す作動モードにて作動させるのが適当であることを示している。
【００３３】
特に図１に示す例では、リングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体に対する座標軸とキャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体に対する座標軸との間の間隔を１とすれば、キャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体に対する座標軸とサンギヤＳ１に対する座標軸との間の間隔は１／ρ１である。ρ１の値は遊星歯車装置於けるリングギヤの歯数（または直径）に対するサンギヤの歯数（または直径）の比であり、０．５近辺の値であるので、１／ρ１は２近辺の値である。従って、この例では、図３の（Ａ）の作動モードと図３の（Ｂ）の作動モードとで、エンジン回転数Ｎengに対する回転出力部材の回転数の変化の度合を、後者では前者に比して１：１＋１／ρ１（約１：３）の如く特に大きくすることができる。これは、図１に示す装置が特に最高速度の高い車輌に適していることを示している。
【００３４】
図４は、上に図１〜３について説明した動力源装置を備えたハイブリッド車が停止状態であり、エンジンも停止されているときの状態を示す共線図である。かかる停止状態から車輌が発進されるときには、一例として、先ず図５に示す如く、エンジンを停止したまま、第二の電動発電機ＭＧ２を電動機として作動させ、またこのときエンジンを停止状態に保つため、第一の電動発電機ＭＧ１も同時に電動機として作動させることにより、電動駆動により車輌の低速運転が開始されてよい。
【００３５】
これより車輌の走行速度が増大し、図６の共線図に示す如くエンジン回転数がエンジンを始動させるに適当な値に達したところで、エンジンをクランキングすれば、ここでエンジンを始動させることができる。
【００３６】
更に車輌の走行速度が増大し、共線図が図７に示す如き状態となれば、車輌はエンジン駆動または電動駆動のいずれかまたは両方用いて適宜に運転されてよい。そして車輌の走行速度が回転出力部材の回転数Ｎoutで見て或る所定の上限値Ｎcuを越えて増大したときには、エンジン、第一の電動発電機、第二の電動発電機の回転速度を適当に制御することにより、一度これらの回転数が図８の共線図に示す如く互いに同一となる状態を作り出し、この状態でクラッチを切り替え、図３の（Ａ）の作動モードから図３の（Ｂ）の作動モードへの切り替えを行えばよく、こうすることにより作動モードの切替えを滑らかに行うことができる。また図３の（Ｂ）の作動モードにて運転しているとき、車速が低下したときには、図７に示す如く上限値Ｎcuより適当な値だけ低くされた所定の下限値Ｎcd以下に車速が低下するのを待って、図３の（Ｂ）の作動モードより図３の（Ａ）の作動モードへの切替えが行われればよい。このときにも切り替えに先立って一度図９の共線図に示す状態をつくり出す制御が行われれば、作動モードの切替えを滑らかに行うことができる。
【００３７】
図３の（Ａ）の作動モードより図３の（Ｂ）の作動モードへの切替えが終われば、運転はまた図１０の共線図に例示する如く、その作動モード内にて任意の要領にて適当に行われてよい。そして、図３の（Ｂ）の作動モードでは、図１１に例示する如く、エンジン回転数をさほど高くすることなく、車速を大きく増大させることができる。
【００３８】
尚、図１２は、電動駆動により車輌の後進を行うときの例を示す共線図である。当然のことながら、かかる電動駆動による車輌の後進には、図３の（Ａ）の作動モードが適している。
【００３９】
図１３は、本発明による変速装置を車輌用ハイブリット式動力源装置に適用した場合の他の一つの実施の形態を示す概略図であり、図１４の（Ａ）および（Ｂ）は、図１３の変速装置を構成する遊星歯車装置Ｐ１およびＰ２の各々についての共線図であり、図１５の（Ａ）および（Ｂ）は図１３の変速装置に於ける複合遊星歯車装置に対する共線図をクラッチにより切り替えられる２つの作動モードについて示すものである。図１３〜図１５は、図示の要領に於いて、第一の実施の形態を示す図１〜図３に対応しており、使用されているＰ１，Ｐ２，．．．等の表示の意味も図１〜図３に於けると同じであるので、図１３〜図１５の実施の形態について、図１〜図３についての説明から容易に類推される事項について重複的に説明を行うことは、明細書の冗長化を避けるため省略する。
【００４０】
この実施の形態の於いては、キャリアＣ１がサンギヤＳ２と連結され、リングギヤＲ１がキャリアＣ２と連結されることにより２つの遊星歯車装置が組み合わされ、サンギヤＳ１、キャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体、リングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体、リングギヤＲ２の４つを回転部とする複合遊星歯車装置が構成されている。従って、複合遊星歯車装置の構成自体は図１に於けるものと同じである。しかし、この実施の形態の於いては、キャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体にエンジンＥＮＧが連結され、サンギヤＳ１に第一の電動発電機ＭＧ１が連結され、リングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体とリングギヤＲ２とが、２つのクラッチＣＬ１，ＣＬ２を介してと車輪を駆動する回転出力部材Ｏｕｔと第二の電動発電機ＭＧ２に互いに相反的に切り替えられて連結されるようになっている。図示のクラッチ切り替え状態では、回転出力部材ＯｕｔがリングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体に連結され、第二の電動発電機ＭＧ２がリングギヤＲ２に連結されており、車輌の低速走行に適した図１５の（Ａ）に示す作動モードとなっている。
【００４１】
この実施の形態の於いても、エンジン回転数に対する座標軸に対して回転出力部材Ｏｕｔの回転数に対する座標軸が隔たる距離は、作動モードが図１５の（Ａ）に示す作動モードより図１５の（Ｂ）に示す作動モードに切り替えられることにより増大するので、図１５の（Ａ）および（Ｂ）に示す作動モードは、それぞれ車輌の低速走行および高速走行に適している。ただこの実施の形態では、図１５の（Ａ）の作動モードより図１５の（Ｂ）の作動モードへのモード切替えによってエンジン回転数に対する座標軸に対し回転出力部材の回転数に対する座標軸が隔たる距離の増大は、図１〜図３に示す実施の形態に於けるよりは小さいので、エンジン回転数に対し回転出力部材の回転数を変化させる範囲は、図１〜図３に示す実施の形態に於けるよりは小さく、従ってこの実施の形態を図１〜図３に示す実施の形態と比較すれば、図１〜図３に示す実施の形態が最高車速の高い車輌に適しているのに対し、図１３〜図１５に示す実施の形態は、最高車速があまり高くない車輌に適している。
【００４２】
しかし、一方、主として発電装置として作動する第一の電動発電機ＭＧ１の回転数に対する座標軸とエンジン回転数に対する座標軸の間の距離についてみると、図１〜図３に示す実施の形態と図１３〜図１５に示すに実施の形態とでは、前者に於ける距離は短く、後者に於ける距離は長い。従って、図１３〜図１５に示すに実施の形態に於いて作動モードを２つの作動モードの間に切り替えることにより得られるエンジン回転数と第一の電動発電機の回転数との間の調整に許される幅は、図１３〜図１５に示すに実施の形態に於ける方が図１〜図３に示す実施の形態に於けるよりも大きい。
【００４３】
図１６は、本発明による変速装置を車輌用ハイブリット式動力源装置に適用した場合の更に他の一つの実施の形態を示す概略図であり、図１７の（Ａ）および（Ｂ）は、図１６の変速装置を構成する遊星歯車装置Ｐ１およびＰ２の各々についての共線図であり、図１８の（Ａ）および（Ｂ）は図１６の変速装置に於ける複合遊星歯車装置に対する共線図をクラッチにより切り替えられる２つの作動モードについて示すものである。図１６〜図１８もまた、図示の要領に於いて、第一の実施の形態を示す図１〜図３に対応しており、使用されているＰ１，Ｐ２，．．．等の表示の意味も図１〜図３に於けると同じであるので、図１６〜図１８の実施の形態についても、図１〜図３についての説明から容易に類推される事項について重複的に説明を行うことは、明細書の冗長化を避けるため省略する。
【００４４】
この実施の形態の於いては、キャリアＣ１がサンギヤＳ２と連結され、サンギヤＳ１がキャリアＣ２と連結されることにより２つの遊星歯車装置が組み合わされ、リングギヤＲ２、サンギヤＳ１とキャリアＣ２の連結体、キャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体、リングギヤＲ１の４つを回転部とする複合遊星歯車装置が構成されている。そして、サンギヤＳ１とキャリアＣ２の連結体にエンジンＥＮＧが連結され、リングギヤＲ２に第一の電動発電機ＭＧ１が連結され、キャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体とリングギヤＲ１とが、２つの切替え部を含む連動クラッチＣＬを介してと車輪を駆動する回転出力部材Ｏｕｔと第二の電動発電機ＭＧ２に互いに相反的に切り替えられて連結されるようになっている。図示のクラッチ切り替え状態では、回転出力部材ＯｕｔがキャリアＣ１とサンギヤＳ２の連結体に連結され、第二の電動発電機ＭＧ２がリングギヤＲ１に連結されており、車輌の低速走行に適した図１８の（Ａ）に示す作動モードとなっている。
【００４５】
この実施の形態の於いても、エンジン回転数に対する座標軸に対して回転出力部材Ｏｕｔの回転数に対する座標軸が隔たる距離は、作動モードが図１８の（Ａ）に示す作動モードより図１８の（Ｂ）に示す作動モードに切り替えられることにより増大するので、図１８の（Ａ）および（Ｂ）に示す作動モードは、それぞれ車輌の低速走行および高速走行に適している。またこの実施の形態でも、図１８の（Ａ）の作動モードより図１８の（Ｂ）の作動モードへのモード切替えによってエンジン回転数に対する座標軸に対し回転出力部材の回転数に対する座標軸が隔たる距離の増大は、図１〜図３に示す実施の形態に於けるよりは小さいので、エンジン回転数に対し回転出力部材の回転数を変化させる範囲は、図１〜図３に示す実施の形態に於けるよりは小さく、従ってこの実施の形態を図１〜図３に示す実施の形態と比較すれば、図１〜図３に示す実施の形態が最高車速の高い車輌に適しているのに対し、図１６〜図１８に示す実施の形態は、最高車速があまり高くない車輌に適している。
【００４６】
図１９は、本発明による変速装置を車輌用ハイブリット式動力源装置に適用した場合の更に他の一つの実施の形態を示す概略図であり、図２０の（Ａ）および（Ｂ）は、図１９の変速装置を構成する遊星歯車装置Ｐ１およびＰ２の各々についての共線図であり、図２１の（Ａ）および（Ｂ）は図１９の変速装置に於ける複合遊星歯車装置に対する共線図をクラッチにより切り替えられる２つの作動モードについて示すものである。図１９〜図２１もまた、図示の要領に於いて、第一の実施の形態を示す図１〜図３に対応しており、使用されているＰ１，Ｐ２，．．．等の表示の意味も図１〜図３に於けると同じであるので、図１９〜図２１の実施の形態についても、図１〜図３についての説明から容易に類推される事項について重複的に説明を行うことは、明細書の冗長化を避けるため省略する。
【００４７】
この実施の形態の於いては、リングギヤＲ１がキャリアＣ２と連結され、キャリアＣ１がリングギヤＲ２と連結されることにより２つの遊星歯車装置が組み合わされ、サンギヤＳ２、リングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体、キャリアＣ１とリングギヤＲ２の連結体、サンギヤＳ１の４つを回転部とする複合遊星歯車装置が構成されている。そしてリングギヤＲ１とキャリアＣ２の連結体にエンジンＥＮＧが連結され、サンギヤＳ２に第一の電動発電機ＭＧ１が連結され、キャリアＣ１とリングギヤＲ２の連結体とサンギヤＳ１とが、２つの切替え部を含む連動クラッチＣＬを介してと車輪を駆動する回転出力部材Ｏｕｔと第二の電動発電機ＭＧ２に互いに相反的に切り替えられて連結されるようになっている。図示のクラッチ切り替え状態では、回転出力部材ＯｕｔがキャリアＣ１とリングギヤＲ２の連結体に連結され、第二の電動発電機ＭＧ２がサンギヤＳ１に連結されており、車輌の低速走行に適した図２１の（Ａ）に示す作動モードとなっている。
【００４８】
この実施の形態の於いても、エンジン回転数に対する座標軸に対して回転出力部材Ｏｕｔの回転数に対する座標軸が隔たる距離は、作動モードが図２１の（Ａ）に示す作動モードより図２１の（Ｂ）に示す作動モードに切り替えられることにより増大するので、図２１の（Ａ）および（Ｂ）に示す作動モードは、それぞれ車輌の低速走行および高速走行に適している。またこの実施の形態では、図２１の（Ａ）の作動モードより図２１の（Ｂ）の作動モードへのモード切替えによってエンジン回転数に対する座標軸に対し回転出力部材の回転数に対する座標軸が隔たる距離の増大は、図１〜図３に示す実施の形態に於けると同様に大きいので、エンジン回転数に対し回転出力部材の回転数を変化させる範囲は、図１〜図３に示す実施の形態に於けると同様に大きく、従ってこの実施の形態は図１〜図３に示す実施の形態と同様に最高車速が高い車輌に適している。
【００４９】
また、この実施の形態では、主として発電装置として作動する第一の電動発電機ＭＧ１の回転数に対する座標軸とエンジン回転数に対する座標軸の間の距離についてみると、図１３〜図１５に示すに実施の形態に於けると同様に大きい。従って、この実施の形態に於いては、作動モードを２つの作動モードの間に切り替えることにより得られるエンジン回転数と第一の電動発電機の回転数との間の調整に許される幅も、図１〜図３に示すに実施の形態および図１６〜図１８に示すに実施の形態に於けるより大きい。
【００５０】
以上に於いては本発明をいくつかの実施の形態について詳細に説明したが、これらの実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による変速装置を車輌用ハイブリット式動力源装置に適用した場合の一つの実施の形態を示す概略図。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１に示す変速装置に含まれる２つの遊星歯車装置についての個別の共線図。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１に示すハイブリット式動力源装置の２つの作動モードを示す共線図。
【図４】図１〜３に示す動力源装置を備えたハイブリッド車が停止状態であり、エンジンも停止されているときの状態を示す共線図。
【図５】図１〜３に示す動力源装置を備えたハイブリッド車がエンジンを停止したまま電動駆動により低速運転されるときの状態を示す共線図。
【図６】図１〜３に示す動力源装置を備えたハイブリッド車の走行中にエンジンがクランキングされるときの状態を示す共線図。
【図７】図１〜３に示す動力源装置を備えたハイブリッド車のエンジン駆動または電動駆動のいずれかまたは両方による走行状態と回転出力部材の回転数による作動モード切替えの上限値と下限値を示す共線図。
【図８】図３の（Ａ）の作動モードから図３の（Ｂ）の作動モードへの切り替えを行うに当って調整される運転状態を示す共線図。
【図９】図８に状態で図３の（Ａ）の作動モードから図３の（Ｂ）の作動モードへの切り替えが行われた直後の運転状態を示す共線図。
【図１０】図３の（Ｂ）の作動モードに於ける運転状態の一例を示す共線図。
【図１１】図３の（Ｂ）の作動モードによる超高速運転状態を示す共線図。
【図１２】電動駆動により車輌の後進を行うときの例を示す共線図。
【図１３】本発明による変速装置を車輌用ハイブリット式動力源装置に適用した場合の他の一つの実施の形態を示す概略図。
【図１４】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１３に示す変速装置に含まれる２つの遊星歯車装置についての個別の共線図。
【図１５】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１３に示すハイブリット式動力源装置の２つの作動モードを示す共線図。
【図１６】本発明による変速装置を車輌用ハイブリット式動力源装置に適用した場合の更に他の一つの実施の形態を示す概略図。
【図１７】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１６に示す変速装置に含まれる２つの遊星歯車装置についての個別の共線図。
【図１８】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１６に示すハイブリット式動力源装置の２つの作動モードを示す共線図。
【図１９】本発明による変速装置を車輌用ハイブリット式動力源装置に適用した場合の更に他の一つの実施の形態を示す概略図。
【図２０】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１９に示す変速装置に含まれる２つの遊星歯車装置についての個別の共線図。
【図２１】（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ図１９に示すハイブリット式動力源装置の２つの作動モードを示す共線図。
【符号の説明】
【００５２】
Ｐ１、Ｐ２…遊星歯車装置、Ｓ１，Ｓ２…サンギヤ、Ｒ１，Ｒ２…リングギヤ、Ｃ１，Ｃ２…キャリア、ＣＬ，ＣＬ１，ＣＬ２…クラッチ、ＥＮＧ…エンジン、機ＭＧ１，ＭＧ２…電動発電機、Ｏut…回転出力部材、Ｉ…インバータ、Ｂ…バッテリ、ＥＣＵ…電子制御装置
【図１】
2007223487.tif 000003
【図２】
2007223487.tif 000004
【図３】
2007223487.tif 000005
【図４】
2007223487.tif 000006
【図５】
2007223487.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007223487.tif 000009
【図８】
2007223487.tif 000010
【図９】
2007223487.tif 000011
【図１０】
2007223487.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2007223487.tif 000017
【図１６】
2007223487.tif 000018
【図１７】
2007223487.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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