(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両に用いる有段式の自動変速機を備えた動力伝達装置において、駆動源としてのエンジンとモータの使い分けを考慮した最適なギヤレシオ比（ステップ比）を設定可能な構成を実現する。【解決手段】駆動源である内燃機関（ＥＧ）と電動機（ＭＧ）の少なくといずれかの駆動力が入力される入力軸（Ｌ１）と、出力先の部材に連結された出力軸（Ｌ２）と、入力軸（Ｌ１）と出力軸（Ｌ２）との間に設けた単一の遊星歯車組からなる第１遊星歯車機構（ＰＧ１）及び複数の遊星歯車組（ＰＧ２１，ＰＧ２２）からなる第２遊星歯車機構（ＰＧ２）と、第１、第２遊星歯車機構（ＰＧ１，ＰＧ２）の各回転要素に連結された複数のクラッチ（Ｃ１〜Ｃ４）及びブレーキ（Ｂ１）とを備え、クラッチ（Ｃ１〜Ｃ４）又はブレーキ（Ｂ１）の係合及び固定を切り替えることで複数の変速段を確立するハイブリット車両の動力伝達装置。【選択図】図１
2013204815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源である内燃機関及び電動機と、
前記内燃機関と前記電動機とを係脱可能に連結するメインクラッチと、
前記内燃機関と前記電動機の少なくといずれかの駆動力が入力される入力軸と、
変速後の駆動力が出力される出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間に設けた単一の遊星歯車組からなる第１遊星歯車機構及び複数の遊星歯車組からなる第２遊星歯車機構と、
前記第１、第２遊星歯車機構の各回転要素に連結された複数のクラッチ及びブレーキと、を備え、
前記クラッチ又はブレーキの係合及び固定を切り替えることで複数の変速段を確立するハイブリット車両の動力伝達装置であって、
前記第１遊星歯車機構は、
前記動力伝達装置のケーシングに固定されるサンギヤと、
前記入力軸に連結されるリングギヤと、
前記第２遊星歯車機構に対して第１クラッチ及び第２クラッチを介して係脱可能に連結されるキャリアと、を備え、
前記第２遊星歯車機構は、
第１遊星歯車組と第２遊星歯車組とで構成され、
前記第１遊星歯車組のキャリアと前記第２遊星歯車組のサンギヤとが連結され、
前記第１遊星歯車組のリングギヤと前記第２遊星歯車組のリングギヤとが連結され、
前記第１遊星歯車機構のキャリアと前記第１遊星歯車組のサンギヤとを係脱可能に連結する前記第１クラッチと、
前記第１遊星歯車機構のキャリアと前記第１遊星歯車組のキャリアとを係脱可能に連結する前記第２クラッチと、
前記入力軸と前記第２遊星歯車組のサンギヤとを係脱可能に連結する第３クラッチと、
前記入力軸と前記第２遊星歯車組のキャリアとを係脱可能に連結する第４クラッチと、
前記第１遊星歯車組のキャリアを前記ケーシングに固定するブレーキと、
前記出力軸に連結される前記第１及び第２遊星歯車組のリングギヤと、を備えて構成される
ことを特徴とするハイブリット車両の動力伝達装置。
【請求項２】
駆動源である内燃機関及び電動機と、
前記内燃機関と前記電動機とを係脱可能に連結するメインクラッチと、
前記内燃機関と前記電動機の少なくといずれかの駆動力が入力される入力軸と、
変速後の駆動力が出力される出力軸と、
前記入力軸と前記出力軸との間に設けた単一の遊星歯車組からなる第１遊星歯車機構及び複数の遊星歯車組からなる第２遊星歯車機構と、
前記第１、第２遊星歯車機構の各回転要素に連結された複数のクラッチ及びブレーキと、を備え、
前記クラッチ又はブレーキの係合及び固定を切り替えることで複数の変速段を確立するハイブリット車両の動力伝達装置であって、
前記第１遊星歯車機構は、
前記動力伝達装置のケーシングに固定されるサンギヤと、
前記入力軸に連結されるリングギヤと、
前記第２遊星歯車機構に対して第１クラッチ及び第２クラッチを介して連結されるキャリアとを備え、
前記第２遊星歯車機構は、
第１遊星歯車組と第２遊星歯車組とで構成され、
前記第１遊星歯車組のサンギヤと前記第２遊星歯車組のサンギヤとが連結され、
前記第１遊星歯車組のキャリアと前記第２遊星歯車組のリングギヤとが連結され、
前記第１遊星歯車機構のキャリアと前記第１遊星歯車組のサンギヤとを係脱可能に連結する前記第１クラッチと、
前記遊星歯車機構のキャリアと前記第１遊星歯車組のキャリアとを係脱可能に連結する前記第２クラッチと、
前記入力軸と前記第２遊星歯車組のキャリアとを係脱可能に連結する第３クラッチと、
前記入力軸と前記第２遊星歯車組のリングギヤとを係脱可能に連結する第４クラッチと、
前記第１遊星歯車組のキャリアを前記ケーシングに固定可能なブレーキと、
前記出力軸に連結された前記第１遊星歯車組のリングギヤと、を備えて構成されることを特徴とするハイブリット車両の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源としての内燃機関及び電動機を備えたハイブリッド車両に用いる遊星歯車機構及び摩擦係合要素を備えた有段式の自動変速機構からなる動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源としてエンジン及び電動機（モータジェネレータ）を備えたハイブリッド型の車両が普及している。このようなハイブリッド車両用の動力伝達装置として、特許文献１には、複数の遊星歯車機構（プラネタリ機構）と、複数のクラッチ機構及びブレーキ機構とを備え、上記複数のプラネタリ機構が備える各要素を各クラッチと各ブレーキの係合切り替えによって適宜に連結又は固定することで、複数段の変速段を形成可能な自動変速機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６７２１２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、駆動源としてエンジン及びモータを備えたハイブリッド型の車両に搭載する有段式の自動変速機では、通常、車両の発進時を含む低速側の変速段（低速段）での走行においては、モータの駆動力のみ又はモータとエンジン両方の駆動力で走行するなど、モータの駆動力を多用して走行する。また、中速段では、エンジンの駆動力のみで走行又はエンジンの駆動力をモータでアシストして走行するなど、エンジンの駆動力を多用して走行する。さらに、高速段では、エンジンの駆動力によるクルーズ（定速）走行、もしくはエンジンとモータの協働による加速走行などを行うことが想定される。そのため、ハイブリッド車両用の自動変速機では、このような駆動源としてのエンジンとモータの使い分けを考慮して、最適な燃料消費率（燃費）及び走行性能が得られるように各変速段間のギヤレシオ幅（ステップ比）を設定することが望ましい。そのため、自動変速機の構成として、上記のようなギヤレシオ幅の最適設定が可能な構成を採用することが必要である。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両に用いる有段式の自動変速機を備えた動力伝達装置において、駆動源としてのエンジンとモータの使い分けを考慮した最適なギヤレシオ幅（ステップ比）を設定可能な構成を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、駆動源である内燃機関（ＥＧ）及び電動機（ＭＧ）と、前記内燃機関と前記電動機とを係脱可能に連結するメインクラッチ（Ｃ０）と、前記内燃機関と前記電動機の少なくといずれかの駆動力が入力される入力軸（Ｌ１）と、出力先の部材に連結された出力軸（Ｌ２）と、前記入力軸（Ｌ１）と前記出力軸（Ｌ２）との間に設けた単一の遊星歯車組からなる第１遊星歯車機構（ＰＧ１）及び複数の遊星歯車組からなる第２遊星歯車機構（ＰＧ２）と、前記第１、第２遊星歯車機構（ＰＧ１，ＰＧ２）の各回転要素に連結された複数のクラッチ（Ｃ１〜Ｃ４）及びブレーキ（Ｂ１）と、を備え、前記クラッチ（Ｃ１〜Ｃ４）又はブレーキ（Ｂ１）の係合及び固定を切り替えることで複数の変速段を確立するハイブリット車両の動力伝達装置であって、前記第１遊星歯車機構（PG１）は、前記動力伝達装置のケーシング（Ｋ）に固定されるサンギヤ（Ｓ１）と、前記入力軸（Ｌ１）に連結されるリングギヤ（Ｒ１）と、前記第２遊星歯車機構（ＰＧ２）の２要素に第１クラッチ（Ｃ１）又は第２クラッチ（Ｃ２）を介して係脱可能に連結されるキャリア（ＣＲ１）と、を備え、前記第２遊星歯車機構（ＰＧ２）は、第１遊星歯車組（ＰＧ２１）と第２遊星歯車組（ＰＧ２２）とで構成され、前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のキャリア（ＣＲ２１）と前記第２遊星歯車組（ＰＧ２２）のサンギヤ（Ｓ２２）とが連結され、前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のリングギヤ（Ｒ２１）と前記第２遊星歯車組（ＰＧ２２）のリングギヤ（Ｒ２２）とが連結され、前記第１遊星歯車機構（ＰＧ１）のキャリア（ＣＲ１）と前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のサンギヤ（Ｓ１）とを係脱可能に連結する前記第１クラッチ（Ｃ１）と、前記遊星歯車機構（ＰＧ１）のキャリア（ＣＲ１）と前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のキャリア（ＣＲ２１）とを係脱可能に連結する前記第２クラッチ（Ｃ２）と、前記入力軸（Ｌ１）と前記第２遊星歯車組（ＰＧ２２）のサンギヤ（Ｓ２２）とを係脱可能に連結する第３クラッチ（Ｃ３）と、前記入力軸（Ｌ１）と前記第２遊星歯車組（ＰＧ２２）のキャリア（ＣＲ２１）とを係脱可能に連結する第４クラッチ（Ｃ４）と、前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のキャリア（ＣＲ２１）を前記ケーシング（Ｋ）に固定するブレーキ（Ｂ１）と、前記出力軸（Ｌ２）に連結される前記第１及び第２遊星歯車組（ＰＧ２１，ＰＧ２２）のリングギヤ（Ｒ２１，Ｒ２２）と、を備えて構成されることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の他の態様として、駆動源である内燃機関（ＥＧ）及び電動機（ＭＧ）と、前記内燃機関と前記電動機とを係脱可能に連結するメインクラッチ（Ｃ０）と、前記内燃機関と前記電動機の少なくといずれかの駆動力が入力される入力軸（Ｌ１）と、出力先の部材に連結された出力軸（Ｌ２）と、前記入力軸（Ｌ１）と前記出力軸（Ｌ２）との間に設けた単一の遊星歯車組からなる第１遊星歯車機構（ＰＧ１）及び複数の遊星歯車組からなる第２遊星歯車機構（ＰＧ２）と、前記第１、第２遊星歯車機構（ＰＧ１，ＰＧ２）の各回転要素に連結された複数のクラッチ（Ｃ１〜Ｃ４）及びブレーキ（Ｂ１）と、を備え、前記クラッチ（Ｃ１〜Ｃ４）又はブレーキ（Ｂ１）の係合及び固定を切り替えることで複数の変速段を確立するハイブリット車両の動力伝達装置であって、前記第１遊星歯車機構（ＰＧ１）は、前記動力伝達装置のケーシング（Ｋ）に固定されるサンギヤ（Ｓ１）と、前記入力軸（Ｌ１）に連結されるリングギヤ（Ｒ１）と、前記第２遊星歯車機構（ＰＧ２）に対して第１クラッチ（Ｃ１）及び第２クラッチ（Ｃ２）を介して連結されるキャリア（ＣＲ１）とを備え、前記第２遊星歯車機構（ＰＧ２）は、第１遊星歯車組（ＰＧ２１）と第２遊星歯車組（ＰＧ２２）とで構成され、前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のサンギヤ（Ｓ２１）と前記第２遊星歯車組（ＰＧ２２）のサンギヤ（Ｓ２２）とが連結され、前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のキャリア（ＣＲ２１）と前記第２遊星歯車組（ＰＧ２２）のリングギヤ（Ｒ２２）とが連結され、前記遊星歯車機構（ＰＧ１）のキャリア（ＣＲ１）と前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のサンギヤ（Ｓ２１）とを係脱可能に連結する前記第１クラッチ（Ｃ１）と、前記遊星歯車機構（ＰＧ１）のキャリア（ＣＲ１）と前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のキャリア（ＣＲ２１）とを係脱可能に連結する前記第２クラッチ（Ｃ２）と、前記入力軸（Ｌ１）と前記第２遊星歯車組（ＰＧ２２）のキャリア（ＣＲ２２）とを係脱可能に連結する第３クラッチ（Ｃ３）と、前記入力軸（Ｌ１）と前記第２遊星歯車組（ＰＧ２２）のリングギヤ（Ｒ２２）とを係脱可能に連結する第４クラッチ（Ｃ４）と、前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のキャリア（ＣＲ２１）を前記ケーシング（Ｋ）に固定可能なブレーキ（Ｂ１）と、前記出力軸（Ｌ２）に連結された前記第１遊星歯車組（ＰＧ２１）のリングギヤ（Ｒ２１）と、で構成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかる上記構成のハイブリット車両の動力伝達装置によれば、単一の遊星歯車組からなる第１遊星歯車機構と、複数の遊星歯車組からなる第２遊星歯車機構とが有する各回転要素を系脱する複数のクラッチ及びブレーキを用いて、１共線４要素の動力伝達装置（一の共線図上に配列される４個の回転要素を有する動力伝達装置）となるように組み合わせると共に、中速段から高速段にかけての各変速段のステップ比（ギヤレシオ比）を低速段及び高速段のステップ比と比較してより小さな値に設定することが可能となる。これにより、電動機の駆動力による車両走行で多用する低速段（例えば、１速段及び２速段）のギヤ比を大きなギヤ比に設定し、内燃機関の駆動力による車両走行で多用する中途段（例えば、３〜５速段）のギヤ比を小さなギヤ比に設定し、クルーズ走行で使用する高速段（例えば、６〜７速段）のギヤ比を大きなギヤ比に設定することが可能となる。したがって、車両の走行状態に応じて行う駆動源としての内燃機関と電動機の使い分けに対して、車両の燃費及び走行性能の効率的な向上を考慮した最適なギヤレシオ幅（ステップ比）を設定可能な動力伝達装置を実現できる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかるハイブリッド車両の動力伝達装置によれば、駆動源としてのエンジンとモータの使い分けを考慮した最適なギヤレシオ幅（ステップ比）を設定可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる動力伝達装置（自動変速機）のスケルトン図である。
【図２】自動変速機の各変速段（Ｌｏｗ〜７ｔｈ）におけるクラッチ及びブレーキの係合表である。
【図３】自動変速機の各変速段の速度線図である。
【図４（ａ）】（ｉ）は１速段（Ｌｏｗ）、（ｉｉ）は２速段（２ｎｄ）、（ｉｉｉ）は３速段（３ｒｄ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図４（ｂ）】（ｉｖ）は４速段（４ｔｈ）、（ｖ）は５速段（５ｔｈ）、（ｖｉ）は６速段（６ｔｈ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図４（ｃ）】（ｖｉｉ）は７速段（７ｔｈ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【図５】自動変速機における各変速段のステップ比の設定例を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる自動変速機のスケルトン図である。
【図７】第２実施形態にかかる自動変速機の各変速段の速度線図である。
【図８】本発明の第３実施形態にかかる自動変速機のスケルトン図である。
【図９】第３実施形態にかかる自動変速機の各変速段の速度線図である。
【図１０】本発明の第４実施形態にかかる自動変速機のスケルトン図である。
【図１１】第４実施形態にかかる自動変速機の各変速段の速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達装置（自動変速機）の構成を示すスケルトン図である。同図に示す自動変速機１は、二組の遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２と、摩擦係合要素である複数のクラッチＣ１〜Ｃ４及びブレーキＢ１とを備え、各クラッチＣ１〜Ｃ４及びブレーキＢ１の係合切り替えによって、２組の遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２が備える各要素（回転要素）を適宜に連結又は固定することで、前進７速段の変速段を形成するようになっている。
【００１２】
自動変速機１は、車両の駆動源であるエンジンＥＧ及びモータジェネレータＭＧからの回転が入力される入力軸Ｌ１と、変速後の回転が出力される出力軸Ｌ２とを備えると共に、これら入力軸Ｌ１と出力軸Ｌ２との間に配置した第１遊星歯車機構ＰＧ１と第２遊星歯車機構ＰＧ２とを備えている。２組の遊星歯車機構ＰＧ１，ＰＧ２は、入力軸Ｌ１の上流側（エンジンＥＧ及びモータジェネレータＭＧに近い側）からその軸方向（以下、単に「軸方向」という。）に沿って第１遊星歯車機構ＰＧ１、第２遊星歯車機構ＰＧ２の順で配列されている。また、エンジンＥＧとモータジェネレータＭＧは、それらの間に設けたクラッチ（メインクラッチ）Ｃ０を介して連結されている。クラッチＣ０を係合した状態では、エンジンＥＧとモータジェネレータＭＧの駆動力が共に自動変速機１の入力軸Ｌ１に入力される一方、クラッチＣ０の係合を解除（解放）した状態では、モータジェネレータＭＧの駆動力のみが自動変速機１の入力軸Ｌ１に入力されるようになる。
【００１３】
第１遊星歯車機構ＰＧ１は、単一の遊星歯車組からなる単遊星歯車機構であり、動力伝達装置１のケーシングＫに固定されるサンギヤＳ１と、入力軸Ｌ１に連結されるリングギヤＲ１と、後述する第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣＲ２１及びサンギヤＳ２１に第１クラッチＣ１又は第２クラッチＣ２を介して係脱可能に連結されるキャリアＣＲ１とを備えて構成されている。
【００１４】
第２遊星歯車機構ＰＧ２は、第１遊星歯車組ＰＧ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２の２組の遊星歯車組を有する複合遊星歯車機構である。第１遊星歯車組ＰＧ２１は、ダブルピニオン型の遊星歯車であり、第２遊星歯車組ＰＧ２２は、シングルピニオン型の遊星歯車である。そして、第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とが連結され、第１遊星歯車組ＰＧ２１のリングギヤＲ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のリングギヤＲ２２とが連結されている。
【００１５】
また、自動変速機１は、上記４個のクラッチＣ１〜Ｃ４として、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１と第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１とを系脱可能に連結する第１クラッチＣ１と、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１と第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１とを系脱可能に連結する第２クラッチＣ２と、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とを係脱可能に連結する第３クラッチＣ３と、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２とを係脱可能に連結する第４クラッチＣ４と備えている。第１乃至第４クラッチＣ１〜Ｃ４は、いずれも摩擦係合機構（摩擦係合式のクラッチ機構）で構成されている。
【００１６】
また、自動変速機１は、第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１をケーシングＫに対して固定可能に連結する第１ブレーキＢ１を備えている。第１ブレーキＢ１は、摩擦係合機構（摩擦係合式のクラッチ機構）で構成されている。
【００１７】
図２は、自動変速機１の速度線図である。この速度線図の縦方向は、第１遊星歯車機構ＰＧ１各要素の回転数比を表しており、横方向は、第２遊星歯車機構ＰＧ２が備える各要素のレバー比に対応している。また、図３は、自動変速機１の各変速段（１速段〜７速段）における第１乃至第４クラッチＣ１〜Ｃ４及び第１ブレーキＢ１の係合表（作動表）である。表中の○印は、各要素の締結状態を表しており、空欄は、各要素の解放状態を表している。
【００１８】
上記構成の自動変速機１では、図２に示すように、第１乃至第４クラッチＣ１〜Ｃ４と第１ブレーキＢ１のうち何れか２つを選択的に係合させることにより、前進７速段（Ｌｏｗ〜７ＴＨ）の変速段を形成することができる。以下、各変速段について順に説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、各変速段（Ｌｏｗ〜７ｔｈ）の動力伝達経路を付記したスケルトン図である。
【００１９】
まず、１速段（Ｌｏｗ）を設定にするには、第１クラッチＣ１を係合させ、かつ第１ブレーキＢ１を係合させる。第１クラッチＣ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１と第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１とが連結されて一体に回転する。また、第１ブレーキＢ１の係合で、第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１がケーシングＫに固定される。したがって、図４（ａ）（ｉ）に示すように、駆動源（エンジンＥＧとモータジェネレータＭＧの少なくともいずれかを指す、以下同じ。）から入力された回転は、入力軸Ｌ１→第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１→キャリアＣＲ１→第１クラッチＣ１→第１遊星歯車組ＰＧ２１（第２遊星歯車機構ＰＧ２）のサンギヤＳ２１→キャリアＣＲ２１→リングギヤＲ２１→出力軸Ｌ２の経路で伝達される。
【００２０】
このときの速度線図（図２）では、第２遊星歯車機構ＰＧ２の第１遊星歯車組ＰＧ２１において、第１クラッチＣ１の係合で第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１の回転が入力されるサンギヤＳ２１の回転数に対して、第１ブレーキＢ１でキャリアＣＲ２１が固定されているので、両者を結んだ斜線とリングギヤＲ２１の縦線との交点の高さがリングギヤＲ２１の回転数（＝出力軸Ｌ２の回転数）となる。
【００２１】
２速段（２ｎｄ）を設定にするには、第１クラッチＣ１を係合させ、かつ第２クラッチＣ２を係合させる。第１クラッチＣ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１と第２遊星歯車機構ＰＧ２の第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１とが一体に連結されて回転する。また、第２クラッチＣ２の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１と第２遊星歯車機構ＰＧ２の第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１とが一体に連結されて回転する。したがって、図４（ａ）（ｉｉ）に示すように、駆動源から入力された回転は、入力軸Ｌ１→第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１→キャリアＣＲ１→第１クラッチＣ１→第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１→キャリアＣＲ２１→リングギヤＲ２１→出力軸Ｌ２の経路と、入力軸Ｌ１→第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１→キャリアＣＲ１→第２クラッチＣ２→第１遊星歯車組のキャリアＣＲ２１→リングギヤＲ２１→出力軸Ｌ２の経路との両方で伝達される。
【００２２】
このときの速度線図では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第１クラッチＣ１，第２クラッチＣ２それぞれを介して第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１の回転が入力されるサンギヤＳ２１の回転数とキャリアＣＲ２１の回転数が同一の回転数となることで、第２遊星歯車機構ＰＧ２の各要素が一体に回転するので、当該回転数がリングギヤＲ２１の回転数（＝出力軸Ｌ２の回転数）となる。
【００２３】
３速段（３ｒｄ）を設定にするには、第１クラッチＣ１を係合させ、かつ第３クラッチＣ３を係合させる。第１クラッチＣ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１と第２遊星歯車機構ＰＧ２の第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１とが一体に連結されて回転する。また、第３クラッチＣ３の係合で、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車機構ＰＧ２の第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とが一体に連結されて回転する。したがって、図４（ａ）（ｉｉｉ）に示すように、駆動源から入力された回転は、入力軸Ｌ１→第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１→キャリアＣＲ１→第１クラッチＣ１→第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１→キャリアＣＲ２１→リングギヤＲ２１→出力軸Ｌ２の経路と、入力軸Ｌ１→第３クラッチＣ３→第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２→キャリアＣＲ２２→リングギヤＲ２２→出力軸Ｌ２の経路との両方で伝達される。
【００２４】
このときの速度線図では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第１クラッチＣ１を介して第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１の回転が入力されるサンギヤＳ２１の回転数と、第３クラッチＣ３を介して入力軸Ｌ１の回転が入力されるキャリアＣＲ２１の回転数とを結んだ斜線とリングギヤＲ２１（Ｒ２２）の縦線との交点の高さがリングギヤＲ２１（Ｒ２２）の回転数（＝出力軸Ｌ２の回転数）となる。
【００２５】
４速段（４ｔｈ）を設定にするには、第１クラッチＣ１を係合させ、かつ第４クラッチＣ４を係合させる。第１クラッチＣ１の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１と第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１とが一体に連結されて回転する。また、第４クラッチＣ４の係合で、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２とが一体に連結されて回転する。したがって、図４（ｂ）（ｉｖ）に示すように、駆動源から入力された回転は、入力軸Ｌ１→第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１→キャリアＣＲ１→第１クラッチＣ１→第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１→キャリアＣＲ２１→リングギヤＲ２１→出力軸Ｌ２の経路と、入力軸Ｌ１→第４クラッチＣ４→第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２→リングギヤＲ２２→出力軸Ｌ２の経路との両方で伝達される。
【００２６】
このときの速度線図では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第１クラッチＣ１の係合で第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１の回転が入力される第２遊星歯車機構ＰＧ２の第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１の回転数と、第４クラッチＣ４を介して入力軸Ｌ１の回転が入力される第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２の回転数とを結んだ斜線とリングギヤＲ２２（Ｒ２１）の縦線との交点の高さがリングギヤＲ２２（Ｒ２１）の回転数（＝出力軸Ｌ２の回転数）となる。
【００２７】
５速段（５ｔｈ）を設定にするには、第３クラッチＣ３を係合させ、かつ第４クラッチＣ４を係合させる。第３クラッチＣ３の係合で、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とが一体に連結されて回転する。また、第４クラッチＣ４の係合で、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２とが一体に連結されて回転する。したがって、図４（ｂ）（ｖ）に示すように、駆動源から入力された回転は、入力軸Ｌ１→第３クラッチＣ３→第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２→キャリアＣＲ２２→リングギヤＲ２２→出力軸Ｌ２（及び第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２→第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１→リングギヤＲ２１→出力軸Ｌ２）の経路と、入力軸Ｌ１→第４クラッチＣ４→第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２→リングギヤＲ２２→出力軸Ｌ２の経路との両方で伝達される。
【００２８】
このときの速度線図では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第３クラッチＣ３の係合で入力軸Ｌ１の回転が入力されるサンギヤＳ２２の回転数と、第４クラッチＣ４の係合で入力軸Ｌ１の回転が入力されるキャリアＣＲ２２の回転数とが同一の回転数となることで、第２遊星歯車機構ＰＧ２の各要素が一体に回転するので、当該回転数がリングギヤＲ２２（Ｒ２１）の回転数（＝出力軸Ｌ２の回転数）となる。
【００２９】
６速段（６ｔｈ）を設定にするには、第２クラッチＣ２を係合させ、かつ第４クラッチＣ４を係合させる。第２クラッチＣ２の係合で、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１と第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１とが一体に連結されて回転する。また、第４クラッチＣ４の係合で、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２とが一体に連結されて回転する。したがって、図４（ｂ）（ｖｉ）に示すように、駆動源から入力された回転は、入力軸Ｌ１→第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギヤＲ１→キャリアＣＲ１→第２クラッチＣ２→第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１→リングギヤＲ２１→出力軸Ｌ２の経路と、入力軸Ｌ１→第４クラッチＣ４→第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２→リングギヤＲ２２→出力軸Ｌ２（及び第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２→第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１→リングギヤＲ２１→出力軸Ｌ２）の経路との両方で伝達される。
【００３０】
このときの速度線図では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第２クラッチＣ２の係合で第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣＲ１の回転が入力される第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１の回転数と、第４クラッチＣ４の係合で入力軸Ｌ１の回転が入力される第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２の回転数とを結んだ斜線とリングギヤＲ２１（Ｒ２２）の縦線との交点の高さがリングギヤＲ２１（Ｒ２２）の回転数（＝出力軸Ｌ２の回転数）となる。
【００３１】
７速段（７ｔｈ）を設定にするには、第４クラッチＣ４を係合させ、かつ第１ブレーキＢ１を係合させる。第４クラッチＣ４の係合で、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２とが一体に連結されて回転する。また、第１ブレーキＢ１の係合で、第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とがケーシングＫに固定される。したがって、図４（ｃ）（ｖｉｉ）に示すように、駆動源から入力された回転は、入力軸Ｌ１→第４クラッチＣ４→第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２→リングギヤＲ２２→出力軸Ｌ２の経路で伝達される。
【００３２】
このときの速度線図では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第４クラッチＣ４の係合で入力軸Ｌ１の回転が入力される第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２の回転数に対して、第１ブレーキＢ１で第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１（及び第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２）が固定されているので、両者を結んだ斜線とリングギヤＲ２１（Ｒ２２）の縦線との交点の高さがリングギヤＲ２１（Ｒ２２）の回転数（＝出力軸Ｌ２の回転数）となる。
【００３３】
なお、車両を後進させるには、自動変速機１の変速段を上記の１速段に設定し、その状態でメインクラッチＣ０を切断し、モータジェネレータＭＧを逆転方向（エンジンＥＧの駆動による入力軸Ｌ１の回転方向に対して逆方向）に回転させる。これにより、自動変速機１の出力軸Ｌ２から逆回転の動力が駆動輪側へ出力されることで、車両を後進させることができる。
【００３４】
図５は、本実施形態の自動変速機１における各変速段のステップ比の設定例を示すグラフである。自動変速機１では、第２遊星歯車機構ＰＧ２の各回転要素の寸法（径寸法）を適宜寸法に設定することで、一例として、各変速段間のステップ比として図５に示すようなの特性を有することができる。この特性では、中速段の各変速段間のステップ比（ギヤレシオ比）を低速段及び高速段のステップ比と比較してより小さな値となっている。これにより、モータジェネレータＭＧの駆動力による車両走行で多用する低速段（１速段及び２速段）のギヤ比を大きなギヤ比に設定し、エンジンＥＧの駆動力による車両走行で多用する中途段（３〜５速段）のギヤ比を小さなギヤ比に設定し、クルーズ走行で使用する高速段（６〜７速段）のギヤ比を大きなギヤ比に設定することが可能となる。
【００３５】
本実施形態の自動変速機１では、上記のように、単一の遊星歯車組からなる第１遊星歯車機構ＰＧ１と、複数の遊星歯車組ＰＧ２１，ＰＧ２２からなる第２遊星歯車機構ＰＧ２とが有する各回転要素を系脱する複数のクラッチＣ１〜Ｃ４及びブレーキＢ１を用いて、１共線４要素の動力伝達装置（図２に示すように一の共線図上に配列される４個の回転要素を有する動力伝達装置）となるように組み合わせると共に、中速段から高速段にかけての各変速段のステップ比（ギヤレシオ比）を低速段及び高速段のステップ比と比較してより小さな値に設定することが可能となる。したがって、車両の走行状態に応じて行う駆動源としてのエンジンＥＧとモータジェネレータＭＧの使い分けに対して、車両の燃費及び走行性能の効率的な向上を考慮した最適なギヤレシオ比を設定可能な動力伝達装置を実現できる。
【００３６】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。この点は、他の実施形態においても同様である。
【００３７】
図６は、本発明の第２実施形態にかかる自動変速機１−２のスケルトン図であり、図７は、自動変速機１−２の速度線図である。第１実施形態の自動変速機１（図１）では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とが連結され、第１遊星歯車組ＰＧ２１のリングギヤＲ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のリングギヤＲ２２とが連結されていたのに対して、本実施形態の自動変速機１−２では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のリングギヤＲ２２とが連結され、第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とが連結されている。その他の構成は、第１実施形態と共通である。
【００３８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図８は、本発明の第３実施形態にかかる自動変速機１−３のスケルトン図であり、図９は、自動変速機１−３の速度線図である。第１実施形態の自動変速機１（図１）では、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とを係脱可能に連結する第３クラッチＣ３を備えていたのに対して、本実施形態では、当該第３クラッチＣ３に代えて、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車機構ＰＧ２の第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２とを係脱可能に連結する他の第３クラッチＣ３´を備えている。それに加えて、第１実施形態の自動変速機１では、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２とを係脱可能に連結する第４クラッチＣ４を備えていたのに対して、本実施形態では、当該第４クラッチＣ４に代えて、第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２をケーシングＫに対して固定可能に連結する第２ブレーキＢ２を備えている。その他の構成は、第１実施形態と共通である。
【００３９】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１０は、本発明の第４実施形態にかかる自動変速機１−４のスケルトン図であり、図１１は、自動変速機１−４の速度線図である。第１実施形態の自動変速機１（図１）では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とが連結され、第１遊星歯車組ＰＧ２１のリングギヤＲ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のリングギヤＲ２２とが連結されていたのに対して、本実施形態の自動変速機１−４では、第２遊星歯車機構ＰＧ２において、第１遊星歯車組ＰＧ２１のキャリアＣＲ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のリングギヤＲ２２とが連結され、第１遊星歯車組ＰＧ２１のサンギヤＳ２１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とが連結されている。
【００４０】
さらに、第１実施形態の自動変速機１では、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のサンギヤＳ２２とを係脱可能に連結する第３クラッチＣ３を備えていたのに対して、本実施形態では、当該第３クラッチＣ３に代えて、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２とを係脱可能に連結する他の第３クラッチＣ３´を備えている。それに加えて、第１実施形態の自動変速機１では、入力軸Ｌ１と第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２とを係脱可能に連結する第４クラッチＣ４を備えていたのに対して、本実施形態では、当該第４クラッチＣ４に代えて、第２遊星歯車組ＰＧ２２のキャリアＣＲ２２をケーシングＫに対して固定可能に連結する第２ブレーキＢ２を備えている。即ち、本実施形態の自動変速機１−４は、第１実施形態の自動変速機１に対して、上記第２、第３実施形態の自動変速機１−２，１−３が有する相違点の両方を備えた構成である。
【００４１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、モータジェネレータＭＧは、自動変速機の軸方向でエンジンＥＧに隣接して（エンジンＥＧと自動変速機の間に）配置しているが、モータジェネレータＭＧの配置としては、これ以外にも、軸方向で自動変速機を挟んでエンジンＥＧと反対側に配置することも可能である。
【００４２】
また、第１実施形態の自動変速機１の変形例として、第３クラッチＣ３の設置を省略した構成とすることも可能である。その場合は、第３クラッチＣ３の係合で設定される変速段を除いた前進５速段の自動変速機となる。
【符号の説明】
【００４３】
１〜１−４    自動変速機（動力伝達装置）
Ｂ１，Ｂ２    ブレーキ
Ｃ０    メインクラッチ
Ｃ１〜Ｃ４    クラッチ
ＥＧ    エンジン（内燃機関）
ＭＧ    モータジェネレータ（電動機）
Ｋ    ケーシング
Ｌ１    入力軸
Ｌ２    出力軸
ＰＧ１    第１遊星歯車機構
ＰＧ２    第２遊星歯車機構
ＰＧ２１    第１遊星歯車組
ＰＧ２２    第２遊星歯車組
【図１】
2013204815.tif 000003
【図２】
2013204815.tif 000004
【図３】
2013204815.tif 000005
【図４（ａ）】
2013204815.tif 000006
【図４（ｂ）】
2013204815.tif 000007
【図４（ｃ）】
2013204815.tif 000008
【図５】
2013204815.tif 000009
【図６】
2013204815.tif 000010
【図７】
2013204815.tif 000011
【図８】
2013204815.tif 000012
【図９】
2013204815.tif 000013
【図１０】
2013204815.tif 000014
【図１１】
2013204815.tif 000015