(57)【要約】【課題】複数の原動機を併用する利点を活かしつつ回転動力が途切れないように円滑に変速操作を行うことができる、従来よりも小形で軽量かつ低廉なハイブリッド車用動力伝達装置及びその変速操作方法を提供する。【解決手段】主原動機（エンジン９１）の回転動力を選択的に伝達する動力切替機構２と、該動力切替機構２に選択的に結合され、かつ副原動機（モータ９４）が連結された第１入力軸３及び該副原動機９４が連結されない第２入力軸４と、該第１入力軸３または該第２入力軸４を始点として配設され、かつ選択的に係合することにより回転動力を伝達するとともに、互いに異なる変速比を有する複数のギヤトレーン５１〜５５及び５Ｒと、該ギヤトレーン５１〜５５及び５Ｒにより伝達された回転動力を出力する出力軸６と、該主原動機９１及び該副原動機９４の回転速度を制御するとともに、該動力切替機構２を切替操作する制御操作部７と、を備える。【選択図】図１
2009292215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主原動機の回転動力を選択的に伝達する動力切替機構と、
該動力切替機構に選択的に結合され、かつ副原動機が連結された第１入力軸及び該副原動機が連結されない第２入力軸と、
該第１入力軸または該第２入力軸を始点として配設され選択的に係合することにより回転動力を伝達するとともに、互いに異なる変速比を有する複数のギヤトレーンと、
該ギヤトレーンにより伝達された回転動力を出力する出力軸と、
該主原動機及び該副原動機の回転速度を制御するとともに、該動力切替機構を切替操作する制御操作部と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車用動力伝達装置。
【請求項２】
前記主原動機はエンジンであり、前記副原動機は発電機を兼ねたモータである請求項１に記載のハイブリッド車用動力伝達装置。
【請求項３】
前記モータが連結された前記第１入力軸を始点として第１速の前記ギヤトレーンが配設される請求項２に記載のハイブリッド車用動力伝達装置。
【請求項４】
前記動力切替機構は、前記主原動機の主出力軸とともに回転しかつ軸方向に移動可能に設けられ、さらに軸方向に移動したとき前記第１入力軸及び前記第２入力軸の一方に結合する切替操作部材を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハイブリッド車用動力伝達装置。
【請求項５】
前記主原動機の前記主出力軸はその外周側に駆動側内スプラインを有し、前記第１入力軸はその外周側に従動側第１内スプラインを有し、前記第２入力軸はその外周側に従動側第２内スプラインを有し、前記切替操作部材はその内周側に該駆動側内スプラインに嵌合する駆動側外スプラインと該従動側第１内スプライン及び該従動側第２内スプラインの一方に選択的に嵌合する従動側外スプラインとを有するスリーブである、請求項４に記載のハイブリッド車用動力伝達装置。
【請求項６】
前記第１入力軸及び前記第２入力軸は、一方が棒状とされ他方が筒状とされて同軸内外に配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド車用動力伝達装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載したハイブリッド車用動力伝達装置の変速操作方法であって、前記主原動機及び前記副原動機の一方から第１のギヤトレーンを経て前記出力軸へ回転動力を伝達しているときに、新たな第２のギヤトレーンを係合するギヤトレーン係合工程と、前記制御操作部からの制御により該主原動機及び該副原動機の他方を該第２のギヤトレーンを介して該出力軸に同期させる同期工程と、該主原動機及び該副原動機の両方から該出力軸へ回転動力を伝達する並列工程と、該一方から該他方へ回転動力を移行する移行工程と、を有することを特徴とするハイブリッド車用動力伝達装置の変速操作方法。
【請求項８】
前記動力切替機構をいずれの入力軸にも結合しない切り離し状態とし、前記副原動機から前記第１入力軸及び第１のギヤトレーンを経て前記出力軸まで回転動力を伝達しているときに、前記第２入力軸を始点とする新たな第２のギヤトレーンを係合するギヤトレーン係合工程と、
前記制御操作部からの制御により前記主原動機を該第２入力軸に対して同期させる同期工程と、
該動力切替機構を該第２入力軸に結合することにより、該主原動機から該第２入力軸及び該第２のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する並列工程と、
該副原動機から該主原動機へ回転動力を移行する移行工程と、
を有する請求項７に記載のハイブリッド車用動力伝達装置の変速操作方法。
【請求項９】
前記副原動機を休止し、前記動力切替機構を前記第２入力軸に結合して、前記主原動機から該第２入力軸及び第３のギヤトレーンを経て前記出力軸まで回転動力を伝達しているときに、前記第１入力軸を始点とする新たな第４のギヤトレーンを係合するギヤトレーン係合工程と、
該副原動機を始動し該第１入力軸に対して同期させるとともに該副原動機から該第１入力軸及び該第４のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する予備同期並列工程と、
該主原動機から該副原動機へ回転動力を移行し、その後に該動力切替機構をいずれの入力軸にも結合しない切り離し状態とする予備移行工程と、
前記制御操作部からの制御により該主原動機を該第１入力軸に対して同期させる同期工程と、
該動力切替機構を該第１入力軸に結合することにより、該主原動機から該第１入力軸及び該第４のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する並列工程と、
該副原動機から該主原動機へ回転動力を再度移行する移行工程と、
を有する請求項７に記載のハイブリッド車用動力伝達装置の変速操作方法。
【請求項１０】
前記副原動機を休止し、前記動力切替機構を前記第１入力軸に結合して、前記主原動機から前記第１入力軸及び第５のギヤトレーンを経て前記出力軸まで回転動力を伝達しているときに、該副原動機を始動し該第１入力軸に対して同期させるとともに該副原動機から該第１入力軸及び該第５のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する予備同期並列工程と、
該主原動機から該副原動機へ回転動力を移行した後に、該動力切替機構をいずれの入力軸にも結合しない切り離し状態とする予備移行工程と、
該第２入力軸を始点とする新たな第６のギヤトレーンを形成するギヤトレーン形成工程と、
前記制御操作部からの制御により該主原動機を該第２入力軸に対して同期させる同期工程と、
該動力切替機構を該第２入力軸に結合することにより、該主原動機から該第２入力軸及び該第６のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する並列工程と、
該副原動機から該主原動機へ回転動力を再度移行する移行工程と、
を有する請求項７に記載のハイブリッド車用動力伝達装置の変速操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の原動機を搭載したハイブリッド車の動力伝達装置に関し、より詳細には、複数の原動機と複数の入力軸を備える変速機とを組み合わせた動力伝達装置及びその変速操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の原動機を搭載し、それぞれの原動機の長所を活かして、燃費改善・高出力・環境保護を実現するハイブリッド車が実用化されている。特に、エンジン及び発電機兼用モータを搭載したハイブリッド車は、電気自動車と異なり充電設備などのインフラ整備が不要であるため急速に普及しつつある。エンジンは経済速度以上での効率が高くなるように設計され、発電機兼用モータは走行を駆動する他にエンジン動力や制動時の回生エネルギを利用して電力を生成するように構成されるのが一般的である。そして、発進時や低速走行時はモータ駆動とし、加速されて高速走行に移行した時点でエンジン駆動に切り替えることにより、総合効率を向上し、エンジンのみを搭載した車両と比較して燃費を改善している。また、大きなトルクが必要なときには、一時的にエンジン及びモータの両方で駆動することにより、高出力を得ることができる。さらには、燃費改善や回生エネルギの利用により、燃焼ガスの排出量を削減して環境保護に貢献することができる。
【０００３】
一方、車両用変速機の一種に、２つのクラッチ部をもつデュアルクラッチと、２本の入力軸と出力軸との間に構成された複数のギヤトレーンと、を備えるデュアルクラッチ式自動変速機がある。この変速機には、２つのクラッチ部を半継合状態として架け替え操作を行うことにより回転動力が途切れないようにして円滑に変速操作を行える、という利点がある。デュアルクラッチには駆動側及び従動側の摩擦プレートが摩擦継合して回転動力を伝達する摩擦クラッチが用いられ、電子制御装置及びアクチュエータにより自動制御されるのが一般的である。
【０００４】
上記のような複数の原動機とデュアルクラッチ式自動変速機とを組み合わせてハイブリッド車の動力伝達装置を構成することが考えられ、一例が特許文献１の「デュアルクラッチ式変速機を搭載したハイブリッド車両」に開示されている。特許文献１の請求項１には、エンジンのクランク軸に電動発電機及び変速用クラッチを介して変速機を連結した構成が開示されている。変速用クラッチは２つのクラッチからなり、奇数段ギヤ列及び偶数段ギヤ列を交互に接続するようになっている。また、請求項２には、エンジン出力を継断する動力切換クラッチと、変速用クラッチに一体的に形成される電動発電機と、２個の多板式摩擦クラッチと、を有する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３２９８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の技術は主にトラックやバスなどの大型車両を対象としており、乗用車などの普通車両では搭載の制約が厳しくなっている。つまり、一般的な構成と比較して電動発電機及び動力切換クラッチが増加し、変速用クラッチが２個で大形化し、変速機本体も２入力軸で大形化しており、これら全ての部材を搭載することはきわめて難しくなっている。また、部材の増加や大形化は、動力伝達効率を低下させて燃費に悪影響を及ぼし、さらには装置コストを増加させる原因となっている。
【０００６】
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、複数の原動機を併用する利点を活かしつつ回転動力が途切れないように円滑に変速操作を行うことができる、従来よりも小形で軽量かつ低廉なハイブリッド車用動力伝達装置及びその変速操作方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のハイブリッド車用動力伝達装置は、主原動機の回転動力を選択的に伝達する動力切替機構と、該動力切替機構に選択的に結合され、かつ副原動機が連結された第１入力軸及び該副原動機が連結されない第２入力軸と、該第１入力軸または該第２入力軸を始点として配設され、かつ選択的に係合することにより回転動力を伝達するとともに、互いに異なる変速比を有する複数のギヤトレーンと、該ギヤトレーンにより伝達された回転動力を出力する出力軸と、該主原動機及び該副原動機の回転速度を制御するとともに、該動力切替機構を切替操作する制御操作部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、主原動機と第１入力軸及び第２入力軸との間を動力切替機構で選択的に結合するとともに、副原動機を第１入力軸に常時連結し、主原動機及び副原動機の回転速度を制御操作部から直接的に制御することにより、デュアルクラッチによる摩擦同期操作を不要として、装置構成を簡素化したことを主旨とする。なお、入力軸の第１及び第２の区別は、副原動機が連結された入力軸を識別するために冠したものである。
【０００９】
前記主原動機はエンジンであり、前記副原動機は発電機を兼ねたモータである、ことが好ましい。
【００１０】
主原動機をエンジンとすることにより、第１入力軸または第２入力軸を始点とする全てのギヤトレーンをエンジン駆動に用いることができる。つまり、通常のエンジン駆動による走行では、任意のギヤトレーンの変速比を選択することができる。また、副原動機を発電機兼用モータとすることにより、第１入力軸を始点とするギヤトレーンをモータ駆動に用いることができる。さらに、エンジン動力や制動時の回生エネルギを第１入力軸から発電機兼用モータに入力することにより、電力を生成することができる。
【００１１】
前記モータが連結された前記第１入力軸を始点として第１速の前記ギヤトレーンが配設される、ことが好ましい。
【００１２】
上記の態様によれば、第１速による発進及び低速走行をモータ駆動で行い、低速時の効率が低いエンジン駆動の欠点を補うことができて、総合効率の向上に効果的となる。
【００１３】
前記動力切替機構は、前記主原動機の主出力軸とともに回転しかつ軸方向に移動可能に設けられ、さらに軸方向に移動したとき前記第１入力軸及び前記第２入力軸の一方に結合する切替操作部材を有する、ようにしてもよい。
【００１４】
さらに、前記主原動機の前記主出力軸はその外周側に駆動側内スプラインを有し、前記第１入力軸はその外周側に従動側第１内スプラインを有し、前記第２入力軸はその外周側に従動側第２内スプラインを有し、前記切替操作部材はその内周側に該駆動側内スプラインに嵌合する駆動側外スプラインと該従動側第１内スプライン及び該従動側第２内スプラインの一方に選択的に嵌合する従動側外スプラインとを有するスリーブである、ことが好ましい。
【００１５】
動力切替機構は、主原動機の主出力軸とともに回転しかつ軸方向移動可能にスプライン嵌合で保持されるスリーブとし、スリーブが第１入力軸または第２入力軸に選択的に嵌合するように構成することができる。この態様では、制御操作部は、スリーブを軸方向に移動させる嵌合操作に先立ち、主原動機の回転速度を嵌合させようとする入力軸に対して同期制御しておく。スリーブを用いた動力切替機構は、特許文献１に例示された従来の動力切換クラッチ及び変速用クラッチを併用する構成と比較して格段に簡易であり、小形で軽量かつ廉価とすることができる。なお、動力切替機構はこの態様に限定されず、例えば、周知のドッグクラッチを用いることもできる。
【００１６】
前記第１入力軸及び前記第２入力軸は、一方が棒状とされ他方が筒状とされて同軸内外に配置されている、ことでもよい。
【００１７】
小形軽量化の観点から２本の入力軸は同軸内外配置とすることが好ましく、副原動機は内外のいずれの入力軸に連結するようにしてもよい。なお、２本の入力軸を並行配置とすることもできる。
【００１８】
上述のハイブリッド車用動力伝達装置を対象とする本発明の変速操作方法は、前記主原動機及び前記副原動機の一方から第１のギヤトレーンを経て前記出力軸へ回転動力を伝達しているときに、新たな第２のギヤトレーンを係合するギヤトレーン係合工程と、前記制御操作部からの制御により該主原動機及び該副原動機の他方を該第２のギヤトレーンを介して該出力軸に同期させる同期工程と、該主原動機及び該副原動機の両方から該出力軸へ回転動力を伝達する並列工程と、該一方から該他方へ回転動力を移行する移行工程と、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の変速操作方法は、基本的にギヤトレーン係合工程、同期工程、並列工程、移行工程の４工程を有し、変速操作の前後で使用する原動機、入力軸、及びギヤトレーンの組み合わせにより以下に例示されるようにバリエーションが派生する。
【００２０】
本発明の変速操作方法は、前記動力切替機構をいずれの入力軸にも結合しない切り離し状態とし、前記副原動機から前記第１入力軸及び第１のギヤトレーンを経て前記出力軸まで回転動力を伝達しているときに、前記第２入力軸を始点とする新たな第２のギヤトレーンを係合するギヤトレーン係合工程と、前記制御操作部からの制御により前記主原動機を該第２入力軸に対して同期させる同期工程と、該動力切替機構を該第２入力軸に結合することにより、該主原動機から該第２入力軸及び該第２のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する並列工程と、該副原動機から該主原動機へ回転動力を移行する移行工程と、を有することでもよい。
【００２１】
駆動源を副原動機から主原動機へ移すときには、基本的な４工程で変速操作を終えることができる。ギヤトレーン係合工程により第２のギヤトレーンが係合されると、第２入力軸は出力軸に結合されて、出力軸側から駆動されることになる。したがって、同期工程において主原動機を第２入力軸に対して同期させる操作は、主原動機を第２のギヤトレーンを介して出力軸に同期させる操作と同義になる。また、並列工程で動力切替機構を該第２入力軸に結合したとき、出力軸は副原動機及び主原動機の両方から駆動され、一時的に並列運転状態となる。並列運転状態から、移行工程において副原動機を停止させつつ主原動機の出力を増加させることにより、回転動力が移行される。なお、駆動源を主原動機から副原動機へ移すときも、同様の４工程で変速操作を終えることができる。
【００２２】
本発明の変速操作方法は、前記副原動機を休止し、前記動力切替機構を前記第２入力軸に結合して、前記主原動機から該第２入力軸及び第３のギヤトレーンを経て前記出力軸まで回転動力を伝達しているときに、前記第１入力軸を始点とする新たな第４のギヤトレーンを係合するギヤトレーン係合工程と、該副原動機を始動し該第１入力軸に対して同期させるとともに該副原動機から該第１入力軸及び該第４のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する予備同期並列工程と、該主原動機から該副原動機へ回転動力を移行し、その後に該動力切替機構をいずれの入力軸にも結合しない切り離し状態とする予備移行工程と、前記制御操作部からの制御により該主原動機を該第１入力軸に対して同期させる同期工程と、該動力切替機構を該第１入力軸に結合することにより、該主原動機から該第１入力軸及び該第４のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する並列工程と、該副原動機から該主原動機へ回転動力を再度移行する移行工程と、を有することでもよい。
【００２３】
また、本発明の変速操作方法は、前記副原動機を休止し、前記動力切替機構を前記第１入力軸に結合して、前記主原動機から前記第１入力軸及び第５のギヤトレーンを経て前記出力軸まで回転動力を伝達しているときに、該副原動機を始動し該第１入力軸に対して同期させるとともに該副原動機から該第１入力軸及び該第５のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する予備同期並列工程と、該主原動機から該副原動機へ回転動力を移行した後に、該動力切替機構をいずれの入力軸にも結合しない切り離し状態とする予備移行工程と、該第２入力軸を始点とする新たな第６のギヤトレーンを形成するギヤトレーン形成工程と、前記制御操作部からの制御により該主原動機を該第２入力軸に対して同期させる同期工程と、該動力切替機構を該第２入力軸に結合することにより、該主原動機から該第２入力軸及び該第６のギヤトレーンを経て該出力軸に達する伝達経路を確立する並列工程と、該副原動機から該主原動機へ回転動力を再度移行する移行工程と、を有することでもよい。
【００２４】
変速操作前後の駆動源は主原動機のままで回転動力を伝達する入力軸を移すときには、一旦副原動機に回転動力を移行し、動力切替機構に結合される入力軸を切替操作した後に、回転動力を主原動機に戻す操作となるため、工程数が増加する。また、変速操作前後のギヤトレーンがどちらの入力軸を始点としているかにより、工程内容に変化が生じる。
【００２５】
さらに、上述の変速操作方法を応用することにより、飛び越し変速操作や両原動機で駆動する並列運転操作も行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のハイブリッド車用動力伝達装置は、主原動機と第１入力軸及び第２入力軸との間を動力切替機構で選択的に結合するとともに、副原動機を第１入力軸に常時連結し、主原動機及び副原動機の回転速度を制御操作部から直接的に制御するようにした。したがって、デュアルクラッチを用いて摩擦同期操作を行う必要がなく、かつ回転動力を途切れさせないで変速操作を行う簡易な装置を実現することができた。
【００２７】
また、主原動機をエンジンとし、副原動機を発電機兼用モータとした態様では、全てのギヤトレーンをエンジン駆動に用いることができ、第１入力軸を始点とするギヤトレーンをモータ駆動に用いることができ、エンジン動力や制動時の回生エネルギを第１入力軸から発電機兼用モータに入力することにより電力を生成することができる。つまり、装置構成を簡素化しても、従来のハイブリッド車と同様の機能を維持しつつ、回転動力を途切れさせないというデュアルクラッチの特徴的機能を付与することができた。
【００２８】
さらに、モータが連結された第１入力軸を始点として第１速の前記ギヤトレーンを配設した態様では、第１速による発進及び低速走行をモータ駆動で行うことができて、総合効率の向上に効果的である。
【００２９】
また、動力切替機構として、主原動機の主出力軸とともに回転しかつ軸方向移動可能にスプライン嵌合で保持されるスリーブを用いた態様は、従来の動力切換クラッチ及び変速用クラッチを併用する構成と比較して格段に簡易であり、小形で軽量かつ廉価とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明を実施するための最良の形態を、図１及び図２を参考にして説明する。図１は本発明の実施例のハイブリッド車用動力伝達装置を模式的に説明する図である。実施例のハイブリッド車用動力伝達装置１は、エンジン９１を主原動機とし、モータ９４を副原動機として、デファレンシャル装置９７に回転動力を伝達出力する装置である。動力伝達装置１は、動力切替機構２、第１入力軸３及び第２入力軸４、複数のギヤトレーン５１〜５５及び５Ｒ、出力軸６、制御操作部７で構成されている。
【００３１】
第１入力軸３は筒状に形成され、第２入力軸４は棒状に形成されており、第２入力軸４が第１入力軸３を突き抜けるように同軸内外に配置されている。第１入力軸３及び第２入力軸４は、後述するようにそれぞれの右端で動力切替機構２に選択的に結合されるようになっている。出力軸６は両入力軸３、４の図中下方に平行して配置されている。出力軸６の右端には出力歯車６１が一体に設けられ、出力歯車６１はデファレンシャル装置９７の入力歯車９８に噛合して回転動力を出力するように構成されている。なお、これら３軸３、４、６は、図略の軸受部によりケーシングに回動自在に軸支されている。
【００３２】
第１入力軸３の右寄りの外周側には、モータ９４のロータ９５が一体的に回転するように設けられている。一方、ロータ９５に対向してケーシング側にステータ９６が設けられ、ステータ９６は制御操作部７と電力をやりとりするように構成されている。モータ９４は発電機を兼ねており、制御操作部７から所定の周波数の電力がステータ９６に入力されると所定の回転速度の副原動機として作用し、逆に第１入力軸３から回転動力がロータ９５に入力されると、電力を生成して制御操作部７に出力する。生成された電力は一旦バッテリに蓄えられて、車両内の電気負荷に供給され、またモータ９４駆動時の走行に消費されるようになっている。
【００３３】
動力切替機構２は、エンジン９１の回転動力を選択的に伝達する機構であり、切替操作部材としてスリーブ２１を有している。詳述すると、エンジン９１の主出力軸９２の外周側には駆動側内スプライン９３が設けられている。第１入力軸３及び第２入力軸４の右端は拡径されてその外周側にそれぞれ、従動側第１内スプライン３１及び従動側第２内スプライン４１が設けられている。従動側第１内スプライン３１及び従動側第２内スプライン４１は等径、同ピッチの同一仕様とされ、図示されるように軸方向に間隔を開けて配置されている。一方、スリーブ２１は略筒状とされ、その内周側の右側に駆動側外スプライン２２が設けられ、左側に従動側外スプライン２３が設けられている。駆動側外スプライン２２は駆動側内スプライン９３に常時嵌合しており、スリーブ２は主出力軸９２とともに回転しかつ軸方向に移動可能となっている。従動側外スプライン２３は、軸方向左側に移動したときに第１入力軸３の従動側第１内スプライン３１に嵌合し、軸方向右側に移動したときに第２入力軸４の従動側第２内スプライン４１に嵌合して、回転動力を選択的に各入力軸３、４に伝達するようになっている。また、従動側外スプライン２３は、左右いずれにも移動していないときに２つの従動側内スプライン３１、４１の中間に位置し、回転動力を伝達しない切り離し状態となるように構成されている。図１では、スリーブ２１は軸方向左側に移動して、エンジン９１から第１入力軸３へ回転動力を伝達している状態が示されている。
【００３４】
複数のギヤトレーン５１〜５５及び５Ｒは、選択的に係合することにより回転動力を伝達するとともに、互いに異なる変速比を有するように構成されている。第１速、第３速、第５速の各ギヤトレーン５１、５３、５５は、第１入力軸３に図中左側から配置された各駆動歯車と、対向して出力軸６に配置された各従動歯車とがそれぞれ対になって噛合することにより形成されている。同様に、第２速、第４速の各ギヤトレーン５２、５４は、第２入力軸４に図中左側から配置された各駆動歯車と、対向して出力軸６に配置された各従動歯車とがそれぞれ対になって噛合することにより形成されている。また、後進用ギヤトレーン５Ｒは、第１入力軸３に設けられた後進駆動歯車と出力軸６に設けられた後進従動歯車とが中間歯車を介して噛合することにより形成されている。なお、各ギヤトレーン５１〜５５及び５Ｒは、周知のシンクロメッシュ機構により選択的に係合されるように構成されている。
【００３５】
制御操作部７は、エンジン９１及びモータ９４の回転速度を制御するとともに、動力切替機構２を切替操作するものであり、電子制御装置、各種アクチュエータ、各種センサ、及び電源供給部で構成されている。エンジン９１の回転速度の制御は、主出力軸９２の回転数を検出して、燃料供給量や給気量を調整することにより行なわれる。モータ９４の回転速度の制御は、電源供給部から供給する電力の周波数や電圧を調整してモータに供給することにより行なわれる。また、動力切替機構２の切替操作は、油圧や電動のアクチュエータでスリーブ２１を操作することにより行なわれる。これらの制御及び操作の方法は特に限定されず、周知の技術を適用することができる。
【００３６】
次に、上述の実施例のハイブリッド車用動力伝達装置１の操作方法及び作用について説明する。最初に、車両停止状態からの発進操作方法について説明する。車両停止状態では、エンジン９１及びモータ９４は停止し、動力切替機構２は切り離し状態とされ、ギヤトレーン５１〜５５及び５Ｒはいずれも係合されていない。ここでまず、第１入力軸３を始点とする第１速ギヤトレーン５１がシンクロメッシュ機構により係合される。次に、制御操作部７が電源供給部からモータ９４に電力を供給すると、モータ９４が始動して第１入力軸３が回転し始め、第１速ギヤトレーン５１を介して出力軸６からデファレンシャル装置９７に回転動力が出力される。これにより、車両は第１速で発進し走行する。
【００３７】
続いて、モータ９４駆動の第１速からエンジン９１駆動の第２速へのシフトアップ変速操作について、図２を参考に説明する。図２は、本発明の実施例のハイブリッド車用動力伝達装置１の変速操作方法を説明するフローチャートの図である。第１速走行中に第２速への変速要求が生じると、まずギヤトレーン係合工程Ｐ１で、第２入力軸４を始点とする第２速ギヤトレーン５２がシンクロメッシュ機構により係合される。次に同期工程Ｐ２で、制御操作部７からの制御によりエンジン９１が始動されて、第２入力軸４に対して同期される。つまり、エンジン９１は、第２入力軸４及び第２速ギヤトレーン５２を介して出力軸６に同期される。次に並列工程Ｐ３で、動力切替機構２が第２入力軸４に結合されると、エンジン９１から出力軸６へ回転動力を伝達するようになり、エンジン９１とモータ９４とが並列運転される。最後に移行工程Ｐ４で、モータ９４の出力を減少させつつエンジン９１の出力を増加させ、最終的にモータ９４を休止させることにより、回転動力が移行されて、変速操作が終了する。
【００３８】
続いて、エンジン９１駆動の第２速から第３速への変速操作について説明する。第２速走行中に第３速への変速要求が生じると、まずギヤトレーン係合工程で、第１入力軸３を始点とする第３速ギヤトレーン５３がシンクロメッシュ機構により係合される。次に予備同期並列工程で、モータ９４が始動されて第１入力軸３に対して同期される。つまり、モータ９４からも第１入力軸３及び第３速ギヤトレーン５３を経て出力軸６に回転動力が伝達され、エンジン９１とモータ９４とが並列運転される。次に予備移行工程で、エンジン９１からモータ９４へ回転動力が移行され、その後に動力切替機構２が切り離し状態とされる。次に同期工程で、エンジン９１が第１入力軸３に対して同期される。次に並列工程で、動力切替機構２が第１入力軸３に結合され、エンジン９１から第１入力軸３及び第３速ギヤトレーン５３を経て出力軸６に達する伝達経路が確立され、エンジン９１とモータ９４とが並列運転される。最後に移行工程で、モータ９４の出力を減少させつつエンジン９１の出力を増加させ、最終的にモータ９４を休止させることにより、回転動力が移行されて、変速操作が終了する。
【００３９】
続いて、エンジンタ９１駆動の第３速から第４速への変速操作について説明する。第３速走行中に第４速への変速要求が生じると、まず予備同期並列工程で、モータ９４が始動されて第１入力軸３に対して同期される。つまり、モータ９４からも第１入力軸３及び第３速ギヤトレーン５３を経て出力軸６に回転動力が伝達され、エンジン９１とモータ９４とが並列運転される。次に予備移行工程で、エンジン９１からモータ９４へ回転動力が移行され、その後に動力切替機構２が切り離し状態とされる。次にギヤトレーン形成工程で、第１入力軸２を始点とする第４速ギヤトレーン５４がシンクロメッシュ機構により係合される。次に同期工程で、エンジン９１が第２入力軸４に対して同期される。次に並列工程で、動力切替機構２が第２入力軸４に結合され、エンジン９１から第２入力軸４及び第４速ギヤトレーン５４を経て出力軸６に達する伝達経路が確立され、エンジン９１とモータ９４とが並列運転される。最後に移行工程で、モータ９４の出力を減少させつつエンジン９１の出力を増加させ、最終的にモータ９４を休止させることにより、回転動力が移行されて、変速操作が終了する。
【００４０】
以下、第４速から第５速へのシフトアップ変速操作も、第２速から第３速への変速操作と同様にして行うことができる。また高速側から低速側へのシフトダウン変速動作や飛び越し変速操作も、同様にして行うことができる。
【００４１】
なお、モータ９４の発電作用は、奇数速のギヤトレーン５１、５３、５５での走行時にはエンジン９１から直接第１入力軸３に回転動力が入力されることで実現され、また偶数速のギヤトレーン５２、５４での走行時にはエンジン９１から出力軸６を介して第１入力軸３に回転動力が入力されることで実現される。さらに、制動により回生エネルギが発生している時も、出力軸６を介して第１入力軸３に回転動力が入力されて、モータ９４の発電作用が実現される。
【００４２】
以上説明したように、本実施例では、制御操作部７からの直接的な制御によりエンジン９１及びモータ９４の回転速度を調整して同期させるようにしている。したがって、従来のような摩擦係合により同期を達成する摩擦クラッチに替えて、スリーブを用いた簡易な構造の動力切替機構２を用いることができ、装置の小形軽量化及び低廉化を達成することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例のハイブリッド車用動力伝達装置を模式的に説明する図である。
【図２】図１の実施例において、変速操作方法を説明するフローチャートの図である。
【符号の説明】
【００４４】
１：ハイブリッド車用動力伝達装置
２：動力切替機構                          ２１：スリーブ
３：第１入力軸
４：第２入力軸
５１〜５５：第１速〜第５速ギヤトレーン    ５Ｒ：後進ギヤトレーン
６：出力軸
７：制御操作部
９１：エンジン        ９４：モータ        ９７： デファレンシャル装置
【図１】
2009292215.tif 000003
【図２】
2009292215.tif 000004