JP2014149031A - 変速機制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】一つの変速段に切換える際に切換換機構に加わるメインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力を抑えることができる変速機制御装置を提供する。
【解決手段】変速段を形成する複数の切換機構35,36,46、47の連結は、エンジン走行用ギヤトレーンによる動力伝達経路において、変速機4の出力側の軸41に近い側の切換機構から順に連結させる。
【選択図】図6
【解決手段】変速段を形成する複数の切換機構35,36,46、47の連結は、エンジン走行用ギヤトレーンによる動力伝達経路において、変速機4の出力側の軸41に近い側の切換機構から順に連結させる。
【選択図】図6
Description
本発明は車両の変速機に使用される変速機制御装置に関するものである。
車両の変速機は、例えば内燃機関等のエンジンからの回転動力がメインクラッチを経て伝達されるとともに前記メインクラッチのクラッチディスクに固定された変速機の入力側の軸と、前記回転動力を変速して前記入力側の軸から前記変速機の出力側の軸に伝達可能である動力伝達経路を構成するエンジン走行用ギヤトレーンと、前記動力伝達経路に設けられて前記エンジン走行用ギヤトレーンを複数の変速段に切換可能な複数の切換機構とが設けられている。変速機の構成要素において、メインクラッチのクラッチディスクはその余の構成要素に比して径が大きく慣性も大きい。従って、エンジンと変速機の入力側の軸とを接続するメインクラッチを非係合にした状態で、切換機構による連結にて複数の変速段のうちの一つの変速段に切換えるとき、変速機の入力側の軸にはメインクラッチのクラッチディスク分の慣性が付いているので、変速機の入力側の軸と出力側の軸との間で回転差がある場合そのメインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力が切換機構に加わるため、切換機構にてメインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力を吸収する必要がある。
しかしながら、特許文献1に開示される技術では、前記複数の変速段のうちの一つの変速段に切換える際に前記切換機構に加わるメインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力を抑えることに関して何ら考慮されていないため、切換機構はその作用力を吸収すべく強度確保のため、大型化し重量増となっていた。なお、変速に要する時間を短縮するためにその複数の切換機構の連結は全て同時に行なわれるのが一般的であった。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数の変速段のうちの一つの変速段に切換える際に切換換機構に加わるメインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力を抑えることができる変速機制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1に係る変速機制御装置は、エンジンからの回転動力がメインクラッチを経て伝達されるとともに前記メインクラッチのクラッチディスクに固定された変速機の入力側の軸と、前記回転動力を変速して前記入力側の軸から前記変速機の出力側の軸に伝達可能である動力伝達経路を構成するエンジン走行用ギヤトレーンと、前記動力伝達経路に設けられて前記エンジン走行用ギヤトレーンを複数の変速段に連結にて切換可能な複数の切換機構と、前記複数の変速段のうちの一つの変速段を形成する前記複数の切換機構の連結は前記動力伝達経路において前記出力側の軸に近い側の切換機構から順に連結させることを要旨とする。
上記課題を解決するため、請求項2に係る変速機制御装置は、請求項1に記載の変速機制御装置において、前記複数の切換機構は、ドグクラッチであることを要旨とする。
上記課題を解決するため、請求項3に係る変速機制御装置は、請求項1または請求項2に記載の変速機制御装置において、前記メインクラッチの係合は前記切換機構の連結後に行なわれることを要旨とする。
上記課題を解決するため、請求項4に係る変速機制御装置は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の変速機制御装置において、前記複数の切換機構の少なくとも一つを介して前記出力側の軸へモータジェネレータからの回転動力が伝達されることを要旨とする。
上記課題を解決するため、請求項5に係る変速機制御装置は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の変速機制御装置において、前記エンジン走行用ギヤトレーンは、前記入力側の軸および前記出力側の軸と略平行に配置された中間軸を有し、前記複数の切換機構は、前記出力側の軸と前記中間軸とを連結する第1の切換機構と、前記中間軸と前記入力側の軸とを連結する第2の切換機構とを有することを要旨とする。
上記課題を解決するため、請求項6に係る変速機制御装置は、請求項5に記載の変速機制御装置において、前記複数の切換機構は、前記動力伝達経路における前記第1の切換機構と前記第2の切換機構との間に第3の切換機構を有することを要旨とする。
請求項1に係る変速機制御装置の発明によれば、複数の変速段のうちの一つの変速段を形成する複数の切換機構の連結は、動力伝達経路において変速機の出力側の軸に近い側の切換機構から順に連結することから、メインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力は、切換機構のうち最後に連結される動力伝達経路において入力側の軸に近い側の切換機構に初めて加わることになる。一方、複数の変速段のうちの一つの変速段を形成する複数の切換機構の連結を同時又は動力伝達経路において変速機の入力側の軸に近い側の切換機構から順に連結した場合には、動力伝達経路において入力側の軸に近い切換機構の連結にてメインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力が動力伝達経路のギヤトレーンによるギヤ比を介して増大して、最後に連結される動力伝達経路において出力側の軸に近い切換機構に加わることとなる。従って、複数の変速段のうちの一つの変速段を形成する複数の切換機構の連結は動力伝達経路において変速機の出力側の軸に近い側の切換機構から順に連結させることにより、メインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力が動力伝達経路のギヤトレーンのギヤ比を介して増大することがなく、メインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力は、切換機構のうち最後に連結される動力伝達経路において入力側に近い側の切換機構に初めて加わることになる結果、複数の変速段のうちの一つの変速段へ切換える際に切換機構に作用するメインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力を抑えることができる。
請求項2に係る変速機制御装置の発明によれば、複数の切換機構に、ドグクラッチを利用でき、構造の簡単化ができる。また、ドグクラッチは、回転動力を摩擦で伝達するのではなく、噛み合いで伝達するため、いきなり結合(連結)する構造上、変速ショックが大きくならざるをえないドグクラッチには、複数の変速段のうちの一つの変速段へ切換える際に切換機構に作用するメインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力を抑えることができる本発明が有効である。
請求項3に係る変速機制御装置の発明によれば、メインクラッチの係合は切換機構の連結後に行なわれるので、スムーズな変速を行える。
請求項4に係る変速機制御装置の発明によれば、複数の切換機構の少なくとも一つを介して出力側の軸へモータジェネレータからの回転動力が伝達されるので、異なる動力源を用いたハイブリッド用の変速機にも利用できる。
請求項5に係る変速機制御装置の発明によれば、エンジン走行用ギヤトレーンは、入力側の軸および出力側の軸と略平行に配置された中間軸を有し、複数の切換機構は、出力側の軸と中間軸とを接続する第1の切換機構と中間軸と前記入力側の軸とを連結させる第2の切換機構を有するので、平行3軸変速機にも利用できる。
請求項6に係る変速機制御装置の発明によれば、複数の切換機構は、動力伝達経路における第1の切換機構と第2の切換機構との間に第3の切換機構を有するので、3つの切換機構を連結させて変速段を形成する場合にも利用できる。
本発明に係る変速機制御装置を適用した変速機を備えた車両駆動装置について図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
図1を参照すると、車両駆動装置1は、動力源として、燃料の燃焼エネルギーにより回転動力を出力するエンジン2と、電気エネルギーにより回転動力を出力するモータジェネレータ5とを備えるハイブリッド車両を駆動する装置である。車両駆動装置1は、エンジン2と車輪7、8との間の動力伝達経路上にメインクラッチ3、変速機4、モータジェネレータ5、及び差動装置6を有する。車両駆動装置1は、エンジン2、メインクラッチ3、変速機4、及びモータジェネレータ5の制御系として、インバータ10と、バッテリ11と、エンジン制御装置12と、変速機制御装置13と、モータジェネレータ制御装置14と、バッテリ制御装置15と、ハイブリッド制御装置16と、センサ17とを有する。
エンジン2は、例えば、燃料(例えば、ガソリン、軽油などの炭化水素系)の燃焼により、クランクシャフト2aから回転動力を出力する内燃機関である(図1、図2参照)。クランクシャフト2aの回転動力は、メインクラッチ3の入力側部材に伝達される。エンジン2は、各種センサ(エンジン回転センサ等)、アクチュエータ(インジェクタ、スロットルバルブを駆動するアクチュエータ等)を有し、エンジン制御装置12に通信可能に接続されており、エンジン制御装置12によって制御される。
メインクラッチ3は、エンジン2及び変速機4との間の動力伝達経路上に配設されるとともに、エンジン2から変速機4への回転動力を断接可能な装置である(図1、図2参照)。メインクラッチ3は、クランクシャフト2aと入力軸21との間の動力伝達経路上において、ダンパ部3a及びクラッチ部3bを有する。ダンパ部3aは、クランクシャフト2aと一体に回転する入力側部材と、クラッチ部3bの入力側に接続される中間部材と、の間に生じた変動トルクを弾性力によって吸収する部分である。クラッチ部3bは、ダンパ部3aの出力側に接続される中間部材と、変速機4の入力側の軸である入力軸21と一体に回転する出力側部材と、が係合することで、中間部材から入力軸21へ回転動力を伝達する部分である。クラッチ部3bの出力側部材には、変速機4の構成要素の内、他の構成要素に比して径が大きく慣性も大きく無視し得ない程度なる大きな慣性となるクラッチディスク3b1が設けられている。メインクラッチ3の係合/非係合動作は、変速機制御装置13によって駆動制御されるクラッチアクチュエータ(図示せず)によって行われる。
変速機4は、エンジン2及びモータジェネレータ5の一方又は両方からの回転動力を変速して差動装置6に向けて出力する歯車機構である(図1、図2参照)。変速機4は、入力軸21、及び、入力軸21に略平行に配置された出力側の軸なる出力軸41、並びに、中間軸として入力軸21に略平行に配置されたアイドラギヤ33、34用の軸32の平行3軸を有し、かつ、前進5速段に切換可能な平行3軸5速変速機構を有する。変速機4は、入力軸21と出力軸41との間の動力伝達経路上おいて、入力軸21と、入力軸22と、入力駆動ギヤ23と、入力アイドラギヤ24と、軸25と、第1駆動ギヤ26と、第2駆動ギヤ27と、第3駆動ギヤ28と、第4駆動ギヤ29と、第5駆動ギヤ30と、リバースアイドラギヤ31と、軸32と、第1アイドラギヤ33と、第2アイドラギヤ34と、第1切換機構35と、第2切換機構36と、出力軸41と、第1従動ギヤ42と、第2従動ギヤ43と、第3従動ギヤ44と、第4従動ギヤ45と、第3切換機構46と、第4切換機構47と、を有する。
入力軸21は、エンジン2からの回転動力が入力される変速機4の入力側の軸であり、メインクラッチ3の出力側部材に設けられたクラッチディスク3b1と一体に回転する(図1、図2参照)。入力軸21の外周には、メインクラッチ3側から順に、第1駆動ギヤ26、第2駆動ギヤ27、第3駆動ギヤ28、第1切換機構35、第4駆動ギヤ29、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30が配されている。入力軸21は、変速機4のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。入力軸21は、第1駆動ギヤ26、第2駆動ギヤ27、及び第3駆動ギヤ28と一体に回転する円環状の軸25を空転可能に支持する。入力軸21は、第4駆動ギヤ29を空転可能に支持する。入力軸21は、第5駆動ギヤ30を空転可能に支持する。入力軸21は、第4駆動ギヤ29と第5駆動ギヤ30との間に配された第2切換機構36において、第4駆動ギヤ29又は第5駆動ギヤ30を選択して連結可能に構成されている。
入力軸22は、モータジェネレータ5からの回転動力が入力される軸である(図1、図2参照)。入力軸22は、変速機4のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。入力軸22は、入力駆動ギヤ23と一体に回転する。入力軸22は、モータジェネレータ5によるEV(Electric Vehicle)走行用ギヤトレーンの構成要素である。
入力駆動ギヤ23は、モータジェネレータ5からの回転動力により入力アイドラギヤ24を回転駆動するギヤである(図2参照)。入力駆動ギヤ23は、入力軸22と一体に回転する。入力駆動ギヤ23は、入力アイドラギヤ24と噛合っている。入力駆動ギヤ23は、モータジェネレータ5によるEV走行用ギヤトレーンの構成要素である。
入力アイドラギヤ24は、入力駆動ギヤ23からの回転動力により第1駆動ギヤ26を回転駆動するギヤである(図2参照)。入力アイドラギヤ24は、変速機4のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。入力アイドラギヤ24は、入力駆動ギヤ23及び第1駆動ギヤ26と噛合っている。入力アイドラギヤ24は、モータジェネレータ5によるEV走行用ギヤトレーンの構成要素である。
軸25は、入力軸21に空転可能に支持された円環状の軸である(図2参照)。軸25は、外周において、メインクラッチ3側から順に、第1駆動ギヤ26、第2駆動ギヤ27、及び第3駆動ギヤ28が配され、第1駆動ギヤ26、第2駆動ギヤ27、及び第3駆動ギヤ28と一体に回転する。軸25は、第3駆動ギヤ28と第4駆動ギヤ29との間に配された第1切換機構35において、第4駆動ギヤ29と連結可能に構成されている。軸25は、モータジェネレータ5によるEV走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第1駆動ギヤ26は、第1従動ギヤ42を駆動するギヤである(図2参照)。第1駆動ギヤ26は、軸25を介して第2駆動ギヤ27及び第3駆動ギヤ28と一体に回転する。第1駆動ギヤ26は、軸25を介して入力軸21に空転可能に支持されている。第1駆動ギヤ26は、入力アイドラギヤ24及び第1従動ギヤ42と噛合っている。第1駆動ギヤ26の径は、第3駆動ギヤ28の径よりも小さく構成されている。第1駆動ギヤ26は、モータジェネレータ5によるEV走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第2駆動ギヤ27は、リバースアイドラギヤ31と噛合ったときに、リバースアイドラギヤ31を介して第2従動ギヤ43を駆動するギヤである(図2参照)。第2駆動ギヤ27は、後退するときにリバースアイドラギヤ31と噛合い、後退以外のときにリバースアイドラギヤ31と噛合わない。第2駆動ギヤ27は、軸25を介して第1駆動ギヤ26及び第3駆動ギヤ28と一体に回転する。第2駆動ギヤ27は、軸25を介して入力軸21に空転可能に支持されている。
第3駆動ギヤ28は、第3従動ギヤ44を駆動するギヤである(図2参照)。第3駆動ギヤ28は、軸25を介して第1駆動ギヤ26及び第2駆動ギヤ27と一体に回転する。第3駆動ギヤ28は、軸25を介して入力軸21に空転可能に支持されている。第3駆動ギヤ28は、第3従動ギヤ44と噛合っている。第3駆動ギヤ28の径は、第1駆動ギヤ26の径よりも大きく構成されている。第3駆動ギヤ28は、モータジェネレータ5によるEV走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第4駆動ギヤ29は、第4従動ギヤ45を駆動するギヤである(図2参照)。第4駆動ギヤ29は、入力軸21に空転可能に支持されている。第4駆動ギヤ29は、第1切換機構35において、軸25と連結可能に構成されている。第4駆動ギヤ29は、第2切換機構36において、入力軸21と連結可能に構成されている。第4駆動ギヤ29は、第1アイドラギヤ33及び第4従動ギヤ45と噛合っている。第4駆動ギヤ29の径は、第5駆動ギヤ30の径よりも大きく構成されている。第4駆動ギヤ29は、エンジン走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第5駆動ギヤ30は、第2アイドラギヤ34を駆動するギヤである(図2参照)。第5駆動ギヤ30は、入力軸21に空転可能に支持されている。第5駆動ギヤ30は、第2切換機構36において、入力軸21と連結可能に構成されている。第5駆動ギヤ30は、第2アイドラギヤ34と噛合っている。第5駆動ギヤ30の径は、第4駆動ギヤ29の径よりも小さく構成されている。第5駆動ギヤ30は、エンジン走行用ギヤトレーンの構成要素である。
リバースアイドラギヤ31は、第2駆動ギヤ27及び第2従動ギヤ43と噛合ったときに、第2駆動ギヤ27の回転駆動を受けて第2従動ギヤ43を駆動するギヤである(図2参照)。リバースアイドラギヤ31は、軸方向に移動可能であり、後退するときに第2駆動ギヤ27及び第2従動ギヤ43の両方と噛合い、後退以外のときに第2駆動ギヤ27及び第2従動ギヤ43の両方と噛合わず空転する。リバースアイドラギヤ31は、変速機4のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。リバースアイドラギヤ31の軸方向の移動は、変速アクチュエータ(図示せず)によって行われる。変速アクチュエータ(図示せず)は、変速機制御装置13によって駆動制御される。
中間軸32は、軸方向における第4駆動ギヤ29及び第5駆動ギヤ30が配された位置にて、入力軸21に対して略平行に配置された軸である(図2参照)。中間軸32は、変速機4のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。中間軸32は、外周において、メインクラッチ3側から順に、第1アイドラギヤ33及び第2アイドラギヤ34が配され、第1アイドラギヤ33及び第2アイドラギヤ34と一体に回転する。中間軸32は、エンジン走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第1アイドラギヤ33は、第4駆動ギヤ29を駆動するギヤである(図2参照)。第1アイドラギヤ33は、中間軸32及び第2アイドラギヤ34と一体に回転し、中間軸32を介して変速機4のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。第1アイドラギヤ33は、第4駆動ギヤ29と噛合っている。第1アイドラギヤ33の径は、第2アイドラギヤ34の径よりも小さく構成されている。第1アイドラギヤ33は、エンジン走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第2アイドラギヤ34は、第5駆動ギヤ30からの駆動を受けるギヤである(図2参照)。第2アイドラギヤ34は、中間軸32及び第1アイドラギヤ33と一体に回転し、中間軸32を介して変速機4のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。第2アイドラギヤ34は、第5駆動ギヤ30と噛合っている。第2アイドラギヤ34の径は、第1アイドラギヤ33の径よりも大きく構成されている。第2アイドラギヤ34は、エンジン走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第1切換機構35は、第1駆動ギヤ26、第2駆動ギヤ27、及び第3駆動ギヤ28と一体に回転する軸25と第4駆動ギヤ29との連結及びその解除を切り換える機構である(図2参照)。第1切換機構35は、EV走行用ギヤトレーン(図2の22、23、24、25、26、28、42、44、46)とエンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、30、32、33、34、36、45、47)とを切り離す機構となる。第1切換機構35は、第3駆動ギヤ28と第4駆動ギヤ29との間に配されている。第1切換機構35は、例えばドグクラッチが用いられ、第4駆動ギヤ29とスプライン係合するスリーブが軸25とスプライン係合することで第4駆動ギヤ29と軸25とを連結して第4駆動ギヤ29と軸25とを一体回転するようにし、当該スリーブを軸25とのスプライン係合を解除することで第4駆動ギヤ29と軸25との連結を解除して第4駆動ギヤ29と軸25とを相対回転可能にする。第1切換機構35の切換動作は、変速アクチュエータ(図示せず)によって行われる。変速アクチュエータ(図示せず)は、変速機制御装置13によって駆動制御される。
第2切換機構36は、入力軸21に対して第4駆動ギヤ29又は第5駆動ギヤ30を選択して連結及びその解除を切り換える機構である(図2参照)。第2切換機構36は、第4駆動ギヤ29と第5駆動ギヤ30との間に配されている。第2切換機構36は、例えばドグクラッチが用いられ、入力軸21とスプライン係合するスリーブを「F」側に移動して第4駆動ギヤ29とスプライン係合することで入力軸21と第4駆動ギヤ29とを連結して入力軸21と第4駆動ギヤ29とを一体回転するようにする。第2切換機構36は、入力軸21とスプライン係合するスリーブを「R」側に移動して第5駆動ギヤ30とスプライン係合することで入力軸21と第5駆動ギヤ30とを連結して入力軸21と第5駆動ギヤ30とを一体回転するようにする。第2切換機構36の切換動作は、変速アクチュエータ(図示せず)によって行われる。変速アクチュエータ(図示せず)は、変速機制御装置13によって駆動制御される。
出力軸41は、変速機4に入力され変速された回転動力を差動装置6に向けて出力する出力側の軸である(図1、図2参照)。出力軸41の外周には、エンジン側(図2の左側)から順に、第1従動ギヤ42、第3切換機構46(第2従動ギヤ43を含む)、第3従動ギヤ44、第4従動ギヤ45、第4切換機構47が配されている。出力軸41は、変速機4のハウジング(図示せず)に回転可能に支持されている。出力軸41は、第1従動ギヤ42を空転可能に支持する。出力軸41は、第1従動ギヤ42と第3従動ギヤ44との間に配された第3切換機構46において、第1従動ギヤ42又は第3従動ギヤ44を選択して連結可能に構成されている。出力軸41は、第3切換機構46においてスプライン係合するスリーブに取り付けられた第2従動ギヤ43と一体に回転する。出力軸41は、第3従動ギヤ44を空転可能に支持する。出力軸41は、第4従動ギヤ45を空転可能に支持する。出力軸41は、第4切換機構47において、第4従動ギヤ45と連結可能に構成されている。出力軸41は、第1従動ギヤ42よりもエンジン側(図2の左側)の部分にて出力駆動ギヤ51が取り付けられており、出力駆動ギヤ51と一体に回転する。なお、出力軸41は、第4切換機構47よりもエンジン側に対する反対側(図2の右側)の部分に出力駆動ギヤ51が取り付けられてもよい。
第1従動ギヤ42は、第1駆動ギヤ26によって駆動されるギヤである(図2参照)。第1従動ギヤ42は、出力軸41に空転可能に支持されている。第1従動ギヤ42は、第3切換機構46において、出力軸41と連結可能に構成されている。第1従動ギヤ42は、第1駆動ギヤ26と噛合っている。第1従動ギヤ42の径は、第3従動ギヤ44の径よりも大きく構成されている。第1従動ギヤ42は、モータジェネレータ5によるEV走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第2従動ギヤ43は、リバースアイドラギヤ31と噛合ったときに、リバースアイドラギヤ31を介して第2駆動ギヤ27によって駆動されるギヤである(図2参照)。第2従動ギヤ43は、後退するときにリバースアイドラギヤ31と噛合い、後退以外のときにリバースアイドラギヤ31と噛合わない。第2従動ギヤ43は、第3切換機構46において出力軸41とスプライン係合するスリーブに取り付けられており、当該スリーブ及び出力軸41と一体に回転する。
第3従動ギヤ44は、第3駆動ギヤ28によって駆動されるギヤである(図2参照)。第3従動ギヤ44は、出力軸41に空転可能に支持されている。第3従動ギヤ44は、第3切換機構46において、出力軸41と連結可能に構成されている。第3従動ギヤ44は、第3駆動ギヤ28と噛合っている。第3従動ギヤ44の径は、第1従動ギヤ42の径よりも小さく構成されている。第3従動ギヤ44は、モータジェネレータ5によるEV走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第4従動ギヤ45は、第4駆動ギヤ29によって駆動されるギヤである(図2参照)。第4従動ギヤ45は、出力軸41に空転可能に支持されている。第4従動ギヤ45は、第4切換機構47において、出力軸41と連結可能に構成されている。第4従動ギヤ45は、第4駆動ギヤ29と噛合っている。第4従動ギヤ45は、エンジン走行用ギヤトレーンの構成要素である。
第3切換機構46は、出力軸41に対して第1従動ギヤ42又は第3従動ギヤ44を選択して連結及びその解除を切り換える機構である(図2参照)。第3切換機構46は、第1従動ギヤ42と第3従動ギヤ44との間に配されている。第3切換機構46は、例えばドグクラッチが用いられ、出力軸41とスプライン係合するスリーブを「F」側に移動して第1従動ギヤ42とスプライン係合することで出力軸41と第1従動ギヤ42とを連結して出力軸41と第1従動ギヤ42とを一体回転するようにする。第3切換機構46は、出力軸41とスプライン係合するスリーブを「R」側に移動して第3従動ギヤ44とスプライン係合することで出力軸41と第3従動ギヤ44とを連結して出力軸41と第3従動ギヤ44とを一体回転するようにする。第3切換機構46におけるスリーブは、第2従動ギヤ43が取り付けられており、第2従動ギヤ43と一体に回転する。第3切換機構46の切換動作は、変速アクチュエータ(図示せず)によって行われる。変速アクチュエータ(図示せず)は、変速機制御装置13によって駆動制御される。
第4切換機構47は、出力軸41と第4従動ギヤ45との連結及びその解除を切り換える機構である(図2参照)。第4切換機構47は、例えばドグクラッチが用いられ、出力軸41とスプライン係合するスリーブが第4従動ギヤ45とスプライン係合することで第4従動ギヤ45と出力軸41とを連結して第4従動ギヤ45と出力軸41とを一体回転するようにし、当該スリーブを第4従動ギヤ45とのスプライン係合を解除することで第4従動ギヤ45と出力軸41との連結を解除して第4従動ギヤ45と出力軸41とを相対回転可能にする。第4切換機構47の切換動作は、変速アクチュエータ(図示せず)によって行われる。変速アクチュエータ(図示せず)は、変速機制御装置13によって駆動制御される。
モータジェネレータ5は、電動機として駆動するとともに発電機としても駆動する同期発電電動機である(図1、図2参照)。モータジェネレータ5は、インバータ10を介してバッテリ11と電力のやり取りを行なう。モータジェネレータ5の出力軸は、入力軸22と連結され、入力軸22と一体に回転する。モータジェネレータ5は、エンジン2から変速機4を介して伝達された回転動力を用いて発電してバッテリ11を充電したり、車輪7、8からシャフト53、54、差動装置6、変速機4を介して伝達された回転動力を用いて回生してバッテリ11を充電したり、バッテリ11からの電力を用いて回転動力を出力できる。モータジェネレータ5には、出力軸(図示せず)の回転角度を検出する角度センサ(図示せず)、回転数センサ(図示せず)等の各種センサ(図示せず)が内蔵されており、各種センサがモータジェネレータ制御装置14に通信可能に接続されている。モータジェネレータ5は、インバータ10を介してモータジェネレータ制御装置14によって制御される。
差動装置6は、変速機4の出力軸41から入力された回転動力を差動可能にシャフト53、54に伝達する装置である(図1、図2参照)。差動装置6は、変速機4の出力軸41と一体に回転する出力駆動ギヤ51を有する。差動装置6は、出力駆動ギヤ51と噛合うリングギヤ52を有する。差動装置6は、リングギヤ52から入力された回転動力を、差をつけてシャフト53、54に振り分ける。シャフト53は、車輪7と一体に回転する。シャフト54は、車輪8と一体に回転する。
インバータ10は、モータジェネレータ制御装置14からの制御信号に応じて、モータジェネレータ5の動作(駆動動作、発電動作、回生動作)を制御する装置である(図1参照)。インバータ10は、昇圧コンバータ(図示せず)を介してバッテリ11と電気的に接続されている。
バッテリ11は、充電可能な2次電池である(図1参照)。バッテリ11は、昇圧コンバータ(図示せず)及びインバータ10を介してモータジェネレータ5と電気的に接続されている。
エンジン制御装置12は、エンジン2の動作を制御するコンピュータ(電子制御装置)である(図1参照)。エンジン制御装置12は、エンジン2に内蔵された各種アクチュエータ(図示せず;例えば、スロットルバルブ、インジェクタ等を駆動するアクチュエータ)、各種センサ(図示せず;例えば、エンジン回転センサ等)、及びハイブリッド制御装置16と通信可能に接続されている。エンジン制御装置12は、ハイブリッド制御装置16からの制御信号に応じて、所定のプログラム(データベース、マップ等を含む)に基づいて制御処理を行う。
変速機制御装置13は、メインクラッチ3、及び変速機4(図2の切換機構35、36、46、47、リバースアイドラギヤ31を含む)の動作を制御するコンピュータ(電子制御装置)である(図1参照)。変速機制御装置13は、各種アクチュエータ(図示せず)、各種センサ(図示せず;例えば、回転センサ等)、及びハイブリッド制御装置16と通信可能に接続されている。変速機制御装置13は、ハイブリッド制御装置16からの制御信号に応じて、所定のプログラム(データベース、変速マップ等を含む)に基づいて制御処理を行う。
モータジェネレータ制御装置14は、インバータ10を介してモータジェネレータ5の動作を制御するコンピュータ(電子制御装置)である(図1参照)。モータジェネレータ制御装置14は、インバータ10、各種センサ(図示せず;例えば、角度センサ等)、及びハイブリッド制御装置16と通信可能に接続されている。モータジェネレータ制御装置14は、ハイブリッド制御装置16からの制御信号に応じて、所定のプログラム(データベース、マップ等を含む)に基づいて制御処理を行う。
バッテリ制御装置15は、バッテリ11の充放電状態を管理するコンピュータ(電子制御装置)である(図1参照)。バッテリ制御装置15は、ハイブリッド制御装置16と通信可能に接続されている。バッテリ制御装置15は、ハイブリッド制御装置16からの制御信号に応じて、所定のプログラム(データベース、マップ等を含む)に基づいて制御処理を行う。
ハイブリッド制御装置16は、エンジン制御装置12、変速機制御装置13、モータジェネレータ制御装置14、及びバッテリ制御装置15の動作を制御するコンピュータ(電子制御装置)である(図1参照)。ハイブリッド制御装置16は、各種センサ17(例えば、車速センサ、アクセル開度センサ等)、エンジン制御装置12、変速機制御装置13、モータジェネレータ制御装置14、及びバッテリ制御装置15と通信可能に接続されている。ハイブリッド制御装置16は、車両の所定の状況に応じて、所定のプログラム(データベース、マップ等を含む)に基づいて、エンジン制御装置12、変速機制御装置13、モータジェネレータ制御装置14、及びバッテリ制御装置15に対して制御信号を出力する。ハイブリッド制御装置16は、エンジン制御装置12を介してエンジン2の始動や停止を制御し、変速機制御装置13を介してメインクラッチ3の動作、図2の切換機構35、36、46、47の切換動作、及びリバースアイドラギヤ31の移動を制御し、モータジェネレータ制御装置14を介してモータジェネレータ5の駆動、発電、回生を制御し、バッテリ制御装置15を介してバッテリ11を管理する。
次に、図1に示した車両駆動装置1の各モードについて図面を用いて説明する。図3は、車両駆動装置1の各モードを模式的に示した表である。
[ニュートラル]
図2、図3を参照すると、ニュートラルモードでは、メインクラッチ3がOFF(非係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がニュートラル、第3切換機構46がニュートラル、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2とモータジェネレータ5と差動装置6との間での動力の伝達がない。
図2、図3を参照すると、ニュートラルモードでは、メインクラッチ3がOFF(非係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がニュートラル、第3切換機構46がニュートラル、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2とモータジェネレータ5と差動装置6との間での動力の伝達がない。
[停車(始動・発電)]
停車(始動・発電)モードでは、モータジェネレータ5の回転動力を用いてエンジン2を始動する場合、及び、エンジン2の回転動力を用いてモータジェネレータ5で発電する場合には、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がF側をON(連結)、第3切換機構46がニュートラル、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2とモータジェネレータ5との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第1駆動ギヤ26、入力アイドラギヤ24、入力駆動ギヤ23、入力軸22を経由した動力伝達経路が構成され、エンジン2及びモータジェネレータ5と差動装置6との間には動力伝達経路が構成されない。この状態で、エンジン2が停止しているときにモータジェネレータ5を回転させることでエンジン2を始動することができる。また、エンジン2が回転していればモータジェネレータ5で発電することができる。
停車(始動・発電)モードでは、モータジェネレータ5の回転動力を用いてエンジン2を始動する場合、及び、エンジン2の回転動力を用いてモータジェネレータ5で発電する場合には、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がF側をON(連結)、第3切換機構46がニュートラル、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2とモータジェネレータ5との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第1駆動ギヤ26、入力アイドラギヤ24、入力駆動ギヤ23、入力軸22を経由した動力伝達経路が構成され、エンジン2及びモータジェネレータ5と差動装置6との間には動力伝達経路が構成されない。この状態で、エンジン2が停止しているときにモータジェネレータ5を回転させることでエンジン2を始動することができる。また、エンジン2が回転していればモータジェネレータ5で発電することができる。
[EV走行(1速)]
EV走行(1速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がOFF(非係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がニュートラル、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、エンジン2とモータジェネレータ5及び差動装置6との間には動力伝達経路が構成されない。これにより、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。なお、EV(Electric Vehicle)走行とは、モータジェネレータ5のみが駆動可能な状態で走行することをいう。
EV走行(1速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がOFF(非係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がニュートラル、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、エンジン2とモータジェネレータ5及び差動装置6との間には動力伝達経路が構成されない。これにより、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。なお、EV(Electric Vehicle)走行とは、モータジェネレータ5のみが駆動可能な状態で走行することをいう。
[EV走行(2速)]
EV走行(2速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がOFF(非係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がニュートラル、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、エンジン2とモータジェネレータ5及び差動装置6との間には動力伝達経路が構成されない。これにより、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。
EV走行(2速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がOFF(非係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がニュートラル、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、エンジン2とモータジェネレータ5及び差動装置6との間には動力伝達経路が構成されない。これにより、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。
[HV走行(1速)]
HV走行(1速)モードでは、図3及び図4に示す様に、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(1速)モードでは、エンジン2と差動装置6との間では、エンジン走行用ギヤトレーン(図4の21、29、30、32、33、34、36)に加え、第1切換機構35によって第4駆動ギヤ29と軸25が連結されて、EV走行用ギヤトレーン(図4の25、26、42、46)が用いられ、このEV走行用ギヤトレーンは、エンジン走行用ギヤトレーンを兼ねる。なお、HV(hybrid Vehicle)走行とは、エンジン2及びモータジェネレータ5の両方が駆動可能な状態で走行することをいう。
HV走行(1速)モードでは、図3及び図4に示す様に、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(1速)モードでは、エンジン2と差動装置6との間では、エンジン走行用ギヤトレーン(図4の21、29、30、32、33、34、36)に加え、第1切換機構35によって第4駆動ギヤ29と軸25が連結されて、EV走行用ギヤトレーン(図4の25、26、42、46)が用いられ、このEV走行用ギヤトレーンは、エンジン走行用ギヤトレーンを兼ねる。なお、HV(hybrid Vehicle)走行とは、エンジン2及びモータジェネレータ5の両方が駆動可能な状態で走行することをいう。
[HV走行(2速)]
HV走行(2速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がF側でON(連結)、第3切換機構46がF側でON、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(2速)モードでは、エンジン2と差動装置6との間では、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、36)に加え、第1切換機構35によって第4駆動ギヤ29と軸25が連結されて、EV走行用ギヤトレーン(図2の25、26、42、46)が用いられる。
HV走行(2速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がF側でON(連結)、第3切換機構46がF側でON、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(2速)モードでは、エンジン2と差動装置6との間では、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、36)に加え、第1切換機構35によって第4駆動ギヤ29と軸25が連結されて、EV走行用ギヤトレーン(図2の25、26、42、46)が用いられる。
[HV走行(2.5速)]
HV走行(2.5速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(2.5速)モードでは、エンジン2と差動装置6との間では、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、30、32、33、34、36)に加え、第1切換機構35によって第4駆動ギヤ29と軸25が連結されて、EV走行用ギヤトレーン(図2の25、28、44、46)が用いられる。なお、HV走行(2.5速)モードは省略することができる。
HV走行(2.5速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(2.5速)モードでは、エンジン2と差動装置6との間では、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、30、32、33、34、36)に加え、第1切換機構35によって第4駆動ギヤ29と軸25が連結されて、EV走行用ギヤトレーン(図2の25、28、44、46)が用いられる。なお、HV走行(2.5速)モードは省略することができる。
[HV走行(3速)]
HV走行(3速)モードでは、図3及び図5に示す様にメインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がON(連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第4従動ギヤ45、第4切換機構47、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(3速)モードでは、エンジン走行用ギヤトレーン(図5の29、30、32、33、34、36、45、47)は、EV走行用ギヤトレーン(図5の22、23、24、25、26、28、42、44、46)と独立している。
HV走行(3速)モードでは、図3及び図5に示す様にメインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がON(連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第4従動ギヤ45、第4切換機構47、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(3速)モードでは、エンジン走行用ギヤトレーン(図5の29、30、32、33、34、36、45、47)は、EV走行用ギヤトレーン(図5の22、23、24、25、26、28、42、44、46)と独立している。
[HV走行(プレ3速)]
HV走行(プレ3速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がON(連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第4従動ギヤ45、第4切換機構47、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(プレ3速)モードでは、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の29、30、32、33、34、45、47)は、EV走行用ギヤトレーン(図2の22、23、24、25、26、28、44、46)と独立している。
HV走行(プレ3速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がON(連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第4従動ギヤ45、第4切換機構47、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(プレ3速)モードでは、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の29、30、32、33、34、45、47)は、EV走行用ギヤトレーン(図2の22、23、24、25、26、28、44、46)と独立している。
[HV走行(4速)]
HV走行(4速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がF側でON(連結)、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(4速)モードでは、エンジン2と差動装置6との間では、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、36)に加え、第1切換機構35によって第4駆動ギヤ29と軸25が連結されて、EV走行用ギヤトレーン(図2の25、28、44、46)が用いられる。
HV走行(4速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がF側でON(連結)、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(4速)モードでは、エンジン2と差動装置6との間では、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、36)に加え、第1切換機構35によって第4駆動ギヤ29と軸25が連結されて、EV走行用ギヤトレーン(図2の25、28、44、46)が用いられる。
[HV走行(5速)]
HV走行(5速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がF側でON、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がON(連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第4従動ギヤ45、第4切換機構47、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(5速)モードでは、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、36、45、47)は、EV走行用ギヤトレーン(図2の22、23、24、25、26、28、44、46)と独立している。
HV走行(5速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がF側でON、第3切換機構46がR側でON(連結)、第4切換機構47がON(連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第4従動ギヤ45、第4切換機構47、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、軸25、第3駆動ギヤ28、第3従動ギヤ44、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(5速)モードでは、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、36、45、47)は、EV走行用ギヤトレーン(図2の22、23、24、25、26、28、44、46)と独立している。
[HV走行(プレ5速)]
HV走行(プレ5速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がF側でON、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がON(連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第4従動ギヤ45、第4切換機構47、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(プレ5速)モードでは、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、36、45、47)は、EV走行用ギヤトレーン(図2の22、23、24、25、26、42、46)と独立している。
HV走行(プレ5速)モードでは、図3に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がF側でON、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がON(連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第4駆動ギヤ29、第4従動ギヤ45、第4切換機構47、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由した動力伝達経路が構成される。これにより、エンジン2にて駆動又はエンジンブレーキを行うことができ、モータジェネレータ5にて駆動又は回生を行うことができる。ここで、HV走行(プレ5速)モードでは、エンジン走行用ギヤトレーン(図2の21、29、36、45、47)は、EV走行用ギヤトレーン(図2の22、23、24、25、26、42、46)と独立している。
次に、本発明にかかる変速機制御装置13におけるエンジン走行用ギヤトレーンによる動力伝達経路を構成する変速機4の切換機構35、36、46、47の連結の順序を、HV走行(1速)及びHV走行(3速)のモードにて説明する。
HV走行(3速)モードは、図3及び図5を用いて説明した様に、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1を固定した変速機4の入力側の軸21から変速機4の出力側の軸41に至るエンジン走行用ギヤトレーンによる動力伝達経路は、第2切換機構36がR側でON(連結)と、第4切換機構47がON(連結)と、2つの切換機構36、47の連結にて形成される。なお、HV走行(3速)モードは、第3切換機構46がF側でON(連結)しているが、この第3切換機構46の連結は、エンジン走行用ギヤトレーンによる動力伝達経路とは独立してモータジェネレータ5と出力軸41との動力伝達経路を形成するものである。
図5に示す如く、第4切換機構47は、第2切換機構36よりもHV走行(3速)のエンジン走行用ギヤトレーンの動力伝達経路おいて出力側の軸41に近い位置に配置されている。図6は、変速機制御装置13により実行されるHV走行(3速)へのモード切換制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
HV走行(3速)へのモード切換制御ルーチンは、ステップS11に示すHV走行(3速)への変速要求にて開始される。そして、ステップS12にて、変速機4は前述の如く、図2、図3に示す様に、メインクラッチ3がOFF(非係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がニュートラル、第3切換機構46がニュートラル、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとされたニュートラルモードに移行する。このニュートラルモードでは、エンジン2とモータジェネレータ5と差動装置6との間での動力の伝達がない。
次いで、ステップS13にて、第2切換機構36よりもHV走行(3速)の動力伝達経路おいて出力側の軸41に近い位置に配置された第4切換機構47をON(連結)にする。第4切換機構47をON(連結)にて、出力軸41と第4従動ギヤ45とは連結されて、出力軸41と第4従動ギヤ45とが一体回転する。
次いで、ステップS14にて、第2切換機構36をR側でON(連結)にする。第2切換機構36をR側でON(連結)にて、入力軸21と第5駆動ギヤ30とは連結されて、入力軸21と第5駆動ギヤ30とが一体回転する。
次いで、ステップ15にて、メインクラッチ3をON(係合)にする。メインクラッチ3のON(係合)にて、エンジン2と入力軸21とは連結されて、エンジン2による回転動力が入力軸21に伝達される。
次いで、ステップS16にて第3切換機構46をF側でON(連結)にする。この第3切換機構46のF側でON(連結)にて、第1従動ギヤ42と出力軸41とは連結されて第1従動ギヤ42と出力軸41とが一体回転する。
この様にして、図5に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がON(連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとされて、HV走行(3速)は、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第4従動ギヤ45、第4切換機構47、出力軸41を経由したエンジン走行用ギヤトレーンによる動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由したEV走行用ギヤトレーン動力伝達経路が構成される。次いで、ステップS17にて、HV走行(3速)へのモード切換制御ルーチンは終了する。
なお、ステップS16に示す第3切換機構46をF側でON(連結)は、HV走行(3速)モードにおいて、エンジン走行用ギヤトレーン(図5の29、30、32、33、34、36、45、47)とは、独立したEV走行用ギヤトレーン(図5の22、23、24、25、26、28、42、44、46)による動力伝達経路を形成するものであるため、メインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力は、エンジン走行用ギヤトレーンに作用し、EV走行用ギヤトレーンには作用しない。従って、HV走行(3速)モードへ変速するに、第3切換機構46をF側でON(連結)する順序は、図6に示す順序に限ることなく、メインクラッチ3をON(係合)させる以前に行なう様にする変更することも可能である。
この様に、HV走行(3速)におけるエンジン走行用ギヤトレーンの動力伝達経路において、第2切換機構36よりも変速機4の出力側の軸41に近い位置に配置された第4切換機構47をON(連結)にし、次いで、第2切換機構36をR側でON(連結)にした場合における第4切換機構47及び第2切換機構36に作用する作用力なる各トルクTは以下に示す如くとなる。
初めに、出力側の軸41に近い位置に配置された第4切換機構47がON(連結)する際、第4切換機構47には、中間軸32の慣性がかかるが、他と比べて無視し得る程小さいことから、第4切換機構47に作用するトルクTは0(ゼロ)とみなせる。
次に、第2切換機構36をR側でON(連結)にする際、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1による慣性ICLにより、第2切換機構36に作用するトルクTは下記の数式1に示される。なお、d(ω36)/dtは第2切換機構36にて連結される入力軸21の角加速度すなわちメインクラッチ3の角加速度である。
一方、仮にHV走行(3速)におけるエンジン走行用ギヤトレーンの動力伝達経路を第4切換機構47よりもHV走行(3速)の動力伝達経路おいて出力側の軸41に遠い位置に配置された第2切換機構36をR側でON(連結)にし、次いで、第4切換機構47をON(連結)にした場合における第2切換機構36及び第4切換機構47に作用する作用力なる各トルクTは以下に示す如くとなる。
初めに、出力側の軸41に遠い位置に配置された第2切換機構36がR側でON(連結)する際、第2切換機構36には、中間軸32の慣性がかかるが、他と比べて無視し得る程小さいことから、第2切換機構36に作用するトルクTは0(ゼロ)とみなせる。
次に、第4切換機構47をON(連結)する際、第4切換機構47には、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1の慣性ICLがHV走行3速のギヤ比i3rdを介して作用することとなり、第4切換機構47に作用するトルクTは下記の数式2に示される。なお、d(ω47)/dtは第4切換機構47にて連結される第4従動ギヤ45の角加速速度である。
従って、第4切換機構47をON(連結)する際、第4切換機構47に作用するトルクTは、初めに、出力側の軸41に近い位置に配置された第4切換機構47がON(連結)する場合では、トルクTは0(ゼロ)とみなせるに対して、初めに、出力側の軸41に遠い位置に配置された第2切換機構36がR側でON(連結)した場合では、数式2に示される如く、増大している。
以上の結果、本発明の如く、動力伝達経路おいて出力側の軸41に近い位置に配置された第4切換機構47をON(連結)にし、次いで、第2切換機構36をR側でON(連結)にした場合の方が、第4切換機構47に作用するトルクTは小さくなり、優れることとなる。
次に、変速機制御装置13により実行されるHV走行(1速)へのモード切換制御ルーチンの一例を示すフローチャートを図7に示す。HV走行(1速)のエンジン走行用ギヤトレーンによる動力伝達経路において、図4に示す如く第3切換機構46が変速機4の出力側の軸41に近い位置に配置され、第2切換機構36が入力側の軸21に近い位置に配置され、第1切換機構35が、第3切換機構46と第2切換機構36との間に配置されている。従って、第1切換機構35、第2切換機構36及び第3切換機構46の内でその配置位置が変速機4の出力側の軸41に近い順は、第3切換機構46、第1切換機構35、第2切換機構36となる。
HV走行(1速)へのモード切換制御ルーチンはステップS21に示すHV走行(1速)への変速要求にて開始される。そして、ステップS22にて、変速機4は前述の如く、図2、図3に示す様に、メインクラッチ3がOFF(非係合)、第1切換機構35がOFF(非連結)、第2切換機構36がニュートラル、第3切換機構46がニュートラル、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとされたニュートラルモードに移行する。このニュートラルモードでは、エンジン2とモータジェネレータ5と差動装置6との間での動力の伝達がない。
次いで、ステップS23にて、HV走行(1速)のエンジン走行用ギヤトレーンの動力伝達経路おいて、第1切換機構35、第2切換機構36及び第3切換機構46の内で変速機4の出力側の軸41に最も近い位置に配置された第3切換機構46をF側でON(連結)にする。第3切換機構46をF側でON(連結)にて、出力軸41と第1従動ギヤ42とは連結されて、出力軸41と第1従動ギヤ42とが一体回転する。
次いで、ステップS24にて、第1切換機構35をON(連結)にする。第1切換機構35をON(連結)にて、軸25と第4駆動ギヤ29とは連結されて、軸25と第4駆動ギヤ29とが一体回転する。
次いで、ステップ25にて、第2切換機構36をR側でON(連結)する。第2切換機構36をR側でON(連結)にて、入力軸21と第5駆動ギヤ30とは連結されて、入力軸21と第5駆動ギヤ30とが一体回転する。
次いで、メインクラッチ3をON(係合)にする。メインクラッチ3のON(係合)にて、エンジン2と入力軸21とは連結されて、エンジン2による回転動力が入力軸21に伝達される。
この様にして、図4に示す如く、メインクラッチ3がON(係合)、第1切換機構35がON(連結)、第2切換機構36がR側でON(連結)、第3切換機構46がF側でON(連結)、第4切換機構47がOFF(非連結)、リバースアイドラギヤ31がOFFとなっており、エンジン2と差動装置6との間に、クランクシャフト2a、メインクラッチ3、入力軸21、第2切換機構36、第5駆動ギヤ30、第2アイドラギヤ34、中間軸32、第1アイドラギヤ33、第4駆動ギヤ29、第1切換機構35、軸25、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由したエンジン走行用ギヤトレーンによる動力伝達経路が構成され、モータジェネレータ5と差動装置6との間に、入力軸22、入力駆動ギヤ23、入力アイドラギヤ24、第1駆動ギヤ26、第1従動ギヤ42、第3切換機構46、出力軸41を経由したEV走行用ギヤトレーンの動力伝達経路が構成される。次いで、ステップS27にて、HV走行(1速)へのモード切換制御ルーチンは終了する。
この様に、HV走行(1速)におけるエンジン走行用ギヤトレーンの動力伝達経路において、変速機4の出力側の軸41に近い位置に配置された順に、第3切換機構46をF側でON(連結)にし、次いで、第1切換機構35をON(連結)、次いで第2切換機構36をF側でON(連結)にした場合における第3切換機構46、第1切換機構35及び第2切換機構36に作用する作用力なる各トルクTは以下に示す如くとなる。
初めに、出力側の軸41に最も近い位置に配置された第3切換機構46がF側でON(連結)する際、第3切換機構46には、モータジェネレータ5の入力軸22の慣性Imgが、EV走行用ギヤトレーンによる1速のギヤ比img1を介し作用し、第3切換機構46に作用するトルクは下記の数式3に示される。なお、d(ω46)/dtは第3切換機構46に連結される第1従動ギヤ42の角加速速度である。
次に、第1切換機構35をON(連結)にする際、第1切換機構35には中間軸32の慣性がかかるが、他と比べて無視し得る程小さいことから、第1切換機構35に作用するトルクTは0(ゼロ)とみなせる。
次に、第2切換機構36をR側でON(連結)にする際、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1による慣性ICLにより、第2切換機構36に作用するトルクTは前述の数式1と同様となる。
一方、仮にHV走行(1速)におけるエンジン走行用ギヤトレーンの動力伝達経路において、変速機4の出力側の軸41に遠い順に、第2切換機構36をR側でON(連結)し、次いで第1切換機構35をON(連結)し、次いで、第3切換機構46をR側でON(連結)にした場合における第1切換機構35、第2切換機構36及び第3切換機構46に作用する作用力なる各トルクTは以下に示す如くとなる。
初めに、出力側の軸41に対して最も遠い位置に配置された第2切換機構36がR側でON(連結)する際、第2切換機構36には、中間軸32の慣性がかかるが、他と比べて無視し得る程小さいことから、第2切換機構36に作用するトルクTは0(ゼロ)とみなせる。
次に、第1切換機構35をON(連結)する際、第1切換機構35には、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1による慣性ICLにより、第2切換機構36に作用するトルクTは、前述の数式1と同様である。
次に、第3切換機構46をF側でON(連結)する際に、第3切換機構46には、モータジェネレータ5の入力軸22の慣性Imgが、EV走行用ギヤトレーンの1速のギヤ比img1を介して作用し、又、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1による慣性ICLが、エンジン走行用ギヤトレーンの1速のギヤ比i1stを介して作用するため、第3切換機構46に作用するトルクTは下記の数式4に示される。
従って、第3切換機構46をF側でON(連結)する際、第3切換機構46に作用するトルクTは、変速機4の出力側の軸41に近い順即ち最初に第3切換機構46がF側でON(連結)する場合は、トルクTは前述の数式3であるに対して、逆に変速機4の出力側の軸41に遠い順即ち第3切換機構46をF側でON(連結)した場合は前述の数式4となり、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1による慣性ICLが、エンジン走行用ギヤトレーンの1速のギヤ比i1stを介して作用する分増大している。
以上の結果、本発明の如く、動力伝達経路において、変速機4の出力側の軸41に近い位置に配置された順に、第3切換機構46をF側でON(連結)にし、次いで、第1切換機構35をON(連結)、次いで第2切換機構36をF側でON(連結)にした場合の方が、第4切換機構47に作用するトルクTは小さくなり、優れることとなる。
なお、本発明の第1切換機構35、第2切換機構36、第3切換機構46及び第4切換機構47は、ドククラッチの場合を例示したが、これに代えてシンクロメッシュ設けた切換機構を使用することも可能である。
又、本発明を、動力源として、燃料の燃焼エネルギーにより回転動力を出力するエンジンと、電気エネルギーにより回転動力を出力するモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に適用した場合を例示したが、本発明は、動力源はエンジンとした車両にも適用できることは明らかである。
又、本発明は、動力源(エンジン)からの動力をギヤに伝達するメインクラッチを変速段の奇数段と偶数段とで2系統を持つもデュアルクラッチトランスミッションにも適用可能である。
上述のように、本発明の実施形態による変速機制御装置13によれば、エンジン2からの回転動力がメインクラッチ3を経て伝達されるとともにメインクラッチ3のクラッチディスク3b1に固定された変速機4の入力側の軸21と、回転動力を変速して入力側の軸21から変速機4の出力側の軸41に伝達可能である動力伝達経路を構成するエンジン走行用ギヤトレーン(HV走行3速モードでは29、30、32、33、34、36、45、47、またHV走行1速モードでは25、26、29,30、32、33、34,36,42、46)と、動力伝達経路に設けられてエンジン走行用ギヤトレーンを複数の変速段に連結にて切換可能な複数の切換機構35,36、46、47と、複数の変速段のうちの一つの変速段を形成する複数の切換機構(HV走行3速モードでは、36及び47、又HV走行1速モードでは、35,36及び46)の連結は動力伝達経路において出力側の軸41に近い側の切換機構(HV走行3速モードでは、47、又HV走行1速モードでは46)から順に連結させるので、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1分の慣性に基づく作用力は、切換機構のうち最後に連結される動力伝達経路において入力側の軸21に近い側の切換機構(HV走行3速モードでは35、又HV走行1速モードでは36)に初めて加わることになる。一方、複数の変速段のうちの一つの変速段を形成する複数の切換機構の連結を同時又は動力伝達経路において変速機の入力側の軸21に近い側の切換機構から順に連結した場合には、動力伝達経路において入力側の軸21に近い切換機構の連結にてメインクラッチ3のクラッチディスク3b1分の慣性に基づく作用力が動力伝達経路のギヤトレーンによるギヤ比を介して増大して、最後に連結される動力伝達経路において出力側の軸41に近い切換機構に加わることとなる。従って、複数の変速段のうちの一つの変速段を形成する複数の切換機構の連結は動力伝達経路において変速機4の出力側の軸41に近い側の切換機構から順に連結させることにより、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1分の慣性に基づく作用力が動力伝達経路のギヤトレーンのギヤ比を介して増大することがなく、メインクラッチ3のクラッチディスク3b1分の慣性に基づく作用力は、切換機構のうち最後に連結される動力伝達経路において入力側に近い側の切換機構に初めて加わることになる結果、複数の変速段のうちの一つの変速段へ切換える際に切換機構に作用するメインクラッチ3のクラッチディスク3b1分の慣性に基づく作用力を抑えることができる。
上述のように、本発明の実施形態による変速機制御装置13によれば、複数の切換機構35,36、46、47は、ドグクラッチであるので、構造の簡単化ができる。また、ドグクラッチは、回転動力を摩擦で伝達するのではなく、噛み合いで伝達するため、いきなり結合(連結)する構造上、変速ショックが大きくならざるをえないドグクラッチには、複数の変速段のうちの一つの変速段へ切換える際に切換機構に作用するメインクラッチのクラッチディスク分の慣性に基づく作用力を抑えることができる本発明が有効である。
上述のように、本発明の実施形態による変速機制御装置13によれば、メインクラッチ3の係合は切換機構35,36、46、47の連結後に行なわれるので、スムーズな変速を行える。
上述のように、本発明の実施形態による変速機制御装置13によれば、複数の切換機構35,36、46、47の少なくとも一つを介して出力側の軸41へモータジェネレータ5からの回転動力が伝達されるので、異なる動力源を用いたハイブリッド用の変速機にも利用できる。
上述のように、本発明の実施形態による変速機制御装置13によれば、エンジン走行用ギヤトレーンは、入力側の軸21および出力側の軸41と略平行に配置された中間軸32を有し、複数の切換機構は、出力側の軸41と中間軸32とを連結する第1の切換機構(HV走行3速モードでは47、又HV走行1速モードでは46)と、中間軸32と入力側の軸21とを連結する第2の切換機構(HV走行3速モード及びHV走行1速モードでは36)とを有するので、平行3軸変速機にも利用できる。
上述のように、本発明の実施形態による変速機制御装置13によれば、複数の切換機構は、動力伝達経路における第1の切換機構46と第2の切換機構36との間に第3の切換機構35を有するので、3つの切換機構35,36,46を連結させて変速段を形成する場合にも利用できる。
なお、複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合せることが可能であることは、明らかである。
1 車両駆動装置
2 エンジン
3 メインクラッチ
3b1 クラッチディスク
4 変速機
5 モータジェネレータ
6 差動装置
7、8 車輪
13 変速機制御装置
21 入力軸
25 軸(エンジン走行用ギヤトレーン)
26 第1駆動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
29 第4駆動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
30 第5駆動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
32 中間軸(エンジン走行用ギヤトレーン)
33 第1アイドラギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
34 第2アイドラギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
35 第1切換機構
36 第2切換機構
41 出力軸
42 第1従動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
45 第4従動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
46 第3切換機構
47 第4切換機構
2 エンジン
3 メインクラッチ
3b1 クラッチディスク
4 変速機
5 モータジェネレータ
6 差動装置
7、8 車輪
13 変速機制御装置
21 入力軸
25 軸(エンジン走行用ギヤトレーン)
26 第1駆動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
29 第4駆動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
30 第5駆動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
32 中間軸(エンジン走行用ギヤトレーン)
33 第1アイドラギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
34 第2アイドラギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
35 第1切換機構
36 第2切換機構
41 出力軸
42 第1従動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
45 第4従動ギヤ(エンジン走行用ギヤトレーン)
46 第3切換機構
47 第4切換機構
Claims (6)
- エンジンからの回転動力がメインクラッチを経て伝達されるとともに前記メインクラッチのクラッチディスクに固定された変速機の入力側の軸と、
前記回転動力を変速して前記入力側の軸から前記変速機の出力側の軸に伝達可能である動力伝達経路を構成するエンジン走行用ギヤトレーンと、
前記動力伝達経路に設けられて前記エンジン走行用ギヤトレーンを複数の変速段に連結にて切換可能な複数の切換機構と、
前記複数の変速段のうちの一つの変速段を形成する前記複数の切換機構の連結は前記動力伝達経路において前記出力側の軸に近い側の切換機構から順に連結させるとした変速機制御装置。 - 前記複数の切換機構は、ドグクラッチである請求項1に記載の変速機制御装置。
- 前記メインクラッチの係合は前記切換機構の連結後に行なわれる請求項1または請求項2に記載の変速機制御装置。
- 前記複数の切換機構の少なくとも一つを介して前記出力側の軸へモータジェネレータからの回転動力が伝達される請求項1〜3のいずれか一項に記載の変速機制御装置。
- 前記エンジン走行用ギヤトレーンは、前記入力側の軸および前記出力側の軸と略平行に配置された中間軸を有し、前記複数の切換機構は、前記出力側の軸と前記中間軸とを連結する第1の切換機構と、前記中間軸と前記入力側の軸とを連結する第2の切換機構とを有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の変速機制御装置。
- 前記複数の切換機構は、前記動力伝達経路における前記第1の切換機構と前記第2の切換機構との間に第3の切換機構を有する請求項5に記載の変速機制御装置。
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JP2013017759A JP2014149031A (ja) | 2013-01-31 | 2013-01-31 | 変速機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2013017759A JP2014149031A (ja) | 2013-01-31 | 2013-01-31 | 変速機制御装置 |
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Family Applications (1)
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Citations (5)
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JP2003336701A (ja) * | 2002-05-22 | 2003-11-28 | Hitachi Ltd | 自動変速機 |
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JP2012247017A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Aisin Seiki Co Ltd | 車両駆動装置 |
-
2013
- 2013-01-31 JP JP2013017759A patent/JP2014149031A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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