JP2019142296A - transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動力源として内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両の変速機に関する。 The present invention relates to a transmission for a hybrid vehicle including an internal combustion engine and an electric motor as power sources.
車両に搭載される変速機は、シフト操作に応じて各段の変速ギヤの噛み合いを変化させることによって変速段を切り替えるように構成されている。かかる車両用の変速機に関しては、例えば特許文献１に提案がなされている。 A transmission mounted on a vehicle is configured to switch the gear position by changing the meshing of the gears of the gears according to a shift operation. For example, Patent Document 1 proposes a transmission for such a vehicle.
特許文献１において提案された変速機は、ハイブリッド車両に設けられるものであって、奇数段の複数の変速ギヤが相対回転可能に支持された第１入力軸と、偶数段の複数の変速ギヤが相対回転可能に支持された第２入力軸を備え、内燃機関（エンジン）の出力軸と前記第１入力軸とを第１クラッチによって選択的に連結し、内燃機関の出力軸と前記第２入力軸とを第２クラッチによって選択的に連結する構成が採られていた。 The transmission proposed in Patent Document 1 is provided in a hybrid vehicle, and includes a first input shaft on which a plurality of odd-numbered transmission gears are supported so as to be relatively rotatable, and a plurality of even-numbered transmission gears. A second input shaft supported in a relatively rotatable manner, wherein the output shaft of the internal combustion engine (engine) and the first input shaft are selectively connected by a first clutch, and the output shaft of the internal combustion engine and the second input shaft The structure which selectively connected the axis | shaft with the 2nd clutch was taken.
また、変速操作においては、同期装置（シンクロメッシュ装置）によってスリーブと該スリーブに噛み合う変速ギヤとの回転を同期させる構成が採用されている。 Further, in the speed change operation, a configuration is adopted in which the rotation of the sleeve and the speed change gear meshing with the sleeve is synchronized by a synchronization device (synchromesh device).
しかしながら、特許文献１において提案された変速機においては、内燃機関の出力軸と第１入力軸および第２入力軸との断接をそれぞれ第１クラッチと第２クラッチの２つのクラッチによって個別に行うため、構造が複雑化するという問題がある。 However, in the transmission proposed in Patent Document 1, the output shaft of the internal combustion engine, the first input shaft, and the second input shaft are individually connected and disconnected by two clutches, a first clutch and a second clutch, respectively. Therefore, there is a problem that the structure becomes complicated.
また、変速操作においては、同期装置によってスリーブとこれに噛み合うギヤとの回転を同期させる構成が採用されているため、回転速度が異なるスリーブとギヤが噛み合う際の引き摺りフリクションに伴う動力損失が不可避的に発生し、これがハイブリッド車両の航続距離を延ばすことの障害の一因となっている。 Further, in the speed change operation, a configuration is adopted in which the rotation of the sleeve and the gear meshing with the synchronizer is synchronized by the synchronizing device, so that power loss due to drag friction when the gear and the sleeve having different rotational speeds mesh with each other is inevitable. This is one of the obstacles to extending the cruising range of hybrid vehicles.
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、構造の単純化と動力損失を最小限に抑えてハイブリッド車両の航続距離を延ばすことができる変速機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a transmission capable of extending the cruising distance of a hybrid vehicle while simplifying the structure and minimizing power loss.
上記目的を達成するため、本発明のかかる変速機は、内燃機関（２）と出力の異なる第１電動機（ＭＧ１）および第２電動機（ＭＧ２）を備えるハイブリッド車両に設けられる変速機（１）であって、前記内燃機関（２）の出力軸（２ａ）と平行に配置され、クラッチ（Ｃ）によって前記出力軸（２ａ）に選択的に接続される第１入力軸（３）と、前記第１入力軸（３）と平行に配置され、複数のギヤ（１１，１４，１７）を介して前記第１入力軸（３）に連結された第２入力軸（４）と、前記第１入力軸（３）および第２入力軸（４）と平行に配置されて被駆動部に動力を出力するカウンタ軸（５）と、前記第１入力軸（３）上に相対回転可能に配置され、複数の第１シンクロレスクラッチ（Ｃ１，Ｃ２）によって前記カウンタ軸（５）に選択的に連結される複数の変速ギヤ（８，１２，１３）からなる第１ギヤ群と、前記第２入力軸（４）上に相対回転可能に配置され、複数の第２シンクロレスクラッチ（Ｃ３，Ｃ４）によって前記カウンタ軸（５）に選択的に連結される複数の変速ギヤ（２４，２５，２６）からなる第２ギヤ群と、当該変速機（１）を制御する制御装置（１００）と、を備え、前記第１電動機（ＭＧ１）の出力軸である第１モータ軸（１５）を複数のギヤ（１６，１４，１１，１７）を介して前記第１入力軸（３）および第２入力軸（４）に連結し、前記第２電動機（ＭＧ２）の出力軸である第２モータ軸（７）を前記第１入力軸（３）に対して同軸かつ相対回転可能に配置するとともに、該第２モータ軸（７）を、これに固定された変速ギヤ（８）を介して前記カウンタ軸（５）に連結したことを特徴とする。 To achieve the above object, a transmission according to the present invention is a transmission (1) provided in a hybrid vehicle including a first electric motor (MG1) and a second electric motor (MG2) having different outputs from the internal combustion engine (2). A first input shaft (3) disposed in parallel with the output shaft (2a) of the internal combustion engine (2) and selectively connected to the output shaft (2a) by a clutch (C); A second input shaft (4) arranged in parallel with one input shaft (3) and connected to the first input shaft (3) via a plurality of gears (11, 14, 17); and the first input A counter shaft (5) arranged parallel to the shaft (3) and the second input shaft (4) and outputting power to the driven part, and arranged on the first input shaft (3) so as to be relatively rotatable, A plurality of first synchronization clutches (C1, C2) are attached to the counter shaft (5). A first gear group consisting of a plurality of transmission gears (8, 12, 13) that are selectively connected to the second input shaft (4) so as to be relatively rotatable, and a plurality of second synchronization clutches ( A second gear group comprising a plurality of transmission gears (24, 25, 26) selectively connected to the countershaft (5) by C3, C4) and a control device (100) for controlling the transmission (1). And a first motor shaft (15), which is an output shaft of the first electric motor (MG1), via a plurality of gears (16, 14, 11, 17) and the first input shaft (3) and The second motor shaft (7), which is connected to the second input shaft (4) and is the output shaft of the second electric motor (MG2), is arranged coaxially and relatively rotatable with respect to the first input shaft (3). In addition, the second motor shaft (7) is connected via a transmission gear (8) fixed thereto. Characterized in that connected to said counter shaft (5).
本発明にかかる変速機によれば、内燃機関の出力軸と第１入力軸および第２入力軸との断接を１つのクラッチで行うようにしたため、２つのクラッチを設けていた従来の変速機に比べて構造を単純化することができる。 According to the transmission of the present invention, since the connection between the output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft and the second input shaft is performed by one clutch, the conventional transmission provided with two clutches. Compared with, the structure can be simplified.
また、変速操作時の第１入力軸上および第２入力軸上の複数の変速ギヤの１つとカウンタ軸との連結を従来の同期装置に代えてシンクロレスクラッチで行うようにしたため、従来の同期装置において発生していた引き摺りフリクションを無くすことができ、動力損失を最小限に抑えてハイブリッド車両の航続距離を延ばすことができる。 In addition, since the counter shaft is connected to one of the plurality of transmission gears on the first input shaft and the second input shaft at the time of the shift operation by a synchroless clutch, the conventional synchronization is performed. The drag friction generated in the apparatus can be eliminated, and the cruising distance of the hybrid vehicle can be extended while minimizing power loss.
また、本発明では、前記制御装置（１００）は、ハイブリッド車両が前記第２電動機（ＭＧ２）のみを駆動源として走行するＥＶモードから前記内燃機関（２）と前記第２電動機（ＭＧ２）の双方を駆動源として走行するＨＥＶモードに移行する際には、前記第１電動機（ＭＧ１）を駆動して前記内燃機関（２）を始動させるようにしてもよい。このようにすれば、第２電動機をエンジンを始動させるためのスタータモータとして利用することができる。 Further, in the present invention, the control device (100) is configured such that both the internal combustion engine (2) and the second electric motor (MG2) from the EV mode in which the hybrid vehicle travels using only the second electric motor (MG2) as a drive source. When the mode is shifted to the HEV mode in which the vehicle is driven as a drive source, the first electric motor (MG1) may be driven to start the internal combustion engine (2). If it does in this way, a 2nd electric motor can be utilized as a starter motor for starting an engine.
また、本発明では、前記ＨＥＶモードにおける変速操作において前記制御装置（１００）は、前記クラッチ（Ｃ）をＯＦＦして前記第１電動機（ＭＧ１）を制御し、前記第１シンクロレスクラッチ(Ｃ１，Ｃ２）または第２シンクロレスクラッチ（Ｃ３，Ｃ４）のスリーブ（Ｓ１〜Ｓ４）の回転速度と前記第１ギヤ群または第２ギヤ群の変速ギヤ（８，１２，１３，２４，２５，２６）の回転数とを合わせ、変速操作が終了すると前記クラッチ（Ｃ）をＯＮするようにしてもよい。このようにすれば、従来の同期装置を用いることなく、スリーブの回転速度と変速ギヤの回転速度を同期させることができ、同期に伴う引き摺りフリクションを無くすことができる。 In the present invention, in the shifting operation in the HEV mode, the control device (100) turns off the clutch (C) to control the first electric motor (MG1), and the first syncless clutch (C1, C2) or the rotation speed of the sleeves (S1 to S4) of the second synchronization clutch (C3, C4) and the transmission gears (8, 12, 13, 24, 25, 26) of the first gear group or the second gear group. And the clutch (C) may be turned on when the speed change operation is completed. In this way, the rotational speed of the sleeve and the rotational speed of the transmission gear can be synchronized without using a conventional synchronization device, and drag friction associated with synchronization can be eliminated.
また、本発明では、前記制御装置（１００）は、変速操作に際して前記クラッチ（Ｃ）をＯＦＦしたことによるトルクの低下を前記第２電動機（ＭＧ２）の出力を上げて補償するようにしてもよい。このようにすることによって、変速時の一時的なトルク低下に伴う変速ショックの問題を解消することができる。 In the present invention, the control device (100) may compensate for a decrease in torque caused by turning off the clutch (C) during a shift operation by increasing the output of the second electric motor (MG2). . By doing in this way, the problem of the shift shock accompanying temporary torque reduction at the time of shifting can be solved.
また、本発明では、前記制御装置（１００）は、ハイブリッド車両の後進時には、前記第２電動機（ＭＧ２）を逆転させ、その回転を前記第２モータ軸（７）に固定された変速ギヤ（８）を介して前記カウンタ軸（５）に伝達するようにしてもよい。このように第２電動機を逆転させることによって、ハイブリッド車両を簡単な構成で後進させることができる。 In the present invention, the control device (100) reverses the second electric motor (MG2) during reverse travel of the hybrid vehicle, and the speed change gear (8) fixed to the second motor shaft (7). ) May be transmitted to the counter shaft (5). Thus, by reversing the second electric motor, the hybrid vehicle can be moved backward with a simple configuration.
また、本発明では、前記制御装置（１００）は、ハイブリッド車両の停車時に前記内燃機関（２）によって前記第１電動機（ＭＧ１）を駆動して発電するようにしてもよい。このようにすることによって、ハイブリッド車両の停車時に第１電動機を発電機として使用して必要な電力を発生させることができる。 In the present invention, the control device (100) may drive the first electric motor (MG1) by the internal combustion engine (2) to generate electric power when the hybrid vehicle stops. By doing so, it is possible to generate necessary power by using the first electric motor as a generator when the hybrid vehicle stops.
本発明によれば、変速機の構造の単純化を実現することができるとともに、動力損失を最小限に抑えてハイブリッド車両の航続距離を延ばすことができる。 According to the present invention, simplification of the structure of the transmission can be realized, and the cruising distance of the hybrid vehicle can be extended while minimizing power loss.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
［ハイブリッド車両の基本構成］
まず、本発明にかかる変速機を備えるハイブリッド車両の基本構成を図１に基づいて説明する。
[Basic configuration of hybrid vehicle]
First, a basic configuration of a hybrid vehicle including a transmission according to the present invention will be described with reference to FIG.
図１はハイブリッド車両の構成例を示す概略図であり、図示のハイブリッド車両は、駆動源としてのエンジン（内燃機関）２と出力の異なる第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２と、第１電動機ＭＧ１と第２電動機ＭＧ２を制御するためのインバータ（電動機制御手段）２００と、バッテリ（Ｂａｔｔ）３００と、本発明にかかる変速機（トランスミッション：Ｔ／Ｍ）１と、ディファレンシャル機構５０と、左右のドライブシャフト６０Ｌ，６０Ｒと、左右の駆動輪ＷＬ，ＷＲを備えている。ここで、第１電動機ＭＧ１は、その出力が２０ｋＷと小さく、後述のように変速操作時の回転数制御とスタータモータ及び発電機として機能するものであり、第２電動機ＭＧ２は、その出力が１００ｋＷと第１電動機ＭＧ１の出力よりも大きく、エンジン２と同様に主に駆動源として使用される。また、前記バッテリ３００は、蓄電器であって、キャパシタを含むものである。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a hybrid vehicle. The illustrated hybrid vehicle includes a first electric motor MG1 and a second electric motor MG2 having different outputs from an engine (internal combustion engine) 2 as a drive source, and a first electric motor MG1. And an inverter (motor control means) 200 for controlling the second motor MG2, a battery (Batt) 300, a transmission (transmission: T / M) 1 according to the present invention, a differential mechanism 50, and left and right drives Shafts 60L and 60R and left and right drive wheels WL and WR are provided. Here, the output of the first electric motor MG1 is as small as 20 kW, and functions as a rotational speed control and a starter motor and a generator during a shifting operation as will be described later. The output of the second electric motor MG2 is 100 kW. And the output of the first electric motor MG1 is larger than that of the first electric motor MG1 and is used mainly as a drive source in the same manner as the engine 2. In addition, the battery 300 is a capacitor and includes a capacitor.
エンジン２と第２電動機ＭＧ２の回転駆動力は、変速機１とディファレンシャル機構５０およびドライブシャフト６０Ｌ，６０Ｒを経て左右の駆動輪ＷＬ，ＷＲにそれぞれ伝達されてハイブリッド車両が走行する。 The rotational driving force of the engine 2 and the second electric motor MG2 is transmitted to the left and right drive wheels WL and WR via the transmission 1, the differential mechanism 50, and the drive shafts 60L and 60R, respectively, and the hybrid vehicle travels.
また、ハイブリッド車両は、エンジン２、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、変速機１、ディファレンシャル機構５０、インバータ２００及びバッテリ３００をそれぞれ制御するための制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１００を備えている。この制御装置１００は、１つのユニットとして構成されるだけでなく、例えばエンジン２を制御するためのエンジンＥＣＵ、第１電動機ＭＧ１や第２電動機ＭＧ２、インバータ２００を制御するためのモータ・ジェネレータＥＣＵ、バッテリ３００を制御するためのバッテリＥＣＵ、変速機１を制御するためのＡＴ−ＥＣＵなどの複数のＥＣＵから構成されていてもよい。なお、本実施の形態では、制御装置１００は、エンジン２を制御するとともに、第１電動機ＭＧ１、第２電動機ＭＧ２、バッテリ３００および変速機１の後述の他の構成要素を制御する。 The hybrid vehicle also includes a control device (ECU: Electronic Control Unit) 100 for controlling the engine 2, the first electric motor MG1, the second electric motor MG2, the transmission 1, the differential mechanism 50, the inverter 200, and the battery 300, respectively. ing. The control device 100 is not only configured as a single unit, but also, for example, an engine ECU for controlling the engine 2, a first electric motor MG1 or a second electric motor MG2, a motor / generator ECU for controlling the inverter 200, You may be comprised from several ECUs, such as battery ECU for controlling the battery 300, and AT-ECU for controlling the transmission 1. FIG. In the present embodiment, control device 100 controls engine 2 as well as first electric motor MG1, second electric motor MG2, battery 300, and other components described later of transmission 1.
制御装置１００は、各種の運転条件に応じて、第２電動機ＭＧ２のみを駆動源とするモータ単独走行（ＥＶ走行）をするように制御したり、内燃機関２と第２電動機ＭＧ２の双方を駆動源とするハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）をするように制御する。 The control device 100 performs control so that the motor alone travels (EV travel) using only the second electric motor MG2 as a drive source according to various operating conditions, or drives both the internal combustion engine 2 and the second electric motor MG2. Control is performed so as to perform hybrid traveling (HEV traveling) as a source.
また、制御装置１００には、制御パラメータとして、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルペダル開度センサ（アクセル開度検出手段）７１からのアクセルペダル開度、ブレーキペダルの踏込量を検出するブレーキペダルセンサ７２からのブレーキペダル開度、ギヤ段（変速段）を検出するシフトポジションセンサ７３からのシフト位置、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の回転数をそれぞれ検出する回転数センサ７４からのモータ回転数、車両の傾きを検出する傾斜角センサ（勾配検出手段）７５からの傾斜角、バッテリ３００の残容量（ＳＯＣ）を測定する残容量検出器（残容量検出手段）７９からの残容量、車速を検出する車速センサ（車速検出手段）７６からの車速などの各種信号が入力されるようになっている。 Further, the control device 100 includes, as control parameters, a brake pedal for detecting an accelerator pedal opening from an accelerator pedal opening sensor (accelerator opening detecting means) 71 for detecting an accelerator pedal depression amount and a brake pedal depression amount. The brake pedal opening from the sensor 72, the shift position from the shift position sensor 73 for detecting the gear stage (shift stage), and the motor from the rotational speed sensor 74 for detecting the rotational speeds of the first electric motor MG1 and the second electric motor MG2, respectively. The number of revolutions, the inclination angle from the inclination angle sensor (gradient detection means) 75 for detecting the inclination of the vehicle, the remaining capacity from the remaining capacity detector (remaining capacity detection means) 79 for measuring the remaining capacity (SOC) of the battery 300, Various signals such as a vehicle speed are input from a vehicle speed sensor (vehicle speed detection means) 76 for detecting the vehicle speed.
また、図示は省略するが、制御装置１００には、さらに、車両に搭載されたカーナビゲーションシステムなどから、車両が走行している道路の状況（例えば、平坦路、上り坂、下り坂の別など）に関するデータが入力されるようになっていてもよい。そして、車両には、駆動輪ＷＬ，ＷＲの制動を行うためのブレーキ（制動手段）７７が設けられている。 Although illustration is omitted, the control device 100 further includes a situation of a road on which the vehicle is traveling (for example, whether it is a flat road, an uphill, a downhill, etc.) from a car navigation system mounted on the vehicle. ) May be input. The vehicle is provided with a brake (braking means) 77 for braking the drive wheels WL and WR.
［変速機の基本構成］
次に、本発明にかかる変速機１の基本構成を図２に基づいて以下に説明する。
[Basic structure of transmission]
Next, the basic configuration of the transmission 1 according to the present invention will be described below with reference to FIG.
図２は変速機の基本構成を模式的に示すスケルトン図であり、図示の変速機１は、ハイブリッド車両に搭載される変速機であって、本実施の形態では、前進６段と後進１段の変速段が設定可能である。そして、ハイブリッド車両は、動力源として、エンジン２と出力の異なる大小２つの第１及び第２電動機（モータ・ジェネレータ）ＭＧ１，ＭＧ２を備えている。ここで、第１電動機ＭＧ１は、比較的に小出力（例えば、２０ｋＷ）のものであって、エンジン２の始動や変速時の回転制御用として用いられ、第２電動機ＭＧ２は、比較的に高出力（例えば、１００ｋＷ）のものであって、車両走行用の駆動源として用いられる。 FIG. 2 is a skeleton diagram schematically showing the basic configuration of the transmission. The illustrated transmission 1 is a transmission mounted on a hybrid vehicle. In the present embodiment, six forward speeds and one reverse speed are shown. Can be set. The hybrid vehicle is provided with two first and second electric motors (motor / generators) MG1 and MG2 having different outputs from the engine 2 as power sources. Here, the first electric motor MG1 has a relatively small output (for example, 20 kW), and is used for rotation control at the time of starting or shifting the engine 2, and the second electric motor MG2 is relatively high. It has an output (for example, 100 kW) and is used as a drive source for vehicle travel.
エンジン２は、ガソリン等の燃料を燃焼させることによって所要の動力を発生する内燃機関であり、発生した動力を外部に出力するための出力軸２ａを備えている。又、第１電動機ＭＧ１と第２電動機ＭＧ２は、本実施の形態では３相のブラシレスモータで構成されており、図示しないが、これらはハウジング内に回転可能に収容された中空のロータと、該ロータの周囲に固設されたステータをそれぞれ備えている。 The engine 2 is an internal combustion engine that generates required power by burning fuel such as gasoline, and includes an output shaft 2a for outputting the generated power to the outside. The first electric motor MG1 and the second electric motor MG2 are configured by a three-phase brushless motor in the present embodiment, and although not shown, these are a hollow rotor rotatably accommodated in a housing, Each has a stator fixed around the rotor.
そして、変速機１は、クラッチＣを介してエンジン２の出力軸２ａに選択的に連結される第１入力軸３と、この第１入力軸３に対して平行に配された第２入力軸４とカウンタ軸５およびアイドル軸６を備えている。なお、カウンタ軸５は、図１に示すディファレンシャル機構（差動機構）５０を経て左右のドライブシャフト６０Ｌ，６０Ｒに回転を伝達し、左右のドライブシャフト６０Ｌ，６０Ｒに固定された駆動輪ＷＬ，ＷＲを回転駆動する（図１参照）。 The transmission 1 includes a first input shaft 3 that is selectively connected to the output shaft 2a of the engine 2 via the clutch C, and a second input shaft that is arranged in parallel to the first input shaft 3. 4, a counter shaft 5, and an idle shaft 6. The counter shaft 5 transmits rotation to the left and right drive shafts 60L and 60R via the differential mechanism (differential mechanism) 50 shown in FIG. 1, and drive wheels WL and WR fixed to the left and right drive shafts 60L and 60R. Is rotated (see FIG. 1).
ところで、第１入力軸３のエンジン２とは反対側の端部（図２の左端部）外周には、第２電動機ＭＧ２の不図示のロータに連結された中空の第２モータ軸７が相対回転可能に支持されており、この第２モータ軸７上には３速駆動ギヤ８が固定されている。また、第１入力軸３上には、３つのギヤ９，１０，１１が固定されるとともに、ギヤ９とギヤ１０との間には１速駆動ギヤ１２が相対回転可能に支持され、ギヤ１０とギヤ１１との間には５速駆動ギヤ１３が相対回転可能に支持されている。なお、奇数段の１速駆動ギヤ１２と３速駆動ギヤ８および５速駆動ギヤ１３は、第１ギヤ群を構成している。 Meanwhile, a hollow second motor shaft 7 connected to a rotor (not shown) of the second electric motor MG2 is disposed on the outer periphery of the end portion (left end portion in FIG. 2) opposite to the engine 2 of the first input shaft 3. A third-speed drive gear 8 is fixed on the second motor shaft 7 so as to be rotatable. Three gears 9, 10, 11 are fixed on the first input shaft 3, and a first speed drive gear 12 is supported between the gear 9 and the gear 10 so as to be relatively rotatable. A gear 5 is supported between the gear 11 and the gear 11 so as to be relatively rotatable. The odd-numbered first-speed drive gear 12, third-speed drive gear 8, and fifth-speed drive gear 13 constitute a first gear group.
そして、ギヤ９と１速駆動ギヤ１２との間には、１速駆動ギヤ１２と第１入力軸３とを選択的に連結するためのシンクロレスクラッチＣ１が配置されており、１速駆動ギヤ１２と５速駆動ギヤ１３との間には、これらの第１速駆動ギヤ１２または第５速駆動ギヤ１３と第１入力軸３とを選択的に連結するためのシンクロレスクラッチＣ２が配置されている。なお、ここでの「シンクロレスクラッチ」の称呼は、従来の同期装置(シンクロメッシュ装置)を使用していないという意味で用いられており、このシンクロレスクラッチは、噛み合い式（ドグ式）クラッチである。そして、これらのシンクロレスクラッチＣ１，２には、第１入力軸３の軸方向に沿ってスライド可能なスリーブＳ１，Ｓ２がそれぞれ設けられている。 A synchroless clutch C1 for selectively connecting the first speed drive gear 12 and the first input shaft 3 is disposed between the gear 9 and the first speed drive gear 12. The first speed drive gear A synchroless clutch C2 for selectively connecting the first speed drive gear 12 or the fifth speed drive gear 13 and the first input shaft 3 is arranged between the 12th and 5th speed drive gears 13. ing. The name “synchronous clutch” is used in the sense that a conventional synchronizer (synchromesh device) is not used, and this synchromesh clutch is a mesh type (dog type) clutch. is there. These synchroless clutches C1 and C2 are provided with sleeves S1 and S2 that can slide along the axial direction of the first input shaft 3, respectively.
また、第１入力軸３上に固定されたギヤ１１は、アイドル軸６上に固定されたギヤ１４に常時噛合しており、ギヤ１４は、第１電動機ＭＧ１の出力軸である第１モータ軸１５上に固定されたギヤ１６に常時噛合するとともに、第２入力軸４上に固定されたギヤ１７に常時噛合している。 The gear 11 fixed on the first input shaft 3 is always meshed with the gear 14 fixed on the idle shaft 6, and the gear 14 is a first motor shaft that is an output shaft of the first electric motor MG1. 15 is always meshed with a gear 16 fixed on the gear 15 and is always meshed with a gear 17 fixed on the second input shaft 4.
他方、カウンタ軸５上には、大小異径の４つのギヤ１８，１９，２０，２１が固定されており、ギヤ１８は、第２モータ軸７上に固定された３速駆動ギヤ８に常時噛合し、ギヤ１９，２０は、第１入力軸３上に相対回転可能に支持された１速駆動ギヤ１２、５速駆動ギヤ１３にそれぞれ常時噛合している。 On the other hand, four gears 18, 19, 20, and 21 having large and small diameters are fixed on the counter shaft 5, and the gear 18 is always connected to a third speed drive gear 8 fixed on the second motor shaft 7. The gears 19 and 20 are always meshed with a first speed drive gear 12 and a fifth speed drive gear 13 supported on the first input shaft 3 so as to be relatively rotatable.
第２入力軸４上には、３つのギヤ１７，２２，２３が固定されており、第２入力軸４上のギヤ２２の横（図２の左横）には、４速駆動ギヤ２４が相対回転可能に支持されている。また、第２入力軸４上のギヤ２２とギヤ２３との間には、２速駆動ギヤ２５が相対回転可能に支持され、ギヤ１７とギヤ２３との間には、６速駆動ギヤ２６が相対回転可能に支持されている。なお、第２入力軸４上の偶数段の２速駆動ギヤ２５と４速駆動ギヤ２４および６速駆動ギヤ２６は、第２ギヤ群を構成している。 Three gears 17, 22, and 23 are fixed on the second input shaft 4, and a four-speed drive gear 24 is located beside the gear 22 on the second input shaft 4 (left side in FIG. 2). It is supported for relative rotation. A second speed drive gear 25 is supported between the gear 22 and the gear 23 on the second input shaft 4 so as to be relatively rotatable, and a sixth speed drive gear 26 is interposed between the gear 17 and the gear 23. It is supported for relative rotation. The even-numbered second speed drive gear 25, fourth speed drive gear 24, and sixth speed drive gear 26 on the second input shaft 4 constitute a second gear group.
そして、第２入力軸４上の４速駆動ギヤ２４と２速駆動ギヤ２５との間には、４速駆動ギヤ２４または２速駆動ギヤ２５と第２入力軸４とを選択的に連結するためのシンクロレスクラッチＣ３が配置されており、２速駆動ギヤ２５と６速駆動ギヤ２６との間には、これらの２速駆動ギヤ２５または６速駆動ギヤ２６と第２入力軸４とを選択的に連結するためのシンクロレスクラッチＣ４が配置されている。ここで、シンクロレスクラッチＣ３，Ｃ４は、第２シンクロレスクラッチを構成しており、これらのシンクロレスクラッチＣ３，Ｃ４には、第２入力軸４の軸方向に沿ってスライド可能なスリーブＳ３，Ｓ４がそれぞれ設けられている。 The fourth speed drive gear 24 or the second speed drive gear 25 and the second input shaft 4 are selectively connected between the fourth speed drive gear 24 and the second speed drive gear 25 on the second input shaft 4. A synchroless clutch C3 is disposed between the second-speed drive gear 25 and the sixth-speed drive gear 26, and the second-speed drive gear 25 or the sixth-speed drive gear 26 and the second input shaft 4 are connected to each other. A synchroless clutch C4 for selectively coupling is provided. Here, the synchronization clutches C3 and C4 constitute a second synchronization clutch, and the synchronization clutches C3 and C4 include sleeves S3 and S3 which are slidable along the axial direction of the second input shaft 4. S4 is provided.
なお、第２入力軸４上に固定されたギヤ１７は、前述のように、アイドル軸６上に固定されたギヤ１４に常時噛合している。したがって、第１入力軸３と第２入力軸４とは、ギヤ１１，１４，１７を介して常時連結されており、両者は同方向に回転する。 Note that the gear 17 fixed on the second input shaft 4 always meshes with the gear 14 fixed on the idle shaft 6 as described above. Therefore, the first input shaft 3 and the second input shaft 4 are always connected via the gears 11, 14, and 17, and both rotate in the same direction.
また、第２入力軸４上に相対回転可能に支持された４速駆動ギヤ２４、２速駆動ギヤ２５、６速駆動ギヤ２６は、カウンタ軸５上に固定されたギヤ１８，１９，２０にそれぞれ常時噛合している。 Further, the 4-speed drive gear 24, the 2-speed drive gear 25, and the 6-speed drive gear 26 supported on the second input shaft 4 so as to be relatively rotatable are connected to gears 18, 19, and 20 fixed on the counter shaft 5. Each is always meshed.
［変速機の作用］
以上のように構成された変速機１を備えるハイブリッド車両の走行モードには、第２電動機ＭＧ２のみを駆動源として走行するＥＶモードと、エンジン２と第２電動機ＭＧ２の双方を駆動源として走行するＨＥＶモードとがあるが、以下、各走行モード時における変速機１の作用を図３〜図１４に基づいて説明する。尚、図３〜図１４は変速機の作用を説明するための図２と同様のスケルトン図である。
[Action of transmission]
In the travel mode of the hybrid vehicle including the transmission 1 configured as described above, the EV mode travels using only the second electric motor MG2 as a drive source, and travels using both the engine 2 and the second electric motor MG2 as drive sources. Although there is a HEV mode, the operation of the transmission 1 in each travel mode will be described below with reference to FIGS. 3 to 14 are skeleton diagrams similar to FIG. 2 for explaining the operation of the transmission.
＜ＥＶモード＞
走行モードとしてＥＶモードが選択された場合には、図３に示すように、クラッチＣがＯＦＦ（切断）されるとともに、全てのシンクロレスクラッチＣ１〜Ｃ４の各スリーブＳ１〜Ｓ４が中立位置にある。この状態で第２電動機ＭＧ２に図１に示すバッテリ３００から給電されて該第２電動機ＭＧ２が起動されると、不図示のロータと共に第２モータ軸７が回転駆動され、その回転は、図３に矢印にて示す経路を経てカウンタ軸５に伝達される。すなわち、第２モータ軸７の回転は、該第２モータ軸７に固定された３速駆動ギヤ８とカウンタ軸５に固定されたギヤ１８を経てカウンタ軸５に伝達される。このため、カウンタ軸５が回転し、その回転が図１に示すディファレンシャル機構５０を経て左右のドライブシャフト６０Ｌ，６０Ｒに伝達されるため、左右のドライブシャフト６０Ｌ，６０Ｒにそれぞれ固定された左右の駆動輪ＷＬ，ＷＲが回転してハイブリッド車両が第２電動機ＭＧ２の駆動力のみによって走行（ＥＶ走行）し、このときの走行速度は、第２電動機ＭＧ２の回転を制御することによって調整される。
<EV mode>
When the EV mode is selected as the travel mode, as shown in FIG. 3, the clutch C is turned off (disconnected), and the sleeves S1 to S4 of all the synchronization clutches C1 to C4 are in the neutral position. . In this state, when the second electric motor MG2 is supplied with power from the battery 300 shown in FIG. 1 and the second electric motor MG2 is activated, the second motor shaft 7 is rotationally driven together with a rotor (not shown). Is transmitted to the counter shaft 5 through a path indicated by an arrow. That is, the rotation of the second motor shaft 7 is transmitted to the counter shaft 5 through the third-speed drive gear 8 fixed to the second motor shaft 7 and the gear 18 fixed to the counter shaft 5. For this reason, the counter shaft 5 rotates, and the rotation is transmitted to the left and right drive shafts 60L and 60R via the differential mechanism 50 shown in FIG. 1, so the left and right drive fixed to the left and right drive shafts 60L and 60R, respectively. The wheels WL and WR rotate and the hybrid vehicle travels only by the driving force of the second electric motor MG2 (EV traveling), and the traveling speed at this time is adjusted by controlling the rotation of the second electric motor MG2.
このＥＶモードにおいては、クラッチＣがＯＦＦ状態にあるため、クラッチＣの引き摺りフリクションによる動力損失が無くなり、高効率のＥＶ走行が可能となる。 In this EV mode, since the clutch C is in the OFF state, power loss due to the drag friction of the clutch C is eliminated, and highly efficient EV traveling is possible.
＜ＨＥＶモード＞
走行モードとしてＨＥＶモードが選択された場合の各変速段への切り替え動作（シフト操作）についてそれぞれ説明する。尚、ここでは、ハイブリッド車両がＥＶモードで走行中にＨＥＶモードが選択された場合の変速動作について説明する。
<HEV mode>
The switching operation (shift operation) to each gear when the HEV mode is selected as the travel mode will be described. Here, the shift operation when the HEV mode is selected while the hybrid vehicle is traveling in the EV mode will be described.
（第１速）
ハイブリッド車両がＥＶモードで走行しているときに走行モードがＨＥＶモードに切り替えられ、エンジン２の回転を第１速に設定してカウンタ軸５に伝達する場合には、まず、図４に示すように、クラッチＣがＯＮ（接続）されてエンジン２の出力軸２ａと第１入力軸３とが連結され、第１電動機ＭＧ１が起動される。この場合、第１電動機ＭＧ１は、スタータモータとして機能してエンジン２をクランキングしてこれを始動させる。すなわち、第１電動機ＭＧ１が起動されると、図４に矢印にて示すように、第１モータ軸１５の回転がギヤ１６，１４，１１を経て第１入力軸３に伝達され、この第１入力軸３の回転がクラッチＣを介してエンジン２の出力軸２ａに伝達されてエンジン２がクランキングされるために該エンジン２が始動する。なお、この場合も、第２電動機ＭＧ２の第２モータ軸７の回転は、図４に矢印にて示すように、３速駆動ギヤ８とギヤ１８を経てカウンタ軸５に伝達されているため、ハイブリッド車両は、ＥＶ走行を継続している。
(1st speed)
When the traveling mode is switched to the HEV mode when the hybrid vehicle is traveling in the EV mode and the rotation of the engine 2 is set to the first speed and transmitted to the counter shaft 5, first, as shown in FIG. Then, the clutch C is turned on (connected), the output shaft 2a of the engine 2 and the first input shaft 3 are connected, and the first electric motor MG1 is started. In this case, the first electric motor MG1 functions as a starter motor, cranks the engine 2 and starts it. That is, when the first electric motor MG1 is started, as indicated by an arrow in FIG. 4, the rotation of the first motor shaft 15 is transmitted to the first input shaft 3 via the gears 16, 14, and 11, and this first Since the rotation of the input shaft 3 is transmitted to the output shaft 2a of the engine 2 via the clutch C and the engine 2 is cranked, the engine 2 is started. In this case as well, the rotation of the second motor shaft 7 of the second electric motor MG2 is transmitted to the counter shaft 5 via the third-speed drive gear 8 and the gear 18, as indicated by arrows in FIG. The hybrid vehicle continues EV travel.
上述のようにエンジン２が始動すると、図５に示すように、クラッチＣをＯＦＦしてエンジン２の出力軸２ａと第１入力軸３との連結を解除した上で、第１電動機ＭＧ１を起動して第１入力軸３上のギヤ１０と共に回転するシンクロレスクラッチＣ２のスリーブＳ２とカウンタ軸５上のギヤ１９によって第１入力軸３上を自由回転している１速駆動ギヤ１２との回転速度を合わせる。すなわち、第１電動機ＭＧ１が起動されると、その第１モータ軸１５の回転がギヤ１４，１１を経て第１入力軸３に伝達されるため、該第１入力軸３上に固定されたギヤ１０と共に回転するスリーブＳ２の回転速度が第１電動機ＭＧ１によって制御され、スリーブＳ２の回転が１速駆動ギヤ１２の回転速度に合わせられる。このため、従来の同期装置（シンクロメッシュ装置）を用いることなく、スリーブＳ２が図示矢印方向にスライド操作されて図６に示すように１速駆動ギヤ１２に噛み合うため、１速駆動ギヤ１２がギヤ１９を介してカウンタ軸５に連結され、第１速への変速操作が行われる。 When the engine 2 is started as described above, the first motor MG1 is started after the clutch C is turned off and the connection between the output shaft 2a of the engine 2 and the first input shaft 3 is released as shown in FIG. Rotation between the sleeve S2 of the synchroless clutch C2 that rotates together with the gear 10 on the first input shaft 3 and the first-speed drive gear 12 that freely rotates on the first input shaft 3 by the gear 19 on the counter shaft 5. Adjust the speed. That is, when the first electric motor MG1 is activated, the rotation of the first motor shaft 15 is transmitted to the first input shaft 3 via the gears 14 and 11, and therefore the gear fixed on the first input shaft 3 is transmitted. 10 is controlled by the first electric motor MG1, and the rotation of the sleeve S2 is adjusted to the rotation speed of the first-speed drive gear 12. Therefore, without using a conventional synchronizer (synchromesh device), the sleeve S2 is slid in the direction of the arrow shown in FIG. 6 and meshes with the first speed drive gear 12 as shown in FIG. A gear shift operation to the first speed is performed by being connected to the counter shaft 5 via 19.
その後、図６に示すようにクラッチＣをＯＮしてエンジン２の出力軸２ａと第１入力軸３とを連結すれば、出力軸２ａの回転がクラッチＣを介して第１入力軸３へと伝達され、第１入力軸３の回転が該第１入力軸３に連結された１速駆動ギヤ１２とカウンタ軸５上に固定されたギヤ１９を経てカウンタ軸５へと伝達されるため、カウンタ軸５が第１速で回転駆動される。 Thereafter, as shown in FIG. 6, when the clutch C is turned on to connect the output shaft 2 a of the engine 2 and the first input shaft 3, the rotation of the output shaft 2 a is transferred to the first input shaft 3 via the clutch C. Since the rotation of the first input shaft 3 is transmitted to the counter shaft 5 via the first speed drive gear 12 connected to the first input shaft 3 and the gear 19 fixed on the counter shaft 5, the counter The shaft 5 is rotationally driven at the first speed.
（第２速）
第１速から第２速へ切り替える変速操作がなされる場合にも、図７に示すように、クラッチＣがＯＦＦされた状態で第１電動機ＭＧ１が駆動され、第２入力軸４上に固定されたギヤ２３と共に回転するシンクロレスクラッチＣ４のスリーブＳ４の回転速度が２速駆動ギヤ２５の回転速度に合わせられる。すなわち、第１電動機ＭＧ１が起動されると、図７に矢印にて示すように、その第１モータ軸１５の回転がギヤ １６，１４，１７を経て第２入力軸４へと伝達され、該第２入力軸４上に固定されたギヤ２３と共に回転するスリーブＳ４の回転速度がカウンタ軸５上に固定されたギヤ１９によって回転する２速駆動ギヤ２５の回転速度に合わせられる。なお、このとき、シンクロレスクラッチＣ２のスリーブＳ２は図７に示す中立位置に戻されている。
(2nd speed)
Even when a shift operation for switching from the first speed to the second speed is performed, as shown in FIG. 7, the first electric motor MG <b> 1 is driven with the clutch C turned off and is fixed on the second input shaft 4. The rotational speed of the sleeve S4 of the synchroless clutch C4 that rotates with the gear 23 is matched with the rotational speed of the second-speed drive gear 25. That is, when the first electric motor MG1 is started, as indicated by an arrow in FIG. 7, the rotation of the first motor shaft 15 is transmitted to the second input shaft 4 via the gears 16, 14, and 17, The rotational speed of the sleeve S4 that rotates together with the gear 23 fixed on the second input shaft 4 is adjusted to the rotational speed of the second-speed drive gear 25 that rotates by the gear 19 fixed on the counter shaft 5. At this time, the sleeve S2 of the synchronization clutch C2 is returned to the neutral position shown in FIG.
上述のようにスリーブＳ４の回転速度が２速駆動ギヤ２５の回転速度に合わせられると、従来の同期装置（シンクロメッシュ装置）を用いることなく、スリーブＳ４が図７の矢印方向にスライド操作されて２速駆動ギヤ２５に噛み合うため、２速駆動ギヤ２５がギヤ１９を介してカウンタ軸５に連結され、第１速から第２速への変速操作が行われる。 When the rotational speed of the sleeve S4 is adjusted to the rotational speed of the second speed drive gear 25 as described above, the sleeve S4 is slid in the direction of the arrow in FIG. 7 without using a conventional synchronizer (synchromesh device). In order to mesh with the second-speed drive gear 25, the second-speed drive gear 25 is connected to the counter shaft 5 via the gear 19, and a speed change operation from the first speed to the second speed is performed.
その後、図８に示すようにクラッチＣをＯＮしてエンジン２の出力軸２ａと第１入力軸３とを連結すれば、出力軸２ａの回転がクラッチＣを介して第１入力軸３へと伝達され、第１入力軸３の回転がギヤ１１，１４，１７を経て第２入力軸４へと伝達され、該第２入力軸４の回転は、２速駆動ギヤ２５とギヤ１９を経てカウンタ軸５へと伝達されるため、該カウンタ軸５が第２速で回転駆動される。 Thereafter, as shown in FIG. 8, when the clutch C is turned on to connect the output shaft 2 a of the engine 2 and the first input shaft 3, the rotation of the output shaft 2 a is transferred to the first input shaft 3 via the clutch C. The rotation of the first input shaft 3 is transmitted to the second input shaft 4 via the gears 11, 14, 17, and the rotation of the second input shaft 4 is countered via the second speed drive gear 25 and the gear 19. Since it is transmitted to the shaft 5, the counter shaft 5 is rotationally driven at the second speed.
なお、第１速から第２速への変速操作においてクラッチＣをＯＦＦすると、第１速においてエンジン２からカウンタ軸５へと伝達されていたトルクが一時的に低下するトルク抜けが発生し、第１速から第２速への変速を行ってクラッチＣをＯＮしたときの急激なトルク変動によって変速ショックが発生する。このような問題に対しては、第２電動機ＭＧ２の出力を高めて変速操作時のトルク抜けを補償することによって変速ショックを無くすことができる。 Note that when the clutch C is turned off in the shifting operation from the first speed to the second speed, a torque drop occurs in which the torque transmitted from the engine 2 to the counter shaft 5 at the first speed temporarily decreases. A shift shock is generated by a sudden torque fluctuation when the clutch C is turned on by performing a shift from the first speed to the second speed. For such a problem, the shift shock can be eliminated by increasing the output of the second electric motor MG2 to compensate for the torque loss during the shift operation.
（第３速）
第２速から第３速へ切り替える変速操作がなされる場合にも、クラッチＣがＯＦＦされた状態で第１電動機ＭＧ１が駆動され、第１入力軸３上に固定されたギヤ９と共に回転するシンクロレスクラッチＣ１のスリーブＳ１の回転速度が３速駆動ギヤ８の回転速度に合わせられる。なお、このとき、シンクロレスクラッチＣ４のスリーブＳ４は中立位置に戻されている。
(3rd speed)
Even when a shift operation for switching from the second speed to the third speed is performed, the first electric motor MG1 is driven with the clutch C turned off, and is synchronized with the gear 9 fixed on the first input shaft 3. The rotational speed of the sleeve S1 of the less clutch C1 is adjusted to the rotational speed of the third speed drive gear 8. At this time, the sleeve S4 of the synchronization clutch C4 is returned to the neutral position.
上述のようにスリーブＳ１の回転速度が３速駆動ギヤ８の回転速度に合わせられると、従来の同期装置（シンクロ装置）を用いることなく、スリーブＳ１がスライド操作されて図９に示すように３速駆動ギヤ８に噛み合うため、３速駆動ギヤ８がギヤ１８を介してカウンタ軸５に連結され、第２速から第３速への変速操作が行われる。 As described above, when the rotational speed of the sleeve S1 is adjusted to the rotational speed of the third-speed drive gear 8, the sleeve S1 is slid without using a conventional synchronizer (synchronizer), as shown in FIG. In order to mesh with the high-speed drive gear 8, the 3-speed drive gear 8 is connected to the counter shaft 5 via the gear 18, and a speed change operation from the second speed to the third speed is performed.
その後、図９に示すようにクラッチＣをＯＮしてエンジン２の出力軸２ａと第１入力軸３とを連結すれば、出力軸２ａの回転がクラッチＣを介して第１入力軸３へと伝達され、該第１入力軸３の回転が３速駆動ギヤ８とギヤ１８を経てカウンタ軸５へと伝達されるため、該カウンタ軸５が第３速で回転駆動される。そして、第２速から第３速への変速操作時に発生するトルク抜けに伴う変速ショックは、第２電動機ＭＧ２の出力を高めて変速操作時のトルク抜けを補償することによって無くすことができる。 Thereafter, as shown in FIG. 9, when the clutch C is turned on to connect the output shaft 2 a of the engine 2 and the first input shaft 3, the rotation of the output shaft 2 a is transferred to the first input shaft 3 via the clutch C. Since the rotation of the first input shaft 3 is transmitted to the counter shaft 5 through the third speed drive gear 8 and the gear 18, the counter shaft 5 is rotationally driven at the third speed. Then, the shift shock accompanying the torque loss that occurs during the shifting operation from the second speed to the third speed can be eliminated by increasing the output of the second electric motor MG2 to compensate for the torque loss during the shifting operation.
（第４速）
第３速から第４速へ切り替える変速操作がなされる場合にも、クラッチＣがＯＦＦされた状態で第１電動機ＭＧ１が駆動され、第２入力軸４上に固定されたギヤ２２と共に回転するシンクロレスクラッチＣ３のスリーブＳ３の回転速度が４速駆動ギヤ２４の回転速度に合わせられる。なお、このとき、シンクロレスクラッチＣ１のスリーブＳ１は中立位置に戻されている。
(4th speed)
Even when a shift operation for switching from the third speed to the fourth speed is performed, the first electric motor MG1 is driven in a state where the clutch C is turned off, and is synchronized with the gear 22 fixed on the second input shaft 4. The rotational speed of the sleeve S3 of the less clutch C3 is adjusted to the rotational speed of the fourth speed drive gear 24. At this time, the sleeve S1 of the synchronization clutch C1 is returned to the neutral position.
上述のようにスリーブＳ３の回転速度が４速駆動ギヤ２４の回転速度に合わせられると、従来の同期装置（シンクロメッシュ装置）を用いることなく、スリーブＳ３がスライド操作されて図１０に示すように４速駆動ギヤ２４に噛み合うため、該４速駆動ギヤ２４がギヤ１８を介してカウンタ軸５に連結され、第３速から第４速への変速操作が行われる。 As described above, when the rotational speed of the sleeve S3 is adjusted to the rotational speed of the fourth speed drive gear 24, the sleeve S3 is slid without using a conventional synchronizer (synchromesh device), as shown in FIG. In order to mesh with the fourth speed drive gear 24, the fourth speed drive gear 24 is connected to the counter shaft 5 via the gear 18, and a speed change operation from the third speed to the fourth speed is performed.
その後、図１０に示すようにクラッチＣをＯＮしてエンジン２の出力軸２ａと第１入力軸３とを連結すれば、出力軸２ａの回転がクラッチＣを介して第１入力軸３へと伝達され、第１入力軸３の回転がギヤ１１，１４，１７を介して第２入力軸４へと伝達され、この第２入力軸４の回転は、４速駆動ギヤ２４とギヤ１８を経てカウンタ軸５へと伝達されるため、該カウンタ軸５が第４速で回転駆動される。そして、第２速から第３速への変速操作時に発生するトルク抜けに伴う変速ショックも前述と同様の手法によって無くすことができる。 Thereafter, as shown in FIG. 10, when the clutch C is turned on to connect the output shaft 2 a of the engine 2 and the first input shaft 3, the rotation of the output shaft 2 a is transferred to the first input shaft 3 via the clutch C. The rotation of the first input shaft 3 is transmitted to the second input shaft 4 through the gears 11, 14, and 17, and the rotation of the second input shaft 4 is transmitted through the four-speed drive gear 24 and the gear 18. Since it is transmitted to the counter shaft 5, the counter shaft 5 is rotationally driven at the fourth speed. And the shift shock accompanying torque loss generated at the time of shifting operation from the second speed to the third speed can be eliminated by the same method as described above.
（第５速）
第４速から第５速へ切り替える変速操作がなされる場合にも、クラッチＣがＯＦＦされた状態で第１電動機ＭＧ１が駆動され、第１入力軸３上に固定されたギヤ１０と共に回転するシンクロレスクラッチＣ２のスリーブＳ２の回転速度が５速駆動ギヤ１３の回転速度に合わせられる。なお、このとき、シンクロレスクラッチＣ３のスリーブＳ３は中立位置に戻されている。
(5th speed)
Even when a shift operation for switching from the fourth speed to the fifth speed is performed, the first electric motor MG1 is driven in a state where the clutch C is turned off, and is synchronized with the gear 10 fixed on the first input shaft 3. The rotational speed of the sleeve S2 of the less clutch C2 is adjusted to the rotational speed of the fifth speed drive gear 13. At this time, the sleeve S3 of the synchronization clutch C3 is returned to the neutral position.
上述のようにスリーブＳ２の回転速度が５速駆動ギヤ１３の回転速度に合わせられると、従来の同期装置（シンクロメッシュ装置）を用いることなく、スリーブＳ２がスライド操作されて図１１に示すように５速駆動ギヤ１３に噛み合うため、５速駆動ギヤ１３がギヤ２０を介してカウンタ軸５に連結され、第４速から第５速への変速操作が行われる。 As described above, when the rotational speed of the sleeve S2 is adjusted to the rotational speed of the fifth speed drive gear 13, the sleeve S2 is slid without using a conventional synchronizer (synchromesh device), as shown in FIG. In order to mesh with the fifth speed drive gear 13, the fifth speed drive gear 13 is connected to the counter shaft 5 via the gear 20, and a speed change operation from the fourth speed to the fifth speed is performed.
その後、図１１に示すようにクラッチＣをＯＮしてエンジン２の出力軸２ａと第１入力軸３とを連結すれば、出力軸２ａの回転がクラッチＣを介して第１入力軸３へと伝達され、該第１入力軸３の回転が５速駆動ギヤ１３とギヤ２０を介してカウンタ軸５へと伝達されるため、カウンタ軸５が第５速で回転駆動される。そして、第４速から第５速への変速操作時に発生するトルク抜けに伴う変速ショックも前述と同様の手法によって無くすことができる。 Thereafter, as shown in FIG. 11, when the clutch C is turned on to connect the output shaft 2 a of the engine 2 and the first input shaft 3, the rotation of the output shaft 2 a is transferred to the first input shaft 3 via the clutch C. Since the rotation of the first input shaft 3 is transmitted to the counter shaft 5 via the fifth speed drive gear 13 and the gear 20, the counter shaft 5 is rotationally driven at the fifth speed. And the shift shock accompanying the torque loss generated at the time of shifting operation from the fourth speed to the fifth speed can be eliminated by the same method as described above.
（第６速）
第５速から第６速へ切り替える変速操作がなされる場合にも、クラッチＣがＯＦＦされた状態で第１電動機ＭＧ１が駆動され、第２入力軸４上に固定されたギヤ２３と共に回転するシンクロレスクラッチＣ４のスリーブＳ４の回転速度が６速駆動ギヤ２６の回転速度に合わせられる。なお、このとき、シンクロレスクラッチＣ２のスリーブＳ２は中立位置に戻されている。
(6th speed)
Even when a shift operation for switching from the fifth speed to the sixth speed is performed, the first electric motor MG1 is driven in a state where the clutch C is turned off, and is synchronized with the gear 23 fixed on the second input shaft 4. The rotational speed of the sleeve S4 of the less clutch C4 is adjusted to the rotational speed of the sixth speed drive gear 26. At this time, the sleeve S2 of the synchronization clutch C2 is returned to the neutral position.
上述のようにスリーブＳ４の回転速度が６速駆動ギヤ２６の回転速度に合わせられると、従来の同期装置（シンクロメッシュ装置）を用いることなく、スリーブＳ４がスライド操作されて図１２に示すように６速駆動ギヤ２６に噛み合うため、６速駆動ギヤ２６がギヤ２０を介してカウンタ軸５に連結され、第５速から第６速への変速操作が行われる。 As described above, when the rotational speed of the sleeve S4 is adjusted to the rotational speed of the 6-speed drive gear 26, the sleeve S4 is slid without using a conventional synchronizer (synchromesh device), as shown in FIG. In order to mesh with the 6-speed drive gear 26, the 6-speed drive gear 26 is connected to the counter shaft 5 via the gear 20, and a shift operation from the 5th speed to the 6th speed is performed.
その後、図１２に示すようにクラッチをＯＮしてエンジン２の出力軸２ａと第１入力軸３とを連結すれば、出力軸２ａの回転がクラッチＣを介して第１入力軸３へと伝達され、第１入力軸３の回転がギヤ１１，１４，１７を介して第２入力軸４へと伝達され、この第２入力軸４の回転は、６速駆動ギヤ２６とギヤ２０を経てカウンタ軸５へと伝達されるため、カウンタ軸５が第６速で回転駆動される。そして、第５速から第６速への変速操作時に発生するトルク抜けに伴う変速ショックも前述と同様の手法によって無くすことができる。 Thereafter, as shown in FIG. 12, when the clutch is turned on to connect the output shaft 2a of the engine 2 and the first input shaft 3, the rotation of the output shaft 2a is transmitted to the first input shaft 3 via the clutch C. Then, the rotation of the first input shaft 3 is transmitted to the second input shaft 4 via the gears 11, 14, 17, and the rotation of the second input shaft 4 is countered via the 6-speed drive gear 26 and the gear 20. Since it is transmitted to the shaft 5, the counter shaft 5 is rotationally driven at the sixth speed. Further, the shift shock accompanying the torque loss generated during the shift operation from the fifth speed to the sixth speed can be eliminated by the same method as described above.
（後進）
ハイブリッド車両が後進（リバース）する場合には、図１３に示すように、全てのスリーブＳ１〜Ｓ４が中立位置に戻された状態で、第２電動機ＭＧ２が逆転駆動される。すると、第２電動機ＭＧ２の第２モータ軸７の回転は、図１３に矢印にて示す経路を経てカウンタ軸５に伝達される。すなわち、第２モータ軸７の回転は、３速駆動ギヤ８とギヤ１８を経てカウンタ軸５へと伝達され、該カウンタ軸５が逆転するため、図１に示す駆動輪ＷＬ，ＷＲが逆転してハイブリッド車両が後進する。
(Backward)
When the hybrid vehicle moves backward (reverse), as shown in FIG. 13, the second electric motor MG2 is driven in reverse while all the sleeves S1 to S4 are returned to the neutral position. Then, the rotation of the second motor shaft 7 of the second electric motor MG2 is transmitted to the counter shaft 5 through a path indicated by an arrow in FIG. That is, the rotation of the second motor shaft 7 is transmitted to the counter shaft 5 through the third-speed drive gear 8 and the gear 18, and the counter shaft 5 reverses, so that the drive wheels WL and WR shown in FIG. The hybrid vehicle moves backward.
そして、この場合、クラッチＣをＯＮしてエンジン２の出力軸２ａの回転をクラッチＣとギヤ１１，１４，１６を介して第１モータ軸１５へと伝達して第１電動機ＭＧ１を発電機として使用すれば、該第１電動機ＭＧ１によって必要な電力を得ることができる。なお、ハイブリッド車両が停車している場合も、図１４に示すように、クラッチＣをＯＮしてエンジン２の出力軸２ａの回転をクラッチＣと第２入力軸３およびギヤ１１，１４，１６を介して第１モータ軸１５へと伝達して第１電動機ＭＧ１を駆動し、この第１電動機ＭＧ１を発電機として使用すれば、該第１電動機ＭＧ１によって必要な電力を発生させることができる。 In this case, the clutch C is turned on, and the rotation of the output shaft 2a of the engine 2 is transmitted to the first motor shaft 15 via the clutch C and the gears 11, 14, 16, and the first motor MG1 is used as a generator. If used, the necessary electric power can be obtained by the first electric motor MG1. Even when the hybrid vehicle is stopped, as shown in FIG. 14, the clutch C is turned on to rotate the output shaft 2a of the engine 2 so that the clutch C, the second input shaft 3 and the gears 11, 14, and 16 are rotated. If the first motor MG1 is driven by being transmitted to the first motor shaft 15 and this first motor MG1 is used as a generator, the first motor MG1 can generate necessary electric power.
以上の説明で明らかなように、本発明に係る変速機１によれば、エンジン２の出力軸２ａと第１入力軸３および第２入力軸４との断接を１つのクラッチＣで行うようにしたため、２つのクラッチを設けていた従来の変速機に比べて構造を単純化することができるという効果が得られる。 As apparent from the above description, according to the transmission 1 according to the present invention, the output shaft 2a of the engine 2 and the first input shaft 3 and the second input shaft 4 are connected / disconnected by one clutch C. Therefore, an effect that the structure can be simplified as compared with the conventional transmission having two clutches can be obtained.
また、変速操作時の第１入力軸３上および第２入力軸４上の複数の変速ギヤ８，１２，１３，２４，２５，２６の１つとカウンタ軸５との連結を従来の同期装置（シンクロメッシュ装置）に代えてシンクロレスクラッチＣ〜Ｃ４によって行うようにしたため、従来の同期装置において発生していた引き摺りフリクションを無くすことができ、動力損失を最小限に抑えてハイブリッド車両の航続距離を延ばすことができるという効果が得られる。 In addition, a conventional synchronizer (a conventional synchronizer) connects one of the plurality of transmission gears 8, 12, 13, 24, 25, 26 on the first input shaft 3 and the second input shaft 4 and the counter shaft 5 during a shift operation. Since the synchromesh clutches C to C4 are used instead of the synchromesh device, the drag friction generated in the conventional synchronizer can be eliminated, and the cruising distance of the hybrid vehicle can be reduced while minimizing power loss. The effect that it can be extended is acquired.
なお、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。 The application of the present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims and the description and the drawings.
１ 変速機
２ エンジン（内燃機関）
２ａ 出力軸
３ 第１入力軸
４ 第２入力軸
５ カウンタ軸
６ アイドル軸
７ 第２モータ軸
８ ３速駆動ギヤ
９〜１１ ギヤ
１２ １速駆動ギヤ
１３ ５速駆動ギヤ
１４ ギヤ
１５ 第１モータ軸
１６〜２３ ギヤ
２４ ４速駆動ギヤ
２５ ２速駆動ギヤ
２６ ６速駆動ギヤ
１００ 制御装置（ＥＣＵ）
Ｃ クラッチ
Ｃ１〜Ｃ４ シンクロレスクラッチ
ＭＧ１ 第１電動機
ＭＧ２ 第２電動機
Ｓ１〜Ｓ４ スリーブ
1 Transmission 2 Engine (Internal combustion engine)
2a Output shaft 3 First input shaft 4 Second input shaft 5 Counter shaft 6 Idle shaft 7 Second motor shaft 8 3rd speed drive gear 9-11 gear 12 1st speed drive gear 13 5th speed drive gear 14 Gear 15 1st motor shaft 16-23 Gear 24 4th speed drive gear 25 2nd speed drive gear 26 6th speed drive gear 100 Control device (ECU)
C Clutch C1 to C4 Synchroless clutch MG1 First electric motor MG2 Second electric motor S1 to S4 Sleeve
Claims (6)
前記内燃機関の出力軸と平行に配置され、クラッチによって前記出力軸に選択的に接続される第１入力軸と、
前記第１入力軸と平行に配置され、複数のギヤを介して前記第１入力軸に連結された第２入力軸と、
前記第１入力軸および第２入力軸と平行に配置されて被駆動部に動力を出力するカウンタ軸と、
前記第１入力軸上に相対回転可能に配置され、複数の第１シンクロレスクラッチによって前記カウンタ軸に選択的に連結される複数の変速ギヤからなる第１ギヤ群と、
前記第２入力軸上に相対回転可能に配置され、複数の第２シンクロレスクラッチによって前記カウンタ軸に選択的に連結される複数の変速ギヤからなる第２ギヤ群と、
前記変速機を制御する制御装置と、を備え、
前記第１電動機の出力軸である第１モータ軸を複数のギヤを介して前記第１入力軸および第２入力軸に連結し、
前記第２電動機の出力軸である第２モータ軸を前記第１入力軸に対して同軸かつ相対回転可能に配置するとともに、該第２モータ軸を、これに固定された変速ギヤを介して前記カウンタ軸に連結した
ことを特徴とする変速機。 A transmission provided in a hybrid vehicle including a first motor and a second motor having different outputs from an internal combustion engine,
A first input shaft disposed in parallel with the output shaft of the internal combustion engine and selectively connected to the output shaft by a clutch;
A second input shaft disposed in parallel with the first input shaft and connected to the first input shaft via a plurality of gears;
A counter shaft arranged parallel to the first input shaft and the second input shaft and outputting power to the driven portion;
A first gear group comprising a plurality of transmission gears arranged on the first input shaft so as to be relatively rotatable and selectively coupled to the counter shaft by a plurality of first synchroless clutches;
A second gear group comprising a plurality of transmission gears arranged on the second input shaft so as to be relatively rotatable and selectively coupled to the counter shaft by a plurality of second synchroless clutches;
A control device for controlling the transmission,
A first motor shaft that is an output shaft of the first electric motor is connected to the first input shaft and the second input shaft via a plurality of gears;
A second motor shaft that is an output shaft of the second electric motor is disposed so as to be coaxial and relatively rotatable with respect to the first input shaft, and the second motor shaft is connected to the first motor via a transmission gear fixed to the second motor shaft. A transmission characterized by being connected to a counter shaft.
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