JP4123132B2 - Shift control device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明はハイブリッド車両の変速制御装置および車両の変速制御装置に係り、特に、変速ショックを緩和する技術に関するものである。 The present invention relates to a shift control device for a hybrid vehicle and a shift control device for a vehicle, and more particularly to a technique for mitigating shift shock.
エンジン、発電機、および電動機と、エンジンの動力を発電機と出力部材とに分配する動力分配部とを有し、その発電機で発電された電力が出力部材に連結されている電動機に供給されることで、上記出力部材にはエンジンの動力とともに電動機の回転トルクが加えられるように構成された動力伝達装置を備えるハイブリッド車両が知られている。たとえば、非特許文献1に記載のハイブリッド車両がそれであり、このようなハイブリッド車両では車両走行に必要な駆動トルクが得られるように、エンジンと電動機とでその駆動トルクの分担が制御されることによって、効率のよいエンジン運転領域が選択されて走行させられる。たとえば、低速走行等のエンジン効率が低くなる領域ではエンジンを停止して電動機の回転トルクにより走行し、或いは通常走行では高効率となるエンジン運転領域でのエンジントルクとそのエンジントルクを補助する上記電動機の回転トルクとにより走行するように制御されている。
An engine, a generator, and an electric motor, and a power distribution unit that distributes engine power to the generator and the output member, and the electric power generated by the generator is supplied to the electric motor connected to the output member Thus, there is known a hybrid vehicle including a power transmission device configured to apply a rotational torque of an electric motor together with engine power to the output member. For example, this is a hybrid vehicle described in Non-Patent
そのため、車両の低車速域では大きな駆動トルクが必要となるという車両走行特性を考慮すると、エンジン効率の低い低負荷域たとえば低車速領域において必要な駆動トルクが得られるためには、上記電動機は低車速領域つまり低回転速度領域にて高トルクを発生するように、それ相当の大型のものとされる必要があった。しかし、電動機の大型化はスペース、重量などの点で車両への搭載が不利となる可能性があるため、その電動機の大型化を可及的に抑制するということが望まれる。そこで、前記出力部材と駆動輪との間、或いは出力部材と電動機との間に変速機を設ける等によってその電動機に対して変速機を設けて、低車速領域においては減速比を高めることによりエンジン或いは電動機のトルクを高め、その電動機に必要な最大トルク、特に低回転速度領域にて必要とされる高トルクを低減して、結果として電動機の大型化を抑制するとともに必要な車両駆動トルクが得られる技術(特許文献1)が提案されている。 Therefore, in consideration of the vehicle running characteristics that a large driving torque is required in the low vehicle speed range of the vehicle, in order to obtain the required driving torque in a low load range where the engine efficiency is low, for example, in the low vehicle speed range, the motor is low. In order to generate a high torque in the vehicle speed region, that is, in the low rotation speed region, it has been necessary to have a large size. However, an increase in the size of an electric motor may be disadvantageous for mounting on a vehicle in terms of space, weight, and the like. Therefore, it is desirable to suppress the increase in size of the electric motor as much as possible. Therefore, by providing a transmission for the motor, such as by providing a transmission between the output member and the drive wheel, or between the output member and the motor, the engine is increased by increasing the reduction ratio in the low vehicle speed range. Alternatively, the torque of the motor is increased, and the maximum torque required for the motor, particularly the high torque required in the low rotation speed range, is reduced, resulting in suppressing the increase in size of the motor and obtaining the required vehicle driving torque. Proposed technique (Patent Document 1) has been proposed.
しかしながら、特許文献1に示す変速機は、複数組の遊星歯車装置およびクラッチ、ブレーキ等の係合装置を主体として構成され、それら係合装置の作動の組合せによって複数の変速段が成立させられる有段自動変速機である。通常、このような有段自動変速機の変速制御時にはその変速機に動力が入力される入力回転要素の回転速度が変化させられるので、回転変化に伴って所謂イナーシャ相が発生することとなり、変速時間が長くなったり前記出力部材に現れるイナーシャトルクによって変速ショックが発生する可能性があった。
However, the transmission shown in
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、動力分配部と、複数組の遊星歯車装置を有して動力分配部からの動力が入力される自動変速部とを備えるハイブリッド車両、或いは動力が入力される2つの入力系統を有する自動変速機を備える車両において、変速ショックを緩和するハイブリッド車両の変速制御装置、車両の変速制御装置、および車両用遊星歯車式自動変速機を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power distribution unit and an automatic power input from the power distribution unit having a plurality of planetary gear units. In a hybrid vehicle including a transmission unit or a vehicle including an automatic transmission having two input systems to which power is input, a shift control device for a hybrid vehicle, a shift control device for the vehicle, and a planet for a vehicle that reduce shift shock The object is to provide a gear-type automatic transmission.
かかる目的を達成するための第1発明の要旨とするところは、動力分配部と、複数組の遊星歯車装置を有してその動力分配部からの動力が入力される自動変速部とを備えたハイブリッド車両用の変速制御装置であって、(a) 前記自動変速部は、前記複数組の遊星歯車装置の複数の回転要素のいずれかを相互に或いは非回転部材に選択的に係合させる複数の係合装置を備え、その複数の係合装置の選択的作動により、第1変速状態とその第1変速状態の変速比と重複する変速比変化範囲を有する第2変速状態とが択一的に切り換えられるものであり、(b) 前記第1変速状態と第2変速状態との間の変速状態切換時において前記自動変速部の回転要素の回転変化が生じないように、前記重複する変速比であり且つ変速状態切換のための係合装置の回転速度が同期したときにその係合装置を係合させる変速制御手段を、含み、(c) 前記自動変速部は、第1遊星歯車装置および第2遊星歯車装置と、4つの回転要素と、1つのブレーキと、1つのクラッチとを備え、(d) 前記自動変速部は、前記動力分配部との間で第1動力伝達部材および第2動力伝達部材を介して連結されたものであり、(e) その自動変速部の4つの回転要素は、共線図上の一方から他方に向かって順に位置する第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素、第4回転要素であり、(f) その第1回転要素は前記ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、(g) その第2回転要素は出力部材に連結され、(h) その第3回転要素は前記第1動力伝達部材とクラッチを介して選択的に連結され、(i) その第4回転要素は前記第2動力伝達部材と連結されたものであることを特徴とするものである。
The gist of the first invention for achieving the object includes a power distribution unit and an automatic transmission unit having a plurality of sets of planetary gear devices to which power from the power distribution unit is input. A shift control device for a hybrid vehicle, wherein: (a) the automatic transmission unit is configured to selectively engage one of a plurality of rotating elements of the plurality of planetary gear devices with each other or with a non-rotating member. The first speed change state and the second speed change state having a speed change range that overlaps with the speed change ratio of the first speed change state are alternatively selected by the selective operation of the plurality of engagement devices. It is intended to be switched to, (b) the first such rotation change of the rotation elements of the automatic transmission portion in the shifting state switching between a transmission state and the second speed state does not occur, the gear ratio of the overlapping And the rotation of the engaging device for switching the shift state Shift control means for engaging the engagement device when the speed is synchronized, seen including, the automatic transmission unit (c), a first planetary gear and the second planetary gear device, and the four rotary elements, (D) the automatic transmission unit is connected to the power distribution unit via a first power transmission member and a second power transmission member; (e) The four rotating elements of the automatic transmission unit are a first rotating element, a second rotating element, a third rotating element, and a fourth rotating element that are sequentially located from one side to the other on the nomograph. (f) the first rotating element is selectively connected to the non-rotating member via the brake; (g) the second rotating element is connected to the output member; and (h) the third rotating element is the first rotating element. 1 is selectively connected to the power transmission member via a clutch, and (i) the fourth rotating element is connected to the second power transmission. It is characterized in that the one which is connected to the member.
第2発明は、第1発明のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記第1遊星歯車装置の第1サンギヤは前記第1回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1キャリヤおよび前記第2遊星歯車装置の第2サンギヤは相互に連結されて前記第2回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1リングギヤおよびその第2遊星歯車装置の第2キャリヤは相互に連結されて前記第3回転要素を構成し、その第2遊星歯車装置の第2リングギヤは前記第4回転要素を構成するものである。
The second invention provides a shift control apparatus for a hybrid vehicle of the first invention, the first sun gear of the first planetary gear unit constitutes the first rotary element, the first carrier and the the first planetary gear device the The second sun gears of the two planetary gear units are connected to each other to form the second rotating element, and the first ring gear of the first planetary gear unit and the second carrier of the second planetary gear unit are connected to each other. The third rotating element is constituted, and the second ring gear of the second planetary gear device constitutes the fourth rotating element.
第3発明は、第1発明のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記第1遊星歯車装置の第1リングギヤおよび前記第2遊星歯車装置の第2リングギヤは相互に連結されて前記第1回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1キャリヤおよび前記第2遊星歯車装置の第2キャリヤは相互に連結されて前記第2回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1サンギヤは前記第3回転要素を構成し、その第2遊星歯車装置の第2サンギヤは前記第4回転要素を構成するものである。
According to a third aspect of the present invention, in the shift control device for a hybrid vehicle according to the first aspect of the present invention, the first ring gear of the first planetary gear device and the second ring gear of the second planetary gear device are connected to each other to connect the first rotating element. A first carrier of the first planetary gear unit and a second carrier of the second planetary gear unit are interconnected to form the second rotating element, and the first sun gear of the first planetary gear unit is The third rotating element is constituted, and the second sun gear of the second planetary gear device constitutes the fourth rotating element.
第4発明は、第1発明のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記第1遊星歯車装置の第1サンギヤおよび前記第2遊星歯車装置の第2サンギヤは相互に連結されて前記第1回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1キャリヤおよび前記第2遊星歯車装置の第2キャリヤは相互に連結されて前記第2回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1リングギヤは前記第3回転要素を構成し、その第2遊星歯車装置の第2リングギヤは前記第4回転要素を構成するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the shift control device for a hybrid vehicle according to the first aspect of the present invention, the first sun gear of the first planetary gear device and the second sun gear of the second planetary gear device are connected to each other to connect the first rotating element. And the first carrier of the first planetary gear device and the second carrier of the second planetary gear device are connected to each other to form the second rotating element, and the first ring gear of the first planetary gear device is The third rotating element is constituted, and the second ring gear of the second planetary gear device constitutes the fourth rotating element.
第5発明は、第1発明のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記第1遊星歯車装置の第1サンギヤは前記第1回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1キャリヤおよび前記第2遊星歯車装置の第2サンギヤは相互に連結されて前記第2回転要素を構成し、その第2遊星歯車装置の第2キャリヤは前記第3回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1リングギヤおよびその第2遊星歯車装置の第2リングギヤは相互に連結されて前記第4回転要素を構成するものである。
The fifth invention provides a shift control apparatus for a hybrid vehicle of the first invention, the first sun gear of the first planetary gear unit constitutes the first rotary element, the first carrier and the the first planetary gear device the The second sun gears of the two planetary gear units are connected to each other to constitute the second rotating element, and the second carrier of the second planetary gear unit constitutes the third rotating element, and the second planetary gear unit includes the first planetary gear unit. The first ring gear and the second ring gear of the second planetary gear device are connected to each other to constitute the fourth rotating element.
第6発明は、第1発明のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記第1遊星歯車装置の第1サンギヤは前記第1回転要素を構成し、前記第2遊星歯車装置の第2サンギヤは前記第2回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1キャリヤおよびその第2遊星歯車装置の第2キャリヤは相互に連結されて前記第3回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1リングギヤおよびその第2遊星歯車装置の第2リングギヤは相互に連結されて前記第4回転要素を構成するものである。
The sixth invention provides a shift control apparatus for a hybrid vehicle of the first invention, the first sun gear of the first planetary gear apparatus comprising the first rotating element, a second sun gear of the second planetary gear device wherein the The first planetary gear unit of the first carrier and the second planetary unit of the second planetary gear unit are connected to each other to form the third rotating unit of the first planetary gear unit. The first ring gear and the second ring gear of the second planetary gear device are connected to each other to constitute the fourth rotating element.
第7発明は、第1発明のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記第1遊星歯車装置の第1リングギヤは前記第1回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1キャリヤおよび前記第2遊星歯車装置の第2サンギヤは相互に連結されて前記第2回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1サンギヤおよびその第2遊星歯車装置の第2キャリヤは相互に連結されて前記第3回転要素を構成し、その第2遊星歯車装置の第2リングギヤは前記第4回転要素を構成するものである。
The seventh invention provides a shift control apparatus for a hybrid vehicle of the first invention, the first ring gear of the first planetary gear unit constitutes the first rotary element, the first carrier and the second of the first planetary gear set The second sun gear of the two planetary gear devices are connected to each other to form the second rotating element, and the first sun gear of the first planetary gear device and the second carrier of the second planetary gear device are connected to each other. The third rotating element is constituted, and the second ring gear of the second planetary gear device constitutes the fourth rotating element.
第8発明は、第1発明のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記第1遊星歯車装置の第1リングギヤおよび前記第2遊星歯車装置の第2サンギヤは相互に連結されて前記第1回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1キャリヤは前記第2回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1サンギヤおよびその第2遊星歯車装置の第2キャリヤは相互に連結されて前記第3回転要素を構成し、その第2遊星歯車装置の第2リングギヤは前記第4回転要素を構成するものである。
Eighth invention provides a shift control apparatus for a hybrid vehicle of the first invention, the first ring gear and the second sun gear is the first rotary element are connected to each other of the second planetary gear of the first planetary gear set A first carrier of the first planetary gear set constitutes the second rotating element, and a first sun gear of the first planetary gear set and a second carrier of the second planetary gear set are interconnected. The third rotating element is constituted, and the second ring gear of the second planetary gear device constitutes the fourth rotating element.
第9発明は、第1発明のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記第2遊星歯車装置の第2サンギヤは前記第1回転要素を構成し、前記第1遊星歯車装置の第1サンギヤは前記第2回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1リングギヤおよびその第2遊星歯車装置の第2キャリヤは相互に連結されて前記第3回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1キャリヤおよびその第2遊星歯車装置の第2リングギヤは相互に連結されて前記第4回転要素を構成するものである。
Ninth invention provides a shift control apparatus for a hybrid vehicle of the first invention, the second sun gear of the second planetary gear apparatus comprising the first rotating element, a first sun gear of the first planetary gear device wherein the The first rotating gear of the first planetary gear device and the second carrier of the second planetary gear device are connected to each other to form the third rotating element, and the first planetary gear device of the first planetary gear device. The first carrier and the second ring gear of the second planetary gear device are connected to each other to constitute the fourth rotating element.
第10発明は、第1発明のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記第2遊星歯車装置の第2リングギヤは前記第1回転要素を構成し、前記第1遊星歯車装置の第1サンギヤおよびその第2遊星歯車装置の第2キャリヤは相互に連結されて前記第2回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1リングギヤおよびその第2遊星歯車装置の第2サンギヤは相互に連結されて前記第3回転要素を構成し、その第1遊星歯車装置の第1キャリヤは前記第4回転要素を構成するものである。
Tenth invention provides a shift control apparatus for a hybrid vehicle of the first invention, the second ring gear of the second planetary gear unit constitutes the first rotary element, the first sun gear and a second of said first planetary gear set The second carriers of the two planetary gear units are connected to each other to form the second rotating element, and the first ring gear of the first planetary gear unit and the second sun gear of the second planetary gear unit are connected to each other. The third rotating element is constituted, and the first carrier of the first planetary gear device constitutes the fourth rotating element.
第11発明は、第1発明乃至第10発明のいずれか1のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記変速制御手段は、前記共線図において前記自動変速部の作動状態を示す直線が、その共線図において前記第1回転要素に対応する線上の回転速度が零を示す点と前記第3回転要素に対応する線上の回転速度が前記第1動力伝達部材の回転速度を示す点とを結ぶ直線と一致したときに、前記クラッチおよびブレーキの係合作動を一方から他方へ切り換えるものである。
11th invention, in the shift control device of any one of the hybrid vehicle of the first invention to tenth invention, the shift control means, is a straight line indicating the operating state of the automatic shifting portion in the nomograph, its co In the diagram, a straight line connecting a point where the rotational speed on the line corresponding to the first rotational element indicates zero and a point where the rotational speed on the line corresponding to the third rotational element indicates the rotational speed of the first power transmission member. When the value matches, the engagement operation of the clutch and brake is switched from one to the other.
第12発明は、第1発明乃至第11発明のいずれか1のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記動力分配部は、遊星歯車装置を備え、その遊星歯車装置の3要素のうちの第1要素がエンジンおよび前記第1動力伝達部材と連結され、第2要素が発電機と連結され、第3要素が前記第2動力伝達部材と連結されたものである。
A twelfth aspect of the invention is the shift control device for a hybrid vehicle according to any one of the first to eleventh aspects of the invention, wherein the power distribution unit includes a planetary gear device, and the first element of the three elements of the planetary gear device. Is connected to the engine and the first power transmission member, the second element is connected to the generator, and the third element is connected to the second power transmission member.
第13発明は、第1発明乃至第12発明のいずれか1のハイブリッド車両の変速制御装置において、前記自動変速部の第3回転要素または第4回転要素は、前記発電機により発電された電気エネルギに基づいて回転駆動される電動機と連結されたものである。
A thirteenth aspect of the present invention is the shift control device for a hybrid vehicle according to any one of the first to twelfth aspects of the present invention, wherein the third rotating element or the fourth rotating element of the automatic transmission unit is electric energy generated by the generator. Are coupled to an electric motor that is driven to rotate.
第1発明乃至第13発明のいずれかのハイブリッド車両の変速制御装置は、複数組の遊星歯車装置を有して前記動力分配部からの動力が入力される自動変速部の前記第1変速状態と第2変速状態との間の変速状態切換時において前記自動変速部の回転要素の回転変化が生じないように、前記重複する変速比であり且つ変速状態切換のための係合装置の回転速度が同期したときにその係合装置の係合が実行されるので、イナーシャ相の発生が抑制されてたとえば出力部材に現れるイナーシャトルクが抑制されて変速ショックが緩和される。
The shift control device for a hybrid vehicle according to any one of the first to thirteenth inventions includes the first shift state of an automatic transmission unit having a plurality of sets of planetary gear units and receiving power from the power distribution unit. The overlapping gear ratio and the rotation speed of the engagement device for switching the shift state are set so that the rotation change of the rotation element of the automatic transmission unit does not occur when the shift state is switched to the second shift state. Since the engagement of the engaging device is executed at the time of synchronization, the generation of inertia phase is suppressed, for example, inertia torque appearing on the output member is suppressed, and the shift shock is alleviated.
また、第1発明では、更に、第1遊星歯車装置と第2遊星歯車装置との2つの遊星歯車装置によって前記自動変速部が構成されるので、この自動変速部が簡単且つ小型に構成される。
In the first aspect of the invention, the automatic transmission unit is configured by two planetary gear units, ie, the first planetary gear unit and the second planetary gear unit, so that the automatic transmission unit is configured in a simple and small size. .
また、第1発明では、更に、前記自動変速部は4つの回転要素と、1つのブレーキと、1つのクラッチとを備えているので、その自動変速部によって少なくとも2つの変速比の異なるギヤ段が構成される。
In the first invention, the automatic transmission unit further includes four rotating elements, one brake, and one clutch, so that the automatic transmission unit has at least two gear stages having different gear ratios. Composed.
また、第1発明では、更に、前記自動変速部が前記動力分配部との間で第1動力伝達部材および第2動力伝達部材を介して連結されたものであり、その自動変速部の4つの回転要素が共線図上の一方から他方に向かって順に位置する第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素、第4回転要素であって、前記ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結されるその第1回転要素がブレーキの係合によって回転停止させられる場合には、前記出力部材に連結される第2回転要素の回転速度は、前記第1動力伝達部材に連結される第3回転要素の回転速度、或いは前記第2動力伝達部材に連結される第4回転要素の回転速度に比較して減速させられる。したがって、第2回転要素から出力される回転トルクは第3回転要素或いは第4回転要素に入力される回転トルクに比較して増加させられるので、上記自動変速部がない場合に比較して第3回転要素或いは第4回転要素に入力される回転トルクが小さくて済む。
In the first aspect of the invention, the automatic transmission unit is connected to the power distribution unit via a first power transmission member and a second power transmission member. A rotating element is a first rotating element, a second rotating element, a third rotating element, and a fourth rotating element that are sequentially located from one side to the other on the nomograph, and selected as a non-rotating member via the brake When the first rotation element that is connected to the output is stopped by the engagement of the brake, the rotation speed of the second rotation element that is connected to the output member is connected to the first power transmission member. It is decelerated in comparison with the rotation speed of the third rotation element or the rotation speed of the fourth rotation element connected to the second power transmission member. Therefore, since the rotational torque output from the second rotational element is increased compared to the rotational torque input to the third rotational element or the fourth rotational element, the third rotational torque is compared with the case where there is no automatic transmission unit. The rotational torque input to the rotating element or the fourth rotating element can be small.
また、第2発明乃至第5発明のいずれかの発明では、更に、1組の遊星歯車装置として適切とされるギヤ比ρをたとえば「0.25〜0.6」程度の範囲とすると、2組の遊星歯車装置によって自動変速部が構成される場合に2組の遊星歯車装置全体として設定できる1組の遊星歯車装置のギヤ比ρに相当する歯車比Ρをたとえば「0.15」程度と小さく設定することができる。したがって、低速ギヤ段の減速比が大きく設定できるので、回転トルク比が大きくなる分入力トルクが小さくて済む。また、第1遊星歯車装置を構成する第1遊星歯車の第1キャリヤに対する相対回転速度δ、或いは第2遊星歯車装置を構成する第2遊星歯車の第2キャリヤに対する相対回転速度δが少なくなり、第1遊星歯車装置或いは第2遊星歯車装置の耐久性が向上する。特に、第2発明或いは第3発明は、第4発明或いは第5発明に比較して上記相対回転速度δがより少なくなり、第1遊星歯車装置或いは第2遊星歯車装置の耐久性がより向上する。さらに、上記第2発明乃至第5発明のいずれかの発明は、前記動力分配部の歯車比Ρがたとえば「0.15」前後の増速機として構成される場合に好適に適用され得る。
Further, in any one of the second to fifth inventions, if the gear ratio ρ suitable as a set of planetary gear devices is set to a range of about “0.25 to 0.6”, for example, 2 When the automatic transmission unit is configured by a set of planetary gear devices, the gear ratio 相当 corresponding to the gear ratio ρ of one set of planetary gear devices that can be set as the entire set of two planetary gear devices is, for example, about “0.15”. Can be set small. Accordingly, since the reduction ratio of the low speed gear can be set large, the input torque can be reduced as the rotational torque ratio increases. Further, the relative rotational speed δ of the first planetary gear constituting the first planetary gear device with respect to the first carrier or the relative rotational speed δ of the second planetary gear constituting the second planetary gear device with respect to the second carrier is reduced, The durability of the first planetary gear device or the second planetary gear device is improved. In particular, the second invention or the third invention has a lower relative rotational speed δ than the fourth invention or the fifth invention, and the durability of the first planetary gear device or the second planetary gear device is further improved. . Furthermore, the invention according to any one of the second to fifth inventions can be suitably applied to a case where the gear ratio of the power distribution unit is configured as a speed increaser of around “0.15”, for example.
また、第6発明乃至第10発明のいずれかの発明では、更に、1組の遊星歯車装置として適切とされるギヤ比ρをたとえば「0.25〜0.6」程度の範囲とすると、2組の遊星歯車装置によって自動変速部が構成される場合に2組の遊星歯車装置全体として設定できる歯車比Ρをたとえば「0.3」程度と小さく設定することができる。したがって、低速ギヤ段の減速比が大きく設定できるので、回転トルク比が大きくなる分入力トルクが小さくて済む。また、上記第6発明乃至第10発明のいずれかの発明は、前記動力分配部の歯車比Ρがたとえば「0.3」前後の増速機として構成される場合に好適に適用され得る。
Further, in any one of the sixth to tenth inventions, if the gear ratio ρ suitable as a set of planetary gear devices is set to a range of about “0.25 to 0.6”, for example, 2 When the automatic transmission unit is configured by a set of planetary gear units, the gear ratio that can be set for the two sets of planetary gear units as a whole can be set as small as, for example, “0.3”. Accordingly, since the reduction ratio of the low speed gear can be set large, the input torque can be reduced as the rotational torque ratio increases. Further, any of the sixth to tenth aspects of the present invention can be suitably applied to a case where the gear ratio ratio of the power distribution unit is configured as a speed increaser of about “0.3”, for example.
また、第11発明では、更に、前記変速制御手段によって前記共線図において前記自動変速部の作動状態を示す直線が、その共線図において前記第1回転要素に対応する線上の回転速度が零を示す点と前記第3回転要素に対応する線上の回転速度が前記第1動力伝達部材の回転速度を示す点とを結ぶ直線と一致したときに、前記クラッチおよびブレーキの係合作動が一方から他方へ切り換えられるので、前記クラッチおよびブレーキの係合が一方から他方へ切り換えられたとしても、前記共線図において前記自動変速部の作動状態を示す直線は変化しない、つまり第1動力伝達部材と連結される第3回転要素はもちろんのこと、第2動力伝達部材と連結される第4回転要素も回転速度の変化が抑制されるので、イナーシャトルクが抑制されて変速ショックが緩和される。
In the eleventh aspect of the invention, the straight line indicating the operating state of the automatic transmission unit in the alignment chart by the shift control means is zero, and the rotation speed on the line corresponding to the first rotation element in the alignment chart is zero. When the rotation speed on the line corresponding to the third rotation element coincides with a straight line connecting the point indicating the rotation speed of the first power transmission member, the engagement operation of the clutch and the brake is started from one side. Therefore, even if the engagement of the clutch and the brake is switched from one to the other, the straight line indicating the operating state of the automatic transmission unit does not change in the collinear diagram, that is, the first power transmission member and In addition to the connected third rotating element, the fourth rotating element connected to the second power transmission member also suppresses the change in rotational speed, so that the inertia torque is suppressed. Fast shock is alleviated.
また、第12発明では、更に、前記動力分配部は、遊星歯車装置を備え、その遊星歯車装置の3要素のうちの第1要素がエンジンおよび前記第1動力伝達部材と連結され、第2要素が発電機と連結され、第3要素が前記第2動力伝達部材と連結されたものであるので、前記第1動力伝達部材がエンジンの回転速度で回転させられ、前記第2動力伝達部材がエンジンの回転速度を増速、或いは減速させられて回転させられるように構成され得る。
In the twelfth invention, the power distribution unit further includes a planetary gear device, wherein a first element of the three elements of the planetary gear device is connected to the engine and the first power transmission member, and the second element. Is connected to the generator, and the third element is connected to the second power transmission member. Therefore, the first power transmission member is rotated at the rotational speed of the engine, and the second power transmission member is the engine. It can be configured to be rotated by increasing or decreasing the rotation speed.
また、第13発明では、更に、前記自動変速部の第3回転要素または第4回転要素は、前記発電機により発電された電気エネルギに基づいて回転駆動される電動機と連結されたものであるので、自動変速部において前記ブレーキを係合することで、第2回転要素に連結された出力部材が、第3回転要素および第4回転要素に比較して減速回転させられる、つまり前記発電機により発電された電気エネルギに基づいて回転駆動される第3回転要素或いは第4回転要素に連結された電動機の回転トルクが増加させられて出力部材に出力される。従って、その電動機が小型化できる。
In the thirteenth aspect of the invention, the third rotating element or the fourth rotating element of the automatic transmission unit is connected to an electric motor that is driven to rotate based on electric energy generated by the generator. By engaging the brake in the automatic transmission unit, the output member connected to the second rotating element is rotated at a reduced speed as compared with the third rotating element and the fourth rotating element, that is, the generator generates power. The rotational torque of the electric motor connected to the third rotational element or the fourth rotational element that is rotationally driven based on the electrical energy is increased and output to the output member. Therefore, the electric motor can be reduced in size.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例の自動変速部10が適用されたハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置8の構成の要部を説明する概略図であり、特に一点鎖線内は自動変速部10の骨子図である。図1において、動力伝達装置8は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース32内において共通の軸心上に配設された入力軸16と、この入力軸16に連結された動力分配部30と、第1遊星歯車装置12および第2遊星歯車装置14を主体として変速機構が構成されており上記動力分配部30との間で互いに並列を成す2つの入力系統を構成する1対の第1動力伝達部材M1および第2動力伝達部材M2を介して連結されている自動変速部10と、この自動変速部10に連結されている出力部材としての出力歯車18とを備えている。この動力伝達装置8は、車両において横置きされるFF用として好適に用いられるものであり、駆動力源としてのエンジン6と一対の駆動輪24との間に設けられ、たとえば回転変動やトルク変動を抑制するための図示しないダンパ(振動減衰装置)を介して入力されたエンジン6の出力を、カウンタ軸や差動歯車装置(終減速機)等によって構成されている上記トランスミッションケース32内に配設された減速装置20、および一対の車軸22を順次介して一対の駆動輪24へ伝達する。なお、動力伝達装置8はその軸心に対して対称的に構成されているため、図1の動力伝達装置8を表す部分においてはその下側が省略されている。以下の各実施例についても同様である。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a main part of the configuration of a power transmission device 8 suitably used for a hybrid vehicle to which an
上記動力伝達装置8は、入力軸16に入力されたエンジン6の動力を機械的に合成或いは分配する機能を有しており、たとえばエンジン6の動力を動力分配部30によってその動力分配部30に連結された上記第2動力伝達部材M2および主に発電機として機能する第1モータジェネレータMG1に分配し、その第2動力伝達部材M2に分配されたエンジン6の動力とその第2動力伝達部材M2に連結された主に電動機として機能する第2モータジェネレータMG2による回転トルクとを合成する。上記第2モータジェネレータMG2による回転トルクは、上記第1モータジェネレータMG1に分配されたエンジン6の動力によって第1モータジェネレータMG1が駆動されることで発電された電力がインバータ26を介して第2モータジェネレータMG2に伝達され、その発電された電力によって第2モータジェネレータMG2が駆動されることで発生する。このような制御は、たとえばハイブリッド車両に備えられた電子制御装置120(図3参照)によって制御されるものであり、第1モータジェネレータMG1による発電状態や第2モータジェネレータMG2による駆動状態等が制御されることで、上記動力分配部30は無段変速機としての機能を有するのである。また、上記電子制御装置120による制御は、ハイブリッド車両の通常走行での一態様でありハイブリッド車両の走行状態に応じて種々の態様がある。たとえば、減速走行時には上記第2モータジェネレータMG2が発電機として機能させられてインバータ26を介して電力がバッテリ28に充電される所謂回生制動が実行されたり、バッテリ28に充電された電力によって第2モータジェネレータMG2が駆動されることで発生する回転トルクのみで走行する制御等が実行される。
The power transmission device 8 has a function of mechanically synthesizing or distributing the power of the engine 6 input to the
上記動力分配部30を構成している第3遊星歯車装置34および第4遊星歯車装置36は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第3遊星歯車装置34は、第3サンギヤS3、第3遊星歯車P3、その第3遊星歯車P3を自転および公転可能に支持する第3キャリヤCA3、第3遊星歯車P3を介して第3サンギヤS3と噛み合う第3リングギヤR3を備えており、たとえば「0.3」程度の所定のギヤ比ρ3を有している。第4遊星歯車装置36は、第4サンギヤS4、第4遊星歯車P4、その第4遊星歯車P4を自転および公転可能に支持する第4キャリヤCA4、第4遊星歯車P4を介して第4サンギヤS4と噛み合う第4リングギヤR4を備えており、たとえば「0.53」程度の所定のギヤ比ρ4を有している。第3サンギヤS3の歯数をZS3、第3リングギヤR3の歯数をZR3、第4サンギヤS4の歯数をZS4、第4リングギヤR4の歯数をZR4とすると、上記ギヤ比ρ3はZS3/ZR3、上記ギヤ比ρ4はZS4/ZR4である。また、本実施例においては、第3遊星歯車P3は第4遊星歯車P4よりも大径であり、且つ第3遊星歯車P3と第4遊星歯車P4とは相互に一体化された段付ピニオンであるステップドピニオンSPとなっている。また、第3キャリヤCA3および第4キャリヤCA4は一体のものであり、第3リングギヤR3および第4サンギヤS4は省略されている。
The third
そして、動力分配部30全体としての歯車比Ρ30は「0.15」前後たとえば実質「0.2」程度となり、自動変速部10が好適に適用され得るものとなっている。通常、1組の遊星歯車装置を構成する各ギヤの大きさや全体の大きさを考慮すると「0.25〜0.6」程度が適切とされているので、このように歯車比Ρ30が「0.2」程度の値を1組の遊星歯車装置で構成するのは困難であり、2組の遊星歯車装置を用いて動力分配部30全体として歯車比Ρの幅が大きく設定できることで可能となったといえる。また、動力分配部30は2つの遊星歯車装置を有することになるが、第4遊星歯車装置36の第4遊星歯車P4をステップドピニオンSPに置き換えた1組の遊星歯車装置と見ることができるので、この動力分配部30は、1組の遊星歯車装置を構成する3要素のうちの一方の要素(たとえば、第1要素E1と表す)が一体のものである第3キャリヤCA3および第4キャリヤCA4によって構成され、他方の要素(たとえば、第2要素E2と表す)が第3サンギヤS3によって構成され、残りの要素(たとえば、第3要素E3と表す)が第4リングギヤR4によって構成されたものということになるとともに、動力分配部30全体として大きくならないように構成できる。なお、上記歯車比Ρ30は上記3要素を共線図上(図4参照)の縦線に表したときの第1要素E1と第2要素E2との間隔に対する第1要素E1と第3要素E3との間隔の比であり1組の遊星歯車装置のギヤ比ρに相当するものである。
Then, the gear ratio [rho 30 of the entire
上記動力分配部30において、一体のものである第3キャリヤCA3および第4キャリヤCA4(第1要素E1)は入力軸16を介して前記エンジン6に作動的に連結され、第3サンギヤS3(第2要素E2)は第1モータジェネレータMG1に作動的に連結され、第4リングギヤR4(第3要素E3)は前記第2動力伝達部材M2に作動的に連結されている。そして、動力分配部30はエンジン6の動力を第2動力伝達部材M2と第1モータジェネレータMG1とに分配する機能を有することになる。なお、一体のものである第3キャリヤCA3および第4キャリヤCA4(第1要素E1)は前記第1動力伝達部材M1とも作動的に連結されている。したがって、この第1動力伝達部材M1は上記入力軸16を介して前記エンジン6に作動的に連結されていることになる。
In the
前記自動変速部10を構成している第1遊星歯車装置12および第2遊星歯車装置14は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第1遊星歯車装置12は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、たとえば「0.429」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置14は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、たとえば「0.333」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。第1サンギヤS1の歯数をZS1、第1リングギヤR1の歯数をZR1、第2サンギヤS2の歯数をZS2、第2リングギヤR2の歯数をZR2とすると、上記ギヤ比ρ1はZS1/ZR1、上記ギヤ比ρ2はZS2/ZR2である。
The first
上記自動変速部10においては、第1サンギヤS1はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、第1キャリヤCA1と第2サンギヤS2とが一体的に連結されて前記出力部材としての出力歯車18に連結され、第1リングギヤR1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、第2リングギヤR2は前記第2動力伝達部材M2と連結されている。また、上述したように第2モータジェネレータMG2は第2動力伝達部材M2に連結されている、つまり第2モータジェネレータMG2は第2リングギヤR2に連結されている。
In the
上記クラッチC1およびブレーキB1は、従来の車両用自動変速機においてよく用いられている油圧式摩擦係合装置であって、互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型や、回転するドラムの外周面に巻き付けられた1本または2本のバンドの一端が油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成され、それが介そうされている両側の部材を選択的に連結するためのものである。 The clutch C1 and the brake B1 are hydraulic friction engagement devices that are often used in conventional automatic transmissions for vehicles, and a wet multi-plate in which a plurality of friction plates stacked on each other are pressed by a hydraulic actuator. One end of one or two bands wound around the outer peripheral surface of the mold or rotating drum is composed of a band brake etc. that is tightened by a hydraulic actuator, and selectively connects the members on both sides Is to do.
図2(a) は、上記自動変速部10において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図2(a) の共線図は、横軸X方向において各遊星歯車装置12、14のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Y方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となる入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、4本の縦線Y1乃至Y4は、左から順に、第1回転要素RE1に対応する第1サンギヤS1を、第2回転要素RE2に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2サンギヤS2を、第3回転要素RE3に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1および第2キャリヤCA2を、第4回転要素RE4に対応する第2リングギヤR2をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置12、14のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。共線図の縦軸間においてサンギヤとキャリヤとの間が「1」に対応する間隔とされるとキャリヤとリングギヤとの間がρに対応する間隔とされる関係とされ、図2(a) では縦軸間の間隔は上記関係に基づいてそれぞれ設定されている。上記に示すように自動変速部10としては、第1遊星歯車装置12の第1サンギヤS1、第1キャリヤCA1、および第1リングギヤR1、第2遊星歯車装置14の第2サンギヤS2、第2キャリヤCA2、および第2リングギヤR2の一部が単独で或いは互いに連結されることにより、共線図において一(左)端から他(右)端に向かって順番に4つの第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、第3回転要素RE3、第4回転要素RE4が構成されている。
FIG. 2A shows a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the rotating elements on the straight line in the
上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の自動変速部10において、上記第1回転要素RE1(S1)はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、上記第2回転要素RE2(CA1、S2)は前記出力部材としての出力歯車18に連結され、上記第3回転要素RE3(R1、CA2)は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、上記第4回転要素RE4(R2)は前記第2動力伝達部材M2と連結されるように構成されている。また、第2モータジェネレータMG2は上記第4回転要素RE4に連結されている。
If expressed using the collinear diagram, in the
前記自動変速部10は、4つの回転要素で構成され得るには少なくとも2つ以上の遊星歯車装置によって構成される必要があり、上述のように1組の遊星歯車装置がそのギヤ比ρとして適切とされている「0.25〜0.6」程度とされると、自動変速部10は前記に示した構成によって全体として歯車比Ρ10が「0.15」前後となるように設定されている。したがって、変速比が大きくなる分だけ出力歯車18の回転トルクが前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に入力される回転トルクに比較して大きくなるので上記入力される回転トルクが小さくて済む。たとえば、第2モータジェネレータMG2が前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に連結される場合には出力歯車18に連結される場合に比較して必要な回転トルクが小さくて済むことから、第2モータジェネレータMG2がより小型に構成され得る。また、自動変速部10は前記に示した構成によって第1遊星歯車P1の第1キャリヤCA1に対する相対回転速度δ1、或いは第2遊星歯車P2の第2キャリヤCA2に対する相対回転速度δ2が少なくなる利点がある。なお、上記歯車比Ρ10は上記図2(a) に示す共線図において第1回転要素RE1と第3回転要素RE3との間隔に対する第3回転要素RE3と第4要素RE4との間隔の比であり1組の遊星歯車装置のギヤ比ρに相当するものである。
The
以上のように構成された自動変速部10における変速ショックが緩和される変速制御作動を上記図2(a) の共線図を利用して説明する。
The shift control operation in which the shift shock in the
ここで、図3は図1のエンジン6や自動変速部10などを制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図である。この電子制御装置120は、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン6の出力制御、バッテリ28の制御、第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2の制御等を実行するようになっている。
Here, FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system provided in the vehicle in order to control the engine 6 and the
エンジン12の出力制御や第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2の制御は、たとえばハイブリッド制御の場合には図示しないアクセルペダル等のアクセル操作部材の操作量であるアクセル開度Accや図示しないシフトレバーのレバーポジション(操作位置)PSH等から求められるエンジン出力要求値に基づいて図示しない電子スロットル弁等を制御し、同じく第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2の回転トルクの要求値に基づいて前記インバータ26を通して第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2を制御する。また、バッテリ28の制御は、たとえばバッテリ28の充電状態SOCの監視を実行する。
The output control of the
前記電子制御装置120は変速制御装置としても機能するものであり、前記クラッチC1およびブレーキB1の解放、係合を制御するために、油圧制御回路38に備えられている電磁弁を駆動して自動変速部10の変速制御を実行する。一般的に、遊星歯車式などの有段自動変速機はクラッチ或いはブレーキ等の摩擦係合装置の作動の組合せによって複数の変速段が構成されて、それら摩擦係合装置の係合と解放を順次切り換えることで変速が実行されている。そして、この変速過程において上記有段自動変速機を構成する動力が入力される回転要素、たとえばエンジンに連結された回転要素(以下、入力回転要素と表す)の回転速度が変化させられる。たとえば、アップシフトに際してはその入力回転要素の回転速度が低下するつまりエンジン回転速度が低下することになる。この結果、上記変速過程で所謂イナーシャ相が発生することとなり、変速に時間を要す他、有段自動変速機の出力には回転低下によって放出されるイナーシャトルクが現れて変速ショックが発生する可能性があった。
The
そこで、図3に示す電子制御装置120に備えられた変速制御手段122は、自動変速部10の変速時においてその自動変速部10を構成する回転部材つまり回転部材に連結される回転要素に回転速度変化が生じないように変速を実行する。具体的には、上記変速制御手段122は、前記図2(a) に示す共線図において上記自動変速部10の作動状態を示す直線である○印と●印とを通る直線が、その共線図において前記第1回転要素RE1に対応する線上の回転速度が零を示す点と前記第3回転要素RE3に対応する線上の回転速度が「1.0」つまり前記第1動力伝達部材M1の回転速度を示す点とを結ぶ直線と一致したときに、前記クラッチC1およびブレーキB1の係合作動を一方から他方へ切り換えるように、油圧制御回路38に備えられている電磁弁を駆動して自動変速部10の変速制御を実行する。
Therefore, the speed change control means 122 provided in the
上記共線図において前記第1回転要素RE1に対応する線上の回転速度が零を示す点は、第1回転要素RE1が前記ブレーキB1の係合によってトランスミッションケース32に連結されて回転停止される場合であり、前記第3回転要素RE3に対応する線上の回転速度が前記第1動力伝達部材M1の回転速度を示す点は、第3回転要素RE3が前記クラッチC1の係合によって第1動力伝達部材M1に連結されてエンジン回転速度NEとされる場合である。したがって、上記変速制御手段122による自動変速部10の変速制御において、上記クラッチC1およびブレーキB1の係合作動が一方から他方へ切り換えられたとしても、自動変速部10の作動状態を示す直線が変化しない、つまり自動変速部10の各回転要素、およびそれら各回転要素に連結される回転部材たとえば前記第1動力伝達部材M1および前記第2動力伝達部材M2に回転速度変化が生じないことになる。この結果、自動変速部10の変速過程においてイナーシャ相の発生が抑制されて、変速時間が短縮される他、自動変速部10の出力歯車18に現れるイナーシャトルクが抑制されるので変速ショックが緩和されることとなる。言い換えれば、この自動変速部10はクラッチC1およびブレーキB1の係合、解放状態を選択的に切り換える変速時において自動変速部10の各回転要素、およびそれら各回転要素に連結される回転部材たとえば前記第1動力伝達部材M1および前記第2動力伝達部材M2に回転速度変化が生じないように変速が成立させられるように構成されているのである。
In the collinear diagram, the point where the rotational speed on the line corresponding to the first rotation element RE1 indicates zero is that the first rotation element RE1 is connected to the
図2(b) は、前記自動変速部10の係合作動表であり、前記ブレーキB1が係合されることによって変速比が大きな所謂ローギヤ側である1速が成立させられ、前記クラッチC1が係合されることによって変速比が小さな所謂ハイギヤ側である2速が成立させられる。たとえば、1速(第1速状態)から2速(第2速状態)へのアップシフトでは前記図2(a) に示す共線図において、まずブレーキB1が係合される状態では横線XZと縦線Y1との交点を支点として上記作動状態を示す直線が回動させられることで、●印に示す第4回転要素RE4の回転速度が増加するにともなって第3回転要素RE3の回転速度が増加する(1速)。その後、第3回転要素RE3の回転速度が横線X1の回転速度となったときに、ブレーキB1が解放されるとともにクラッチC1が係合される(2速への切換)。このとき、上述の通り自動変速部10の作動状態を示す直線は動かない。さらに、この第2速状態では、第4回転要素RE4の回転速度を低下させる、つまり横線X1と縦線Y3との交点を支点として上記作動状態を示す直線が回動させられることで第2回転要素RE2の回転速度が増加することとなる。
FIG. 2 (b) is an engagement operation table of the
また、本実施例では第2モータジェネレータMG2が第4回転要素RE4に連結されているので、図2(a) の共線図から明らかなように少なくとも1速においては、出力歯車18が連結される第2回転要素RE2の回転速度は第4回転要素RE4の回転速度に比較して減速されている。つまりその分だけ第4回転要素RE4に連結される第2モータジェネレータMG2の回転トルクが第2回転要素RE2において増加されることになるので、1速での走行つまり車両が低車速であって一般的に高車速に比較してエンジン効率が悪いとされている領域となり専ら第2モータジェネレータMG2の回転トルクによって車両の駆動力を得るような、より大きな第2モータジェネレータMG2の回転トルクが必要とされる場合には、第2モータジェネレータMG2が第2回転要素RE2に連結される場合或いは自動変速部10がない場合(つまり、第2動力伝達部材M2と出力部材である出力歯車18が作動的に連結される場合)に比較して第2モータジェネレータMG2の必要な回転トルクが小さくされてもよく、第2モータジェネレータMG2が小型化され得る。なお、この第2モータジェネレータMG2は第3回転要素RE3或いはクラッチC1を介して第3回転要素RE3に連結される第1動力伝達部材M1に連結されてもよく、この場合にも、上記第4回転要素RE4に連結される場合と同様に図2(a) の共線図から明らかなように第2回転要素RE2の回転速度は第3回転要素RE3の回転速度に比較して減速されていて、その分だけ第2モータジェネレータMG2の回転トルクが第2回転要素RE2において増加されることになるので、第2モータジェネレータMG2が小型化され得る。以下の各実施例についても同様にこの第2モータジェネレータMG2は第4回転要素RE4、第3回転要素RE3、およびクラッチC1を介して第3回転要素RE3に連結される第1動力伝達部材M1の少なくとも1つに連結されればよい。たとえば、第2モータジェネレータMG2が取り付けられやすい位置に連結される。
In the present embodiment, since the second motor generator MG2 is connected to the fourth rotating element RE4, the
図4は動力分配部30を含めた場合の自動変速部の変速制御の概略を説明するための図である。図4(a) の左側に示す共線図は動力分配部30に対応し、右側に示す共線図は自動変速部10に対応している。また、図4(b) は前記シフトレバーのレバーポジションに基づく係合作動表である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the outline of the shift control of the automatic transmission unit when the
図4(a) の左側に示す共線図は、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となる入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、3本の縦線は、左から順に、縦線E2は前記第2要素E2に対応し、縦線E1は前記第1要素E1に対応し、縦線E3は前記第3要素E3に対応している。そして、縦線E3の回転速度は縦線E2の回転速度に応じて変化させられる。言い換えれば、縦線E2に対応する前記第2要素E2に連結されている第1モータジェネレータMG1の回転速度に応じて縦線E3に対応する前記第3要素E3に連結される第2動力伝達部材M2の回転速度が変化させられる。図4(a) の右側に示す共線図は、前記図2(a) に示す共線図に対して縦線の位置関係が左右対象となっていることが相違する。但し、図4は変速制御の概略を説明するためだけの図であるので図4(a) の各共線図の各縦軸間の間隔は本実施例の自動変速部10および動力分配部30を構成する各遊星歯車装置のギヤ比ρに応じたものとなっていない。
In the collinear diagram shown on the left side of FIG. 4 (a), the lower horizontal line XZ of the two horizontal lines indicates the rotational speed zero, and the upper horizontal line X1 indicates the rotational speed "1.0", ie, the first shows the engine rotational speed N E which is operatively connected to the
以下に、レバーポジションPSHが前進走行用自動変速ポジション(レンジ)であるDポジションのときのブレーキB1が係合されている状態からのアップシフトを説明する。 Hereinafter, an upshift from a state in which the brake B1 is engaged when the lever position PSH is the D position which is the forward shift automatic shift position (range) will be described.
図4(a) に示す共線図において、ブレーキB1が係合させられている1速状態では、たとえば矢印(a−b)に示すように縦軸E3の回転速度つまり第2動力伝達部材M2を介して縦軸E3と作動的に連結される縦軸RE4の回転速度(自動変速部10の入力回転速度)が増加させられる(縦軸RE4上に示す点a〜点b)ことに伴って縦軸RE3の回転速度が増加させられて、縦軸RE2の回転速度つまり車速Vに対応する縦軸RE2に連結される出力歯車18の回転速度(自動変速部10の出力回転速度)が一定の割合(変速比)で増加させられる(縦軸RE2上に示す●印A〜●印B)。その後、縦軸RE3の回転速度が縦軸E1の回転速度つまり横線X1に示す回転速度「1.0」としての前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるエンジン回転速度NEと同じ回転速度(縦軸RE3上のクラッチC1の係合を示す点C1)となったときすなわち上記1速状態の変速比(重複変速比)で且つ2速を達成するためのクラッチC1の回転速度が同期したときに、前記変速制御手段122によってブレーキB1が解放されるとともにクラッチC1が係合させられて1速状態から2速状態へ切り換えられる。このとき、クラッチC1の係合によって上記回転速度「1.0」とされる縦軸RE3はもちろんのこと、その他の縦軸RE1、RE2、RE4の回転速度に変化が生じないか或いは変化が抑制されるので、前記変速制御手段122による変速制御過程において自動変速部10の出力歯車18にイナーシャトルクが発生しないか或いは抑制されるので変速ショックが緩和される。上記クラッチC1が係合させられて2速状態に切り換えられた後は矢印(b−c)に示すように逆に縦軸E3の回転速度が減少させられることによる縦軸RE4の回転速度の減少(縦軸RE4上に示す点b〜点c)に伴って縦軸RE3上の点C1を支点として回動させられる上記作動状態を示す直線と縦軸RE2との交点で示される縦軸RE2の回転速度が増加させられる(縦軸RE2上に示す●印B〜●印C)。すなわち、2速状態では、縦軸RE4の回転速度(自動変速部10の入力回転速度)と縦軸RE3の回転速度(自動変速部10の出力回転速度)の比の値である変速比が上記重複変速比を含む変速比変化範囲で連続的に変化させられる。この結果、縦軸RE2に連結される出力歯車18の回転速度は縦軸RE2上に示す●印A〜●印C間の範囲で変化することとなる。
In the collinear diagram shown in FIG. 4A, in the first speed state in which the brake B1 is engaged, for example, as shown by arrows (ab), the rotational speed of the vertical axis E3, that is, the second power transmission member M2 The rotational speed (input rotational speed of the automatic transmission unit 10) of the vertical axis RE4 operatively connected to the vertical axis E3 is increased (point a to point b shown on the vertical axis RE4). The rotation speed of the vertical axis RE3 is increased, and the rotation speed of the
上述のように、本実施例によれば、動力分配部30からの動力が入力される自動変速部10の一定変速比の1速状態からその一定変速比(重複変速比)を含む変速範囲で変速比可変の2速状態への変速時において、変速制御手段122によってその自動変速部10の回転部材の回転変化が生じないように、1速状態での上記一定変速比(重複変速比)において上記2速を達成するための摩擦係合装置(クラッチC1)の回転速度が同期したときにその摩擦係合装置が係合されて変速が実行されるので、イナーシャ相の発生が抑制されてたとえば出力歯車18(その出力歯車18に減速装置20等を介して連結される駆動輪24)に現れるイナーシャトルクが抑制されて変速ショックが緩和される。
As described above, according to this embodiment, in a shift range including the predetermined gear ratio from the first speed state of the constant speed ratio of the
また、本実施例によれば、第1遊星歯車装置12と第2遊星歯車装置14との2つの遊星歯車装置によって前記自動変速部10が構成されるので、この自動変速部10が簡単且つ小型に構成される。
In addition, according to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、4つの回転要素と、1つのブレーキB1と、1つのクラッチC1とを備える前記自動変速部10によって少なくとも2つの変速比の異なるギヤ段が構成される。
Further, according to the present embodiment, at least two gear stages having different gear ratios are configured by the
また、本実施例によれば、前記自動変速部10が前記動力分配部30との間で第1動力伝達部材M1および第2動力伝達部材M2を介して連結されたものであり、その自動変速部10の4つの回転要素が共線図上の一方から他方に向かって順に位置する第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、第3回転要素RE3、第4回転要素RE4であって、前記ブレーキB1を介してトランスミッションケース32に選択的に連結されるその第1回転要素RE1がブレーキB1の係合によって回転停止させられる場合には、前記出力部材としての出力歯車18に連結される第2回転要素RE2の回転速度は、前記第1動力伝達部材M1に連結される第3回転要素RE3の回転速度、或いは前記第2動力伝達部材M2に連結される第4回転要素RE4の回転速度に比較して減速させられる。したがって、第2回転要素RE2から出力される回転トルクは第3回転要素RE3或いは第4回転要素RE4に入力される回転トルクに比較して増加させられるので、上記自動変速部10がない場合に比較して第3回転要素RE3或いは第4回転要素RE4に入力される回転トルクが小さくて済む。
Further, according to this embodiment, the
また、本実施例によれば、1組の遊星歯車装置として適切とされるギヤ比ρをたとえば「0.25〜0.6」程度の範囲とすると、第1遊星歯車装置12と第2遊星歯車装置14との2組の遊星歯車装置によって自動変速部10が構成される場合にその2組の遊星歯車装置全体として設定できる歯車比Ρ10をたとえば「0.15」程度と小さく設定することができる。したがって、ローギヤ側の減速比(変速比)が大きく設定できるので、回転トルク比が大きくなる分入力トルクが小さくて済む。また、第1遊星歯車装置12を構成する第1遊星歯車P1の第1キャリヤCA1に対する相対回転速度δ1、或いは第2遊星歯車装置14を構成する第2遊星歯車P2の第2キャリヤCA2に対する相対回転速度δ2が少なくなり、第1遊星歯車装置12或いは第2遊星歯車装置14の耐久性が向上する。さらに、自動変速部10は、前記動力分配部30の歯車比Ρ30がたとえば「0.15」前後の増速機として構成される場合に好適に適用され得る。
Further, according to the present embodiment, when the gear ratio ρ that is appropriate as a set of planetary gear devices is set to a range of, for example, “0.25 to 0.6”, the first
また、本実施例によれば、前記変速制御手段122によって前記図2に示す共線図において前記自動変速部10の作動状態を示す直線が、その共線図において前記第1回転要素RE1に対応する線上の回転速度が零を示す点と前記第3回転要素RE3に対応する線上の回転速度が前記第1動力伝達部材M1の回転速度を示す点とを結ぶ直線と一致したときに、前記クラッチC1およびブレーキB1の係合作動が一方から他方へ切り換えられるので、前記クラッチC1およびブレーキB1の係合が一方から他方へ切り換えられたとしても、上記共線図において前記自動変速部10の作動状態を示す直線は変化しない、つまり第1動力伝達部材M1と連結される第3回転要素RE3はもちろんのこと、第2動力伝達部材M2と連結される第4回転要素RE4も回転速度の変化が抑制されるので、出力歯車18と連結される第2回転要素RE2に現れるイナーシャトルクが抑制されて変速ショックが緩和される。
Further, according to this embodiment, the straight line indicating the operating state of the
また、本実施例によれば、前記動力分配部30は、遊星歯車装置を備え、その遊星歯車装置の3要素のうちの第1要素E1がエンジン6および前記第1動力伝達部材M1と連結され、第2要素E2が第1モータジェネレータMG1と連結され、第3要素E3が前記第2動力伝達部材M2と連結されたものであるので、前記動力分配部30は、前記第1動力伝達部材M1がエンジン6の回転速度NEで回転させられ、前記第2動力伝達部材M2がエンジンの回転速度NEを増速、或いは減速させられて回転させられるように構成され得る。
According to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、前記自動変速部10の第3回転要素RE3または第4回転要素RE4は、前記第1モータジェネレータMG1により発電された電気エネルギに基づいて回転駆動される第2モータジェネレータMG2と連結されたものであるので、自動変速部10において前記ブレーキB1を係合することで、第2回転要素RE2に連結された出力歯車18が、第3回転要素RE3および第4回転要素RE4に比較して減速回転させられる、つまり前記第1モータジェネレータMG1により発電された電気エネルギに基づいて回転駆動される第3回転要素RE3或いは第4回転要素RE4に連結された第2モータジェネレータMG2の回転トルクが増加させられて出力歯車18に出力される。従って、その第2モータジェネレータMG2が小型化できる。
Further, according to the present embodiment, the third rotating element RE3 or the fourth rotating element RE4 of the
また、本実施例によれば、エンジン6と前記第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2とを複数組の遊星歯車装置、すなわち第1遊星歯車装置12、第2遊星歯車装置14、および動力分配部30を構成している第3遊星歯車装置34および第4遊星歯車装置36(第3遊星歯車装置34および第4遊星歯車装置36は1組の遊星歯車装置と見ることができる)と組み合わせて駆動力を発生させるハイブリッド車両において、前記複数組の遊星歯車装置のうち少なくとも一部の遊星歯車装置である第1遊星歯車装置12および第2遊星歯車装置14を利用して構成される変速機構としての自動変速部10による変速時に、変速制御手段122によってその自動変速部10を構成する回転部材たとえば前記第1動力伝達部材M1および前記第2動力伝達部材M2の回転変化が発生しないように変速が実行されるので、イナーシャ相の発生が抑制されてたとえば出力部材としての出力歯車18に現れるイナーシャトルクが抑制されて変速ショックが緩和される。
Further, according to the present embodiment, the engine 6, the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are connected to a plurality of planetary gear devices, that is, the first
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図5は本発明の他の実施例の自動変速部40の構成を説明する骨子図であり、図6(a) はその共線図であり、図6(b) はその係合作動表である。この図5に示す自動変速部40は図1に示す自動変速部10に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置8に適用されるものであり、前記図1、2に示す実施例の自動変速部10と同様の効果がある。
FIG. 5 is a skeleton diagram illustrating the configuration of an
本実施例では、上記自動変速部40を構成している第1遊星歯車装置42および第2遊星歯車装置44は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第1遊星歯車装置42は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、たとえば「0.429」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置44は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、たとえば「0.375」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。
In the present embodiment, the first
上記自動変速部40においては、第1リングギヤR1と第2リングギヤR2とが一体的に連結されてブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、第1キャリヤCA1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて前記出力部材たとえば出力歯車18に連結され、第1サンギヤS1は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、第2サンギヤS2は前記第2動力伝達部材M2と連結されている。また、第2モータジェネレータMG2は第2動力伝達部材M2に連結されている、つまり第2モータジェネレータMG2は第2サンギヤS2に連結されている。
In the
図6(a) は、上記自動変速部40において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図6(a) の共線図は、横軸X方向において各遊星歯車装置42、44のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Y方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるたとえば前記入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、4本の縦線Y1乃至Y4は、左から順に、第1回転要素RE1に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1および第2リングギヤR2を、第2回転要素RE2に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2を、第3回転要素RE3に対応する第1サンギヤS1を、第4回転要素RE4に対応する第2サンギヤS2をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置42、44のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。
FIG. 6A shows a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the rotating elements on the straight line in the
上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の自動変速部40において、上記第1回転要素RE1(R1、R2)はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、上記第2回転要素RE2(CA1、CA2)は前記出力部材としての出力歯車18に連結され、上記第3回転要素RE3(S1)は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、上記第4回転要素RE4(S2)は前記第2動力伝達部材M2と連結されるように構成されている。また、第2モータジェネレータMG2は上記第4回転要素RE4に連結されている。
If expressed using the collinear diagram, in the
前記自動変速部40は、4つの回転要素で構成され得るには少なくとも2つ以上の遊星歯車装置によって構成される必要があり、上述のように1組の遊星歯車装置がそのギヤ比ρとして適切とされている「0.25〜0.6」程度とされると、自動変速部10は前記に示した構成によって全体として歯車比Ρ40が「0.15」前後に設定されている。したがって、変速比が大きくなる分だけ出力歯車18の回転トルクが前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に入力される回転トルクに比較して大きくなるので上記入力される回転トルクが小さくて済む。また、第1遊星歯車P1の第1キャリヤCA1に対する相対回転速度δ1、或いは第2遊星歯車P2の第2キャリヤCA2に対する相対回転速度δ2が少なくなる利点がある。
The
以上のように構成された自動変速部40において前記変速制御手段122によって自動変速部10と同様に変速ショックが緩和される変速制御作動が実行される。
In the
図7は本発明の他の実施例の自動変速部50の構成を説明する骨子図であり、図8(a) はその共線図であり、図8(b) はその係合作動表である。この図7に示す自動変速部50は図1に示す自動変速部10に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置8に適用されるものであり、前記図1、2に示す実施例の自動変速部10と同様の効果がある。
FIG. 7 is a skeleton diagram illustrating the configuration of an
本実施例では、上記自動変速部50を構成している第1遊星歯車装置52および第2遊星歯車装置54は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第1遊星歯車装置52は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、たとえば「0.429」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置54は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、たとえば「0.571」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。
In the present embodiment, the first
上記自動変速部50においては、第1サンギヤS1と第2サンギヤS2とが一体的に連結されてブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、第1キャリヤCA1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて前記出力部材たとえば出力歯車18に連結され、第1リングギヤR1は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、第2リングギヤR2は前記第2動力伝達部材M2と連結されている。また、第2モータジェネレータMG2は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結されている、つまり第2モータジェネレータMG2は第1リングギヤR1に連結されている。
In the
図8(a) は、上記自動変速部50において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図8(a) の共線図は、横軸X方向において各遊星歯車装置52、54のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Y方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるたとえば前記入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、4本の縦線Y1乃至Y4は、左から順に、第1回転要素RE1に対応し且つ相互に連結された第1サンギヤS1および第2サンギヤS2を、第2回転要素RE2に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2を、第3回転要素RE3に対応する第1リングギヤR1を、第4回転要素RE4に対応する第2リングギヤR2をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置52、54のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。
FIG. 8A shows a collinear chart that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the respective rotary elements on a straight line in the
上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の自動変速部50において、上記第1回転要素RE1(S1、S2)はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、上記第2回転要素RE2(CA1、CA2)は前記出力部材としての出力歯車18に連結され、上記第3回転要素RE3(R1)は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、上記第4回転要素RE4(R2)は前記第2動力伝達部材M2と連結されるように構成されている。また、第2モータジェネレータMG2は上記第3回転要素RE3に連結されている。
If expressed using the collinear diagram, in the
前記自動変速部50は、4つの回転要素で構成され得るには少なくとも2つ以上の遊星歯車装置によって構成される必要があり、上述のように1組の遊星歯車装置がそのギヤ比ρとして適切とされている「0.25〜0.6」程度とされると、自動変速部50は前記に示した構成によって全体として歯車比Ρ50が「0.15」前後に設定されている。したがって、変速比が大きくなる分だけ出力歯車18の回転トルクが前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に入力される回転トルクに比較して大きくなるので上記入力される回転トルクが小さくて済む。また、第1遊星歯車P1の第1キャリヤCA1に対する相対回転速度δ1、或いは第2遊星歯車P2の第2キャリヤCA2に対する相対回転速度δ2が少なくなる利点がある。
The
以上のように構成された自動変速部50において前記変速制御手段122によって自動変速部10と同様に変速ショックが緩和される変速制御作動が実行される。
In the
図9は本発明の他の実施例の自動変速部60の構成を説明する骨子図であり、図10(a) はその共線図であり、図10(b) はその係合作動表である。この図9に示す自動変速部60は図1に示す自動変速部10に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置8に適用されるものであり、前記図1、2に示す実施例の自動変速部10と同様の効果がある。
FIG. 9 is a skeleton diagram illustrating the configuration of an
本実施例では、上記自動変速部60を構成している第1遊星歯車装置62および第2遊星歯車装置64は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第1遊星歯車装置62は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、たとえば「0.571」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置64は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、たとえば「0.333」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。
In the present embodiment, the first
上記自動変速部60においては、第1サンギヤS1はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、第1キャリヤCA1と第2サンギヤS2とが一体的に連結されて前記出力部材たとえば出力歯車18に連結され、第2キャリヤCA2は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、第1リングギヤR1と第2リングギヤR2とが一体的に連結されて前記第2動力伝達部材M2と連結されている。また、第2モータジェネレータMG2は第2動力伝達部材M2に連結されている、つまり第2モータジェネレータMG2は第1リングギヤR1および第2リングギヤR2に連結されている。
In the
図10(a) は、上記自動変速部60において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図10(a) の共線図は、横軸X方向において各遊星歯車装置62、64のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Y方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるたとえば前記入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、4本の縦線Y1乃至Y4は、左から順に、第1回転要素RE1に対応する第1サンギヤS1を、第2回転要素RE2に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2サンギヤS2を、第3回転要素RE3に対応する第2キャリヤCA2を、第4回転要素RE4に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1および第2リングギヤR2をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置62、64のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。
FIG. 10A shows a collinear chart that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the respective rotary elements on the straight line in the
上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の自動変速部60において、上記第1回転要素RE1(S1)はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、上記第2回転要素RE2(CA1、S2)は前記出力部材としての出力歯車18に連結され、上記第3回転要素RE3(CA2)は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、上記第4回転要素RE4(R1、R2)は前記第2動力伝達部材M2と連結されるように構成されている。また、第2モータジェネレータMG2は上記第4回転要素RE4に連結されている。
If expressed using the collinear diagram, in the
前記自動変速部60は、4つの回転要素で構成され得るには少なくとも2つ以上の遊星歯車装置によって構成される必要があり、上述のように1組の遊星歯車装置がそのギヤ比ρとして適切とされている「0.25〜0.6」程度とされると、自動変速部60は前記に示した構成によって全体として歯車比Ρ60が「0.15」前後に設定されている。したがって、変速比が大きくなる分だけ出力歯車18の回転トルクが前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に入力される回転トルクに比較して大きくなるので上記入力される回転トルクが小さくて済む。また、第1遊星歯車P1の第1キャリヤCA1に対する相対回転速度δ1、或いは第2遊星歯車P2の第2キャリヤCA2に対する相対回転速度δ2が少なくなる利点がある。
The
以上のように構成された自動変速部60において前記変速制御手段122によって自動変速部10と同様に変速ショックが緩和される変速制御作動が実行される。
In the
図11は本発明の他の実施例の自動変速部70の構成を説明する骨子図であり、図12(a) はその共線図であり、図12(b) はその係合作動表である。この図11に示す自動変速部70は図1に示す自動変速部10に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置8に適用されるものである。但し、この自動変速部70は前記動力分配部30の歯車比Ρ30がたとえば「0.3」前後の増速機として構成される場合に好適に適用され得る構成となっている。たとえば、その場合の上記動力分配部30は「0.3」程度の所定のギヤ比ρを有している1組の遊星歯車装置で構成されるものであって、図1の実施例での動力分配部30に備えられているステップドピニオンSPが単一径の遊星歯車で構成されるような場合がそれに相当することになる。
FIG. 11 is a skeleton diagram illustrating the configuration of an
本実施例では、上記自動変速部70を構成している第1遊星歯車装置72および第2遊星歯車装置74は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第1遊星歯車装置72は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、たとえば「0.375」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置74は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、たとえば「0.500」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。
In the present embodiment, the first
上記自動変速部70においては、第1サンギヤS1はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、第2サンギヤS2は前記出力部材たとえば出力歯車18に連結され、第1キャリヤCA1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、第1リングギヤR1と第2リングギヤR2とが一体的に連結されて前記第2動力伝達部材M2と連結されている。また、第2モータジェネレータMG2は第2動力伝達部材M2に連結されている、つまり第2モータジェネレータMG2は第1リングギヤR1および第2リングギヤR2に連結されている。
In the
図12(a) は、上記自動変速部70において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図12(a) の共線図は、横軸X方向において各遊星歯車装置72、74のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Y方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるたとえば前記入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、4本の縦線Y1乃至Y4は、左から順に、第1回転要素RE1に対応する第1サンギヤS1を、第2回転要素RE2に対応する第2サンギヤS2を、第3回転要素RE3に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2キャリヤCA2を、第4回転要素RE4に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1および第2リングギヤR2をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置72、74のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。
FIG. 12A shows a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the rotating elements on a straight line in the
上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の自動変速部70において、上記第1回転要素RE1(S1)はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、上記第2回転要素RE2(S2)は前記出力部材としての出力歯車18に連結され、上記第3回転要素RE3(CA1、CA2)は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、上記第4回転要素RE4(R1、R2)は前記第2動力伝達部材M2と連結されるように構成されている。また、第2モータジェネレータMG2は上記第4回転要素RE4に連結されている。
If expressed using the collinear diagram, in the
前記自動変速部70は、4つの回転要素で構成され得るには少なくとも2つ以上の遊星歯車装置によって構成される必要があり、上述のように1組の遊星歯車装置がそのギヤ比ρとして適切とされている「0.25〜0.6」程度とされると、自動変速部70は前記に示した構成によって全体として歯車比Ρ70が「0.3」前後に設定されている。したがって、変速比が大きくなる分だけ出力歯車18の回転トルクが前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に入力される回転トルクに比較して大きくなるので上記入力される回転トルクが小さくて済む。
The
以上のように構成された自動変速部70において前記変速制御手段122によって自動変速部10と同様に変速ショックが緩和される変速制御作動が実行される。
In the
上述のように、本実施例によれば、動力分配部30からの動力が入力される自動変速部70の変速時において、変速制御手段122によってその自動変速部70の回転部材の回転変化が生じないように変速が実行されるので、イナーシャ相の発生が抑制されてたとえば出力歯車18(その出力歯車18に減速装置20等を介して連結される駆動輪24)に現れるイナーシャトルクが抑制されて変速ショックが緩和される。
As described above, according to the present embodiment, at the time of shifting of the
また、本実施例によれば、第1遊星歯車装置72と第2遊星歯車装置74との2つの遊星歯車装置によって前記自動変速部70が構成されるので、この自動変速部70が簡単且つ小型に構成される。
Further, according to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、4つの回転要素と、1つのブレーキB1と、1つのクラッチC1とを備える前記自動変速部70によって少なくとも2つの変速比の異なるギヤ段が構成される。
Further, according to the present embodiment, at least two gear stages having different gear ratios are configured by the
また、本実施例によれば、前記自動変速部70が前記動力分配部30との間で第1動力伝達部材M1および第2動力伝達部材M2を介して連結されたものであり、その自動変速部70の4つの回転要素が共線図上の一方から他方に向かって順に位置する第1回転要素RE1、第2回転要素RE2、第3回転要素RE3、第4回転要素RE4であって、前記ブレーキB1を介してトランスミッションケース32に選択的に連結されるその第1回転要素RE1がブレーキB1の係合によって回転停止させられる場合には、前記出力部材としての出力歯車18に連結される第2回転要素RE2の回転速度は、前記第1動力伝達部材M1に連結される第3回転要素RE3の回転速度、或いは前記第2動力伝達部材M2に連結される第4回転要素RE4の回転速度に比較して減速させられる。したがって、第2回転要素RE2から出力される回転トルクは第3回転要素RE3或いは第4回転要素RE4に入力される回転トルクに比較して増加させられるので、上記自動変速部70がない場合に比較して第3回転要素RE3或いは第4回転要素RE4に入力される回転トルクが小さくて済む。
According to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、1組の遊星歯車装置として適切とされるギヤ比ρをたとえば「0.25〜0.6」程度の範囲とすると、第1遊星歯車装置72と第2遊星歯車装置74との2組の遊星歯車装置によって自動変速部70が構成される場合にその2組の遊星歯車装置全体として設定できる歯車比Ρ70をたとえば「0.3」程度と小さく設定することができる。したがって、ローギヤ側の減速比(変速比)が大きく設定できるので、回転トルク比が大きくなる分入力トルクが小さくて済む。また、自動変速部70は、前記動力分配部30の歯車比Ρ30がたとえば「0.3」前後の増速機として構成される場合に好適に適用され得る。
Further, according to the present embodiment, when the gear ratio ρ suitable for a set of planetary gear devices is set to a range of, for example, “0.25 to 0.6”, the first
また、本実施例によれば、前記変速制御手段122によって前記図2に示す共線図において前記自動変速部70の作動状態を示す直線が、その共線図において前記第1回転要素RE1に対応する線上の回転速度が零を示す点と前記第3回転要素RE3に対応する線上の回転速度が前記第1動力伝達部材M1の回転速度を示す点とを結ぶ直線と一致したときに、前記クラッチC1およびブレーキB1の係合作動が一方から他方へ切り換えられるので、前記クラッチC1およびブレーキB1の係合が一方から他方へ切り換えられたとしても、上記共線図において前記自動変速部70の作動状態を示す直線は変化しない、つまり第1動力伝達部材M1と連結される第3回転要素RE3はもちろんのこと、第2動力伝達部材M2と連結される第4回転要素RE4も回転速度の変化が抑制されるので、出力歯車18と連結される第2回転要素RE2に現れるイナーシャトルクが抑制されて変速ショックが緩和される。
Further, according to this embodiment, the straight line indicating the operating state of the
また、本実施例によれば、前記動力分配部30は、遊星歯車装置を備え、その遊星歯車装置の3要素のうちの第1要素E1がエンジン6および前記第1動力伝達部材M1と連結され、第2要素E2が第1モータジェネレータMG1と連結され、第3要素E3が前記第2動力伝達部材M2と連結されたものであるので、前記動力分配部30は、前記第1動力伝達部材M1がエンジン6の回転速度NEで回転させられ、前記第2動力伝達部材M2がエンジンの回転速度NEを増速、或いは減速させられて回転させられるように構成され得る。
According to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、前記自動変速部70の第3回転要素RE3または第4回転要素RE4は、前記第1モータジェネレータMG1により発電された電気エネルギに基づいて回転駆動される第2モータジェネレータMG2と連結されたものであるので、自動変速部70において前記ブレーキB1を係合することで、第2回転要素RE2に連結された出力歯車18が、第3回転要素RE3および第4回転要素RE4に比較して減速回転させられる、つまり前記第1モータジェネレータMG1により発電された電気エネルギに基づいて回転駆動される第3回転要素RE3或いは第4回転要素RE4に連結された第2モータジェネレータMG2の回転トルクが増加させられて出力歯車18に出力される。従って、その第2モータジェネレータMG2が小型化できる。
Further, according to the present embodiment, the third rotating element RE3 or the fourth rotating element RE4 of the
また、本実施例によれば、エンジン6と前記第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2とを複数組の遊星歯車装置、すなわち第1遊星歯車装置72、第2遊星歯車装置74、および動力分配部30を構成している遊星歯車装置と組み合わせて駆動力を発生させるハイブリッド車両において、前記複数組の遊星歯車装置のうち少なくとも一部の遊星歯車装置である第1遊星歯車装置72および第2遊星歯車装置74を利用して構成される変速機構としての自動変速部70による変速時に、変速制御手段122によってその自動変速部70を構成する回転部材たとえば前記第1動力伝達部材M1および前記第2動力伝達部材M2の回転変化が発生しないように変速が実行されるので、イナーシャ相の発生が抑制されてたとえば出力部材としての出力歯車18に現れるイナーシャトルクが抑制されて変速ショックが緩和される。
Further, according to the present embodiment, the engine 6, the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 are connected to a plurality of planetary gear devices, that is, the first
図13は本発明の他の実施例の自動変速部80の構成を説明する骨子図であり、図14(a) はその共線図であり、図14(b) はその係合作動表である。この図13に示す自動変速部80は図1に示す自動変速部10に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置8に適用されるものであり、前記自動変速部70と同様に前記動力分配部30の歯車比Ρ30がたとえば「0.3」前後の増速機として構成される場合に好適に適用され得る構成となっていて、前記図11、12に示す実施例の自動変速部70と同様の効果がある。
13 is a skeleton diagram illustrating the configuration of an
本実施例では、上記自動変速部80を構成している第1遊星歯車装置82および第2遊星歯車装置84は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第1遊星歯車装置82は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、たとえば「0.250」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置84は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、たとえば「0.357」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。
In the present embodiment, the first
上記自動変速部80においては、第1リングギヤR1はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、第1キャリヤCA1と第2サンギヤS2とが一体的に連結されて前記出力部材たとえば出力歯車18に連結され、第1サンギヤS1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、第2リングギヤR2は前記第2動力伝達部材M2と連結されている。また、第2モータジェネレータMG2は第2動力伝達部材M2に連結されている、つまり第2モータジェネレータMG2は第2リングギヤR2に連結されている。
In the
図14(a) は、上記自動変速部80において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図14(a) の共線図は、横軸X方向において各遊星歯車装置82、84のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Y方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるたとえば前記入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、4本の縦線Y1乃至Y4は、左から順に、第1回転要素RE1に対応する第1リングギヤR1を、第2回転要素RE2に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2サンギヤS2を、第3回転要素RE3に対応し且つ相互に連結された第1サンギヤS1および第2キャリヤCA2を、第4回転要素RE4に対応する第2リングギヤR2をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置82、84のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。
FIG. 14A shows a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the rotating elements on a straight line in the
上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の自動変速部80において、上記第1回転要素RE1(R1)はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、上記第2回転要素RE2(CA1、S2)は前記出力部材としての出力歯車18に連結され、上記第3回転要素RE3(S1、CA2)は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、上記第4回転要素RE4(R2)は前記第2動力伝達部材M2と連結されるように構成されている。また、第2モータジェネレータMG2は上記第4回転要素RE4に連結されている。
If expressed using the collinear diagram, in the
前記自動変速部80は、4つの回転要素で構成され得るには少なくとも2つ以上の遊星歯車装置によって構成される必要があり、上述のように1組の遊星歯車装置がそのギヤ比ρとして適切とされている「0.25〜0.6」程度とされると、自動変速部80は前記に示した構成によって全体として歯車比Ρ80が「0.3」前後に設定されている。したがって、変速比が大きくなる分だけ出力歯車18の回転トルクが前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に入力される回転トルクに比較して大きくなるので上記入力される回転トルクが小さくて済む。
The
以上のように構成された自動変速部80において前記変速制御手段122によって自動変速部70と同様に変速ショックが緩和される変速制御作動が実行される。
In the
図15は本発明の他の実施例の自動変速部90の構成を説明する骨子図であり、図16(a) はその共線図であり、図16(b) はその係合作動表である。この図15に示す自動変速部90は図1に示す自動変速部10に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置8に適用されるものであり、前記自動変速部70と同様に前記動力分配部30の歯車比Ρ30がたとえば「0.3」前後の増速機として構成される場合に好適に適用され得る構成となっていて、前記図11、12に示す実施例の自動変速部70と同様の効果がある。
FIG. 15 is a skeleton diagram illustrating a configuration of an
本実施例では、上記自動変速部90を構成している第1遊星歯車装置92および第2遊星歯車装置94は、それぞれシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第1遊星歯車装置92は、第1サンギヤS1、第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、たとえば「0.250」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置94は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、たとえば「0.300」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。
In the present embodiment, the first
上記自動変速部90においては、第1リングギヤR1と第2サンギヤS2とが一体的に連結されてブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、第1キャリヤCA1は前記出力部材たとえば出力歯車18に連結され、第1サンギヤS1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、第2リングギヤR2は前記第2動力伝達部材M2と連結されている。また、第2モータジェネレータMG2は第2動力伝達部材M2に連結されている、つまり第2モータジェネレータMG2は第2リングギヤR2に連結されている。
In the
図16(a) は、上記自動変速部90において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図16(a) の共線図は、横軸X方向において各遊星歯車装置92、94のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Y方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるたとえば前記入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、4本の縦線Y1乃至Y4は、左から順に、第1回転要素RE1に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1および第2サンギヤS2を、第2回転要素RE2に対応する第1キャリヤCA1を、第3回転要素RE3に対応し且つ相互に連結された第1サンギヤS1および第2キャリヤCA2を、第4回転要素RE4に対応する第2リングギヤR2をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置92、94のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。
FIG. 16A shows a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the rotating elements on the straight line in the
上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の自動変速部90において、上記第1回転要素RE1(R1、S2)はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、上記第2回転要素RE2(CA1)は前記出力部材としての出力歯車18に連結され、上記第3回転要素RE3(S1、CA2)は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、上記第4回転要素RE4(R2)は前記第2動力伝達部材M2と連結されるように構成されている。また、第2モータジェネレータMG2は上記第4回転要素RE4に連結されている。
If expressed using the collinear diagram, in the
前記自動変速部90は、4つの回転要素で構成され得るには少なくとも2つ以上の遊星歯車装置によって構成される必要があり、上述のように1組の遊星歯車装置がそのギヤ比ρとして適切とされている「0.25〜0.6」程度とされると、自動変速部90は前記に示した構成によって全体として歯車比Ρ90が「0.3」前後に設定されている。したがって、変速比が大きくなる分だけ出力歯車18の回転トルクが前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に入力される回転トルクに比較して大きくなるので上記入力される回転トルクが小さくて済む。
The
以上のように構成された自動変速部90において前記変速制御手段122によって自動変速部70と同様に変速ショックが緩和される変速制御作動が実行される。
In the
図17は本発明の他の実施例の自動変速部100の構成を説明する骨子図であり、図18(a) はその共線図であり、図18(b) はその係合作動表である。この図17に示す自動変速部100は図1に示す自動変速部10に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置8に適用されるものであり、前記自動変速部70と同様に前記動力分配部30の歯車比Ρ30がたとえば「0.3」前後の増速機として構成される場合に好適に適用され得る構成となっていて、前記図11、12に示す実施例の自動変速部70と同様の効果がある。
FIG. 17 is a skeleton diagram illustrating the configuration of an
本実施例では、上記自動変速部100を構成している第1遊星歯車装置102はダブルピニオン型の遊星歯車装置から構成されており、第2遊星歯車装置104はシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第1遊星歯車装置102は、第1サンギヤS1、互いに噛み合う複数対の第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、たとえば「0.273」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置104は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、たとえば「0.300」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。
In the present embodiment, the first
上記自動変速部100においては、第2サンギヤS2はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、第1サンギヤS1は前記出力部材たとえば出力歯車18に連結され、第1リングギヤR1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、第1キャリヤCA1と第2リングギヤR2とが一体的に連結されて前記第2動力伝達部材M2と連結されている。また、第2モータジェネレータMG2は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結されている、つまり第2モータジェネレータMG2は第1リングギヤR1および第2キャリヤCA2に連結されている。
In the
図18(a) は、上記自動変速部100において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図18(a) の共線図は、横軸X方向において各遊星歯車装置102、104のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Y方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるたとえば前記入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、4本の縦線Y1乃至Y4は、左から順に、第1回転要素RE1に対応する第2サンギヤS2を、第2回転要素RE2に対応する第1サンギヤS1を、第3回転要素RE3に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1および第2キャリヤCA2を、第4回転要素RE4に対応し且つ相互に連結された第1キャリヤCA1および第2リングギヤR2をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置102、104のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。
FIG. 18A shows a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the rotating elements on the straight line in the
上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の自動変速部100において、上記第1回転要素RE1(S2)はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、上記第2回転要素RE2(S1)は前記出力部材としての出力歯車18に連結され、上記第3回転要素RE3(R1、CA2)は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、上記第4回転要素RE4(CA1、R2)は前記第2動力伝達部材M2と連結されるように構成されている。また、第2モータジェネレータMG2は上記第3回転要素RE3に連結されている。
If expressed using the collinear diagram, in the
前記自動変速部100は、4つの回転要素で構成され得るには少なくとも2つ以上の遊星歯車装置によって構成される必要があり、上述のように1組の遊星歯車装置がそのギヤ比ρとして適切とされている「0.25〜0.6」程度とされると、自動変速部100は前記に示した構成によって全体として歯車比Ρ100が「0.3」前後に設定されている。したがって、変速比が大きくなる分だけ出力歯車18の回転トルクが前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に入力される回転トルクに比較して大きくなるので上記入力される回転トルクが小さくて済む。
The
以上のように構成された自動変速部100において前記変速制御手段122によって自動変速部70と同様に変速ショックが緩和される変速制御作動が実行される。
In the
図19は本発明の他の実施例の自動変速部110の構成を説明する骨子図であり、図20(a) はその共線図であり、図20(b) はその係合作動表である。この図19に示す自動変速部110は図1に示す自動変速部10に替えてハイブリッド車両用として好適に用いられる動力伝達装置8に適用されるものであり、前記自動変速部70と同様に前記動力分配部30の歯車比Ρ30がたとえば「0.3」前後の増速機として構成される場合に好適に適用され得る構成となっていて、前記図11、12に示す実施例の自動変速部70と同様の効果がある。
FIG. 19 is a skeleton diagram illustrating the configuration of an
本実施例では、上記自動変速部110を構成している第1遊星歯車装置112はダブルピニオン型の遊星歯車装置から構成されており、第2遊星歯車装置114はシングルピニオン型の遊星歯車装置から構成されている。この第1遊星歯車装置112は、第1サンギヤS1、互いに噛み合う複数対の第1遊星歯車P1、その第1遊星歯車P1を自転および公転可能に支持する第1キャリヤCA1、第1遊星歯車P1を介して第1サンギヤS1と噛み合う第1リングギヤR1を備えており、たとえば「0.273」程度の所定のギヤ比ρ1を有している。第2遊星歯車装置114は、第2サンギヤS2、第2遊星歯車P2、その第2遊星歯車P2を自転および公転可能に支持する第2キャリヤCA2、第2遊星歯車P2を介して第2サンギヤS2と噛み合う第2リングギヤR2を備えており、たとえば「0.250」程度の所定のギヤ比ρ2を有している。
In the present embodiment, the first
上記自動変速部110においては、第2リングギヤR2はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、第1サンギヤS1と第2キャリヤCA2とが一体的に連結されて前記出力部材たとえば出力歯車18に連結され、第1リングギヤR1と第2サンギヤS2とが一体的に連結されて前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、第1キャリヤCA1は前記第2動力伝達部材M2と連結されている。また、第2モータジェネレータMG2は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結されている、つまり第2モータジェネレータMG2は第1リングギヤR1および第2サンギヤS2に連結されている。
In the
図20(a) は、上記自動変速部110において、各回転要素の回転速度の相対関係を直線上で表すことができる共線図を示している。図20(a) の共線図は、横軸X方向において各遊星歯車装置112、114のギヤ比ρの関係を示し、縦軸Y方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるたとえば前記入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、4本の縦線Y1乃至Y4は、左から順に、第1回転要素RE1に対応する第2リングギヤR2を、第2回転要素RE2に対応し且つ相互に連結された第1サンギヤS1および第2キャリヤCA2を、第3回転要素RE3に対応し且つ相互に連結された第1リングギヤR1および第2サンギヤS2を、第4回転要素RE4に対応する第1キャリヤCA1をそれぞれ表し、それらの間隔は遊星歯車装置112、114のギヤ比ρ1、ρ2に応じてそれぞれ定められている。
FIG. 20A shows a collinear diagram that can represent the relative relationship of the rotational speeds of the rotating elements on a straight line in the
上記共線図を利用して表現すれば、本実施例の自動変速部110において、上記第1回転要素RE1(R2)はブレーキB1を介して非回転部材としてのトランスミッションケース32に選択的に連結され、上記第2回転要素RE2(S1、CA2)は前記出力部材としての出力歯車18に連結され、上記第3回転要素RE3(R1、S2)は前記第1動力伝達部材M1とクラッチC1を介して選択的に連結され、上記第4回転要素RE4(CA1)は前記第2動力伝達部材M2と連結されるように構成されている。また、第2モータジェネレータMG2は上記第3回転要素RE3に連結されている。
If expressed using the collinear diagram, in the
前記自動変速部110は、4つの回転要素で構成され得るには少なくとも2つ以上の遊星歯車装置によって構成される必要があり、上述のように1組の遊星歯車装置がそのギヤ比ρとして適切とされている「0.25〜0.6」程度とされると、自動変速部110は前記に示した構成によって全体として歯車比Ρ110が「0.3」前後に設定されている。したがって、変速比が大きくなる分だけ出力歯車18の回転トルクが前記第1動力伝達部材M1或いは前記第2動力伝達部材M2に入力される回転トルクに比較して大きくなるので上記入力される回転トルクが小さくて済む。
The
以上のように構成された自動変速部110において前記変速制御手段122によって自動変速部70と同様に変速ショックが緩和される変速制御作動が実行される。
In the
図21は変速制御の別の実施例の概略を説明するための図であって前記図4(a) に相当する図である。図21の左側に示す共線図は動力分配部30に対応し、右側に示す共線図は自動変速部10に対応している。そして、ここでの動力分配部30は図1に示す実施例の動力分配部30と異なり減速機として構成されている。たとえば、ここでの動力分配部30は、第1要素E1が第4リングギヤR4によって構成されて入力軸16を介して前記エンジン6に作動的に連結されるとともに前記第1動力伝達部材M1とも作動的に連結され、第2要素E2が第3サンギヤS3によって構成されて第1モータジェネレータMG1に作動的に連結され、第3要素E3が一体のものである第3キャリヤCA3および第4キャリヤCA4によって構成されて前記第2動力伝達部材M2に作動的に連結されている。
FIG. 21 is a diagram for explaining the outline of another embodiment of the shift control, and corresponds to FIG. 4 (a). The collinear diagram shown on the left side of FIG. 21 corresponds to the
図21の左側に示す共線図は、2本の横線のうちの下側の横線XZが回転速度零を示し、その上側の横線X1が回転速度「1.0」すなわち前記第1動力伝達部材M1の回転速度となる入力軸16に作動的に連結されるエンジン回転速度NEを示している。また、3本の縦線は、左から順に、縦線E2は前記第2要素E2に対応し、縦線E3は前記第3要素E3に対応し、縦線E1は前記第1要素E1に対応している。そして、縦線E3の回転速度は縦線E2の回転速度に応じて変化させられる。言い換えれば、縦線E2に対応する前記第2要素E2に連結されている第1モータジェネレータMG1の回転速度に応じて縦線E3に対応する前記第3要素E3に連結される第2動力伝達部材M2の回転速度が変化させられる。図21の右側に示す共線図は、前記図2(a) に示す共線図に対して縦線の位置関係が左右対象となっていることが相違する。但し、図21は変速制御の概略を説明するためだけの図であるので図21の各共線図の各縦軸間の間隔は本実施例の自動変速部10および動力分配部30を構成する各遊星歯車装置のギヤ比ρに応じたものとなっていない。
In the collinear diagram shown on the left side of FIG. 21, the lower horizontal line XZ of the two horizontal lines indicates the rotational speed zero, and the upper horizontal line X1 indicates the rotational speed “1.0”, that is, the first power transmission member. shows the engine rotational speed N E which is operatively connected to an
以下に、図4での実施例と同様にブレーキB1が係合されている状態からのアップシフトを説明する。 Hereinafter, an upshift from a state in which the brake B1 is engaged will be described as in the embodiment in FIG.
図21に示す共線図において、たとえば矢印(a−b)に示すように縦軸E3の回転速度つまり第2動力伝達部材M2を介して縦軸E3と作動的に連結される縦軸RE4の回転速度が増加させられる(縦軸RE4上に示す点a〜点b)ことに伴って縦軸RE3の回転速度が増加させられて、縦軸RE2の回転速度つまり車速Vに対応する縦軸RE2に連結される出力歯車18の回転速度が増加させられる(縦軸RE2上に示す●印A〜●印B)。その後、縦軸RE3の回転速度が縦軸E1の回転速度つまり横線X1に示す回転速度「1.0」としての前記第1動力伝達部材M1の回転速度となるエンジン回転速度NEと同じ回転速度(縦軸RE3上のクラッチC1の係合を示す点C1)となったときに、前記変速制御手段122によってブレーキB1が解放されるとともにクラッチC1が係合させられる。このとき、クラッチC1の係合によって上記回転速度「1.0」とされる縦軸RE3はもちろんのこと、その他の縦軸RE1、RE2、RE4の回転速度に変化が生じないか或いは変化が抑制されるので、前記変速制御手段122による変速制御過程において自動変速部10の出力歯車18にイナーシャトルクが発生しないか或いは抑制されるので変速ショックが緩和される。上記クラッチC1が係合した後は矢印(b−c)に示すように逆に縦軸E3の回転速度が減少させられることによる縦軸RE4の回転速度の減少(縦軸RE4上に示す点b〜点c)に伴って縦軸RE3上の点C1を支点とする形で縦軸RE2の回転速度が増加させられる(縦軸RE2上に示す●印B〜●印C)。この結果、縦軸RE2に連結される出力歯車18の回転速度は縦軸RE2上に示す●印A〜●印C間の範囲で変化することとなる。なお、縦線E2の回転速度は前記第2要素E2に連結されている第1モータジェネレータMG1の回転速度が逆回転させられることで零以下とさせられる。
In the alignment chart shown in FIG. 21, for example, as indicated by arrows (ab), the rotational speed of the vertical axis E3, that is, the vertical axis RE4 operatively connected to the vertical axis E3 via the second power transmission member M2. As the rotation speed is increased (point a to point b shown on the vertical axis RE4), the rotation speed of the vertical axis RE3 is increased, and the vertical axis RE2 corresponding to the rotation speed of the vertical axis RE2, that is, the vehicle speed V. The rotational speed of the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
たとえば、前述の実施例の図1で示した自動変速部10以外の構成はハイブリッド車両の動力伝達経路の一例であり、自動変速部10、40、50、60、70、80、90、100、110は他のハイブリッド車両にも適用され得る。
For example, the configuration other than the
また、前述の実施例の動力伝達装置8に備えられている第1モータジェネレータMG1および第2モータジェネレータMG2は回転電機でも良く、すなわち発電のみの発電機および力行のみの電動機、および発電機としての機能と電動機としての機能とを併せ持つもののうちのいずれかであれば良い。 Further, the first motor generator MG1 and the second motor generator MG2 provided in the power transmission device 8 of the above-described embodiment may be rotating electric machines, that is, a generator only for power generation, a motor only for power running, and a generator. It may be any one having both a function and a function as an electric motor.
また、前述の実施例の自動変速部10、40、50、60、70、80、90、100、110はハイブリッド車両以外の車両にも適用され得る。つまり、自動変速部10、40、50、60、70、80、90、100、110は車両用遊星歯車式自動変速機として前記クラッチC1およびブレーキB1の係合、解放状態を選択的に切り換える変速時において前記第1回転要素RE1乃至第4回転要素RE4のいずれにおいてもそれらに回転変化が生じないように、言い換えれば2つの入力系統としての第1動力伝達部材M1および第2動力伝達部材M2のいずれにおいてもそれらに回転変化が生じないように変速が成立させられるものであり、たとえば、自動変速部10、40、50、60、70、80、90、100、110は、2つの入力系統を有する遊星歯車式自動変速機を備えた車両におけるその遊星歯車式自動変速機として適用され得る。したがって、この場合には2つの入力系統としての第1動力伝達部材M1および第2動力伝達部材M2は、動力分配部30を介することなく少なくとも2つの駆動力源たとえば複数のエンジンおよび複数の電動機のいずれか1つを含む少なくとも2つの組合せと、作動的に連結されるように構成されればよい。したがって、ハイブリッド車両用として前述の実施例に示した前記第1モータジェネレータMG1、第2モータジェネレータMG2、および動力分配部30は備えられている必要はない。
Moreover, the
また、前述の実施例の自動変速部10、40、50、60、70、80、90、100、110はFF用だけでなく、FR用、RR用、或いは4WD用としても適用され得るものである。
Further, the
また、前述の実施例の自動変速部10、40、50、60、70、80、90、100、110では、ブレーキB1に替えて一方向クラッチが設けられてもよい。このようにすれば、変速制御が容易となる。
In the
また、前述の実施例の自動変速部10或いは自動変速部40は、前記自動変速部50或いは自動変速部60に比較して相対回転速度δ1或いは相対回転速度δ2がより少なく構成され得るので、第1遊星歯車装置12或いは第2遊星歯車装置14の耐久性がより向上する。
Further, the
また、前述の実施例では、自動変速部10、40、50、60、70、80、90、100、110の係合要素であるクラッチC1或いはブレーキB1は油圧式摩擦係合装置であったが、電磁式係合装置たとえば電磁クラッチや磁粉式クラッチ等の他の係合装置であってもよい。
In the above-described embodiment, the clutch C1 or the brake B1 that is the engagement element of the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
6:エンジン
10、40、50、60、70、80、90、100、110:自動変速部(遊星歯車式自動変速機)
12、42、52、62、72、82、92、102、112:第1遊星歯車装置
S1:第1サンギヤ
R1:第1リングギヤ
CA1:第1キャリヤ
14、44、54、64、74、84、94、104、114:第2遊星歯車装置
S2:第2サンギヤ
R2:第2リングギヤ
CA2:第2キャリヤ
18:出力歯車(出力部材)
30:動力分配部
32:トランスミッションケース(非回転部材)
34:第3遊星歯車装置
36:第4遊星歯車装置
120:電子制御装置(変速制御装置)
122:変速制御手段
C1:クラッチ
B1:ブレーキ
E1:第1要素
E2:第2要素
E3:第3要素
M1:第1動力伝達部材
M2:第2動力伝達部材
MG1:第1モータジェネレータ(発電機)
MG2:第2モータジェネレータ(電動機)
RE1:第1回転要素
RE2:第2回転要素
RE3:第3回転要素
RE4:第4回転要素
6:
12, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 102, 112: first planetary gear device S1: first sun gear R1: first ring gear CA1:
30: Power distribution unit 32: Transmission case (non-rotating member)
34: Third planetary gear unit 36: Fourth planetary gear unit 120: Electronic control unit (transmission control unit)
122: Shift control means C1: Clutch B1: Brake E1: First element E2: Second element E3: Third element M1: First power transmission member M2: Second power transmission member MG1: First motor generator (generator)
MG2: Second motor generator (electric motor)
RE1: First rotation element RE2: Second rotation element RE3: Third rotation element RE4: Fourth rotation element
Claims (13)
前記自動変速部は、前記複数組の遊星歯車装置の複数の回転要素のいずれかを相互に或いは非回転部材に選択的に係合させる複数の係合装置を備え、該複数の係合装置の選択的作動により、第1変速状態と該第1変速状態の変速比と重複する変速比変化範囲を有する第2変速状態とが択一的に切り換えられるものであり、
前記第1変速状態と第2変速状態との間の変速状態切換時において前記自動変速部の回転要素の回転変化が生じないように、前記重複する変速比であり且つ変速状態切換のための係合装置の回転速度が同期したときに該係合装置を係合させる変速制御手段を、含み、
前記自動変速部は、第1遊星歯車装置および第2遊星歯車装置と、4つの回転要素と、1つのブレーキと、1つのクラッチとを備え、
前記自動変速部は、前記動力分配部との間で第1動力伝達部材および第2動力伝達部材を介して連結されたものであり、
該自動変速部の4つの回転要素は、共線図上の一方から他方に向かって順に位置する第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素、第4回転要素であり、
該第1回転要素は前記ブレーキを介して非回転部材に選択的に連結され、
該第2回転要素は出力部材に連結され、
該第3回転要素は前記第1動力伝達部材とクラッチを介して選択的に連結され、
該第4回転要素は前記第2動力伝達部材と連結されたものであることを特徴とするハイブリッド車両の変速制御装置。 A shift control device for a hybrid vehicle, comprising: a power distribution unit; and an automatic transmission unit having a plurality of sets of planetary gear devices to which power from the power distribution unit is input.
The automatic transmission unit includes a plurality of engagement devices that selectively engage one of a plurality of rotating elements of the plurality of sets of planetary gear devices with each other or with a non-rotating member. By the selective operation, the first speed change state and the second speed change state having a speed change range that overlaps with the speed change ratio of the first speed change state are alternatively switched,
In order to prevent a change in the rotation of the rotating element of the automatic transmission unit from occurring when the shift state is switched between the first shift state and the second shift state, the overlapping gear ratio and the relationship for changing the shift state are provided. shift control means for engaging the engagement device when the rotational speed of the coupling device are synchronized, seen including,
The automatic transmission unit includes a first planetary gear device and a second planetary gear device, four rotating elements, one brake, and one clutch,
The automatic transmission unit is connected to the power distribution unit via a first power transmission member and a second power transmission member,
The four rotation elements of the automatic transmission unit are a first rotation element, a second rotation element, a third rotation element, and a fourth rotation element that are sequentially located from one side to the other on the nomograph.
The first rotating element is selectively coupled to a non-rotating member via the brake;
The second rotating element is coupled to the output member;
The third rotating element is selectively connected to the first power transmission member via a clutch,
The shift control apparatus for a hybrid vehicle, wherein the fourth rotation element is connected to the second power transmission member .
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