JP7449181B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン及び電動モータを備えたハイブリッド車両に関する。
走行駆動源としてエンジン及び電動モータを備えたハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の構成では、電動モータの駆動軸が変速機の入力軸に接続されており、エンジンと変速機との間には摩擦クラッチ（摩擦クラッチ）が設けられている。エンジンの駆動力で走行するエンジン走行モードと、電動モータの駆動力で走行するＥＶ走行モードとは、変速機又は摩擦クラッチを用いて互いに切り替えられる。
特開２０１５－７７８８７号公報
ところで、変速機又は摩擦クラッチを用いてエンジン走行モードからＥＶ走行モードに切り替えると、ＥＶ走行モードにおける変速機又は摩擦クラッチの動作に制限が生じると共に、変速機又は摩擦クラッチの構成に制限が生じる。
そこで本発明は、ハイブリッド車両における動力伝達の構造又は動作の自由度を高めながら、ハイブリッド車両の運転効率を高めることを目的とする。
本発明の一態様に係るハイブリッド車両は、クランク軸を有するエンジンと、モータ駆動軸を有する電動モータと、前記エンジンからの駆動力と前記電動モータからの駆動力とが合流して伝達される動力伝達軸と、前記クランク軸から前記動力伝達軸までの動力伝達経路に設けられ、スライド変位によって前記動力伝達経路を切断可能な切替ドッグ体を有する切替ドッグクラッチと、を備える。
前記構成によれば、エンジンの効率が良い回転数領域等の各種条件を考慮して切替ドッグクラッチの状態（切断／接続）を選択することで、ハイブリッド車両の運転効率を高めることができる。しかも、エンジンからの駆動力と電動モータからの駆動力とが合流して伝達される動力伝達軸よりもエンジン側の上流に切替ドッグクラッチが設けられるため、切替ドッグクラッチの下流側における動力伝達の構造又は動作の自由度を高めることができる。
本発明によれば、ハイブリッド車両における動力伝達の構造又は動作の自由度を高めながら、エンジン接続状態とエンジン切断状態との間の切替によりハイブリッド車両の運転効率を高めることができる。
図１は、第１実施形態のハイブリッド車両の模式図である。 図２は、図１に示すシフトドラムの展開図である。 図３は、図１に示すコントローラ等のブロック図である。 図４は、図３に示すコントローラが実行する制御のフローチャートである。 図５は、第１実施形態のハイブリッド車両の第１変形例の模式図である。 図６は、第１実施形態のハイブリッド車両の第２変形例の模式図である。 図７は、第２実施形態のハイブリッド車両の模式図である。 図８は、図７に示すコントローラが実行する制御のフローチャートである。 図９は、第２実施形態のハイブリッド車両の変形例の模式図である。
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のハイブリッド車両１の模式図である。なお、図１では鞍乗車両（例えば、自動二輪車）が例示されているが、他の種類の車両であってもよい。図１に示すように、車両１は、走行駆動源であるエンジンＥ（内燃機関）と、走行駆動源である電動モータＭと、エンジンＥ及び／又は電動モータＭが出力した駆動力の回転速度を変速するギヤ変速機４とを備える。
エンジンＥには、点火を行う点火プラグ２５と、燃料供給を行う燃料インジェクタ２６と、吸気量を調節するスロットルボディ２７とが設けられている。エンジンＥは、回転動力を出力するクランク軸Ｅａを有する。クランク軸Ｅａには、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２が機械的に接続されている。電動モータＭは、回転動力を出力するモータ駆動軸Ｍａを有する。
ギヤ変速機４は、入力軸１３（動力伝達軸）と、出力軸１４と、入力軸１３から出力軸１４に伝達される駆動力の回転数を変速する変速機構１５と、を備える。入力軸１３及び出力軸１４は、クランク軸Ｅａと平行である。変速機構１５は、入力軸１３及び出力軸１４に設けられた複数組の変速ギヤ対２１を有する。複数組の変速ギヤ対２１は、入力軸１３から出力軸１４に動力伝達可能に構成され、複数組の変速ギヤ対２１の減速比は互いに異なる。変速ギヤ対２１は、スライド変位によって変速段を選択する変速ドッグギヤ２１ａを含む。ギヤ変速機４では、変速ドッグギヤ２１ａによって変速ギヤ対２１のうち一組が選択されて変速が行われる。
エンジンＥから入力軸１３までの動力伝達経路には、減速ギヤ対３及び摩擦クラッチ５（メインクラッチ）が介在している。減速ギヤ対３は、クランク軸Ｅａに相対回転自在に設けられたエンジン側ギヤ１１と、入力軸１３に相対回転自在に設けられてエンジン側ギヤ１１と噛み合った変速機側ギヤ１２とを有する。摩擦クラッチ５は、入力軸１３の軸線上に配置されている。摩擦クラッチ５は、エンジンＥから入力軸１３への動力伝達経路を切断可能に構成されている。摩擦クラッチ５は、例えば、変速機側ギヤ１２と一体回転するアウタと、入力軸１３と一体回転するインナとを有する公知の多板クラッチである。
電動モータＭのモータ駆動軸Ｍａは、動力伝達機構６を介して入力軸１３に機械的に接続されている。モータ駆動軸Ｍａから出力される回転動力は、動力伝達機構６を介して入力軸１３に伝達される。即ち、入力軸１３は、エンジンＥからの駆動力と電動モータＭからの駆動力とが合流して伝達される動力伝達軸である。なお、動力伝達機構６は、ギヤ機構でもよいし、チェーン・スプロケット機構又はベルト・プーリ機構でもよい。
変速ドッグギヤ２１ａには、変速シフトフォーク１７の先端が係合している。変速シフトフォーク１７は、入力軸１３及び出力軸１４に平行な支軸１８にスライド自在に支持されている。シフトドラム１６は、支軸１８と平行に配置されている。シフトドラム１６の外周面には、その周方向に延びた変速案内溝Ｇ１が形成されている。変速シフトフォーク１７の基端は、シフトドラム１６の変速案内溝Ｇ１に摺動自在に挿入されている。
シフトドラム１６には、ドラムアクチュエータ１９（切替アクチュエータ）が機械的に接続されている。ドラムアクチュエータ１９がシフトドラム１６を回転させると、変速案内溝Ｇ１が変速シフトフォーク１７を案内し、所望の変速シフトフォーク１７が支軸１８に沿ってスライド変位する。その変速シフトフォーク１７によって所望の変速ドッグギヤ２１ａがスライド変位し、所望の変速段が実現される。
クランク軸Ｅａから入力軸１３までの動力伝達経路には、切替ドッグクラッチ３０が介在している。切替ドッグクラッチ３０は、前記動力伝達経路における摩擦クラッチ５の上流側（エンジン側）に配置されている。図１の例では、切替ドッグクラッチ３０は、クランク軸Ｅａの軸線上に配置されている。
切替ドッグクラッチ３０は、クランク軸Ｅａに外嵌された切替ドッグ体４１と、切替ドッグ体４１が係合可能なエンジン側ギヤ１１とで構成されている。切替ドッグ体４１は、クランク軸Ｅａの軸線方向にスライド自在で且つクランク軸Ｅａと一体回転する。切替ドッグ体４１は、エンジン側ギヤ１１のドッグ穴に向けて突出したドッグ４１ａ（突起）を有する。
切替ドッグ体４１には、切替シフトフォーク４２の先端が係合している。切替シフトフォーク４２は、クランク軸Ｅａに平行な支軸１８にスライド自在に支持されている。シフトドラム１６の外周面には、その周方向に延びた切替案内溝Ｇ２が更に形成されている。切替シフトフォーク４２の基端は、シフトドラム１６の切替案内溝Ｇ２に摺動自在に挿入されている。ドラムアクチュエータ１９がシフトドラム１６を回転させると、切替案内溝Ｇ２が切替シフトフォーク４２を案内し、切替シフトフォーク４２が支軸１８に沿ってスライド変位し得る。
切替シフトフォーク４２によって切替ドッグ体４１がクランク軸Ｅａに沿ってスライド変位することで、（摩擦クラッチ５に関わらず）クランク軸Ｅａから入力軸１３への動力伝達経路が切断又は接続される。即ち、エンジン側ギヤ１１に切替ドッグ体４１が係合することで、クランク軸Ｅａの回転動力が、切替ドッグ体４１及びエンジン側ギヤ１１を介して変速機側ギヤ１２に伝達される。他方、エンジン側ギヤ１１に対する切替ドッグ体４１の係合が解除されることで、クランク軸Ｅａと減速ギヤ対３との間の動力伝達経路が切断される。
シフトドラム１６は、変速シフトフォーク１７を変位させるドラムと切替シフトフォーク４２を変位させるドラムとの両方を兼ねている。ドラムアクチュエータ１９は、ギヤ変速機４の動作駆動源としての変速アクチュエータと、切替ドッグクラッチ３０の動作駆動源として切替アクチュエータとを兼ねている。
車両１は、コントローラ５０を備える。コントローラ５０は、エンジンＥ、電動モータＭ、ＩＳＧ２及びドラムアクチュエータ１９を制御する。コントローラ５０の詳細は、図３を参照して後述する。
図２は、図１に示すシフトドラム１６の展開図である。図２に示すように、シフトドラム１６の外周面では、変速案内溝Ｇ１と切替案内溝Ｇ２とが互いに並んで周方向に延びている。変速案内溝Ｇ１及び切替案内溝Ｇ２は、シフトドラム１６の周方向において、第１位相領域Ｘ１と、第２位相領域Ｘ２と、第１位相領域Ｘ１と第２位相領域Ｘ２との間の中間位相領域Ｙとを有する。
切替シフトフォーク４２（図１参照）が第１位相領域Ｘ１において切替案内溝Ｇ２に案内されているとき、切替ドッグクラッチ３０は接続状態になる。切替シフトフォーク４２が第２位相領域Ｘ２において切替案内溝Ｇ２に案内されているとき、切替ドッグクラッチ３０は切断状態になる。切替シフトフォーク４２が中間領域Ｙにおいて切替案内溝Ｇ２に案内されているとき、切替ドッグクラッチ３０が前記接続状態と前記切断状態との間で遷移する。なお、ギヤ変速機４は、切替シフトフォーク４２が中間領域Ｙにおいて切替案内溝Ｇ２に案内されているとき、ニュートラル位置になる構成としてもよい。
変速案内溝Ｇ１の第１位相領域Ｘ１の部分と、変速案内溝Ｇ１の第２位相領域Ｘ２の部分とは、変速案内溝Ｇ１の中間領域Ｙの部分を基準として対称である。ギヤ変速機４がＮ段変速（Ｎは自然数）の機能を有する場合、変速案内溝Ｇ１の第１位相領域Ｘ１の部分がＥＧモード又はＨＥＶモードでのＮ段変速を実現し、かつ、変速案内溝Ｇ１の第２位相領域Ｘ２の部分がＥＶモードでのＮ段変速を実現する。第１位相領域Ｘ１及び第２位相領域Ｘ２の各々のＮ段変速のうち１速が中間位相領域Ｙに最も近い。即ち、変速案内溝Ｇ１における変速シフトフォーク１７を案内する位置が中間位相領域Ｙから離れるにつれて高速段にシフトされる。
なお、変速案内溝Ｇ１の第１位相領域Ｘ１の部分と、変速案内溝Ｇ１の第２位相領域Ｘ２の部分とは、変速案内溝Ｇ１の中間領域Ｙの部分を基準として非対称でもよい。例えば、変速案内溝Ｇ１の第１位相領域Ｘ１の部分がＥＧモード又はＨＥＶモードでのＮ段変速を実現し、かつ、変速案内溝Ｇ１の第２位相領域Ｘ２の部分がＥＶモードでのＭ段変速（Ｍはゼロ以上の整数：Ｍ＜Ｎ）を実現する構成としてもよい。
切替シフトフォーク４２を変位させるドラムは、変速シフトフォーク１７を変位させるドラムとは異なる独立したドラムとしてもよい（後述する他の形態及び例でも同様にし得る。）。その場合、切替ドッグクラッチ３０を動作させる切替アクチュエータは、ギヤ変速機４を動作させる変速アクチュエータとは異なる独立したアクチュエータとなる。そうすると、ギヤ変速機４が何れの変速段である状態でも（即ち、変速シフトフォーク１７が変速案内溝Ｇ１の何れの位置にある状態でも）、切替ドッグクラッチ３０を迅速に動作させることができる。
図３は、図１に示すコントローラ５０等のブロック図である。図３に示すように、コントローラ５０は、ＥＵＣ（Electronic Control Unit）である。コントローラ５０は、プロセッサ６１、ストレージ６２（例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ等）、メインメモリ６３（ＲＡＭ）及びインターフェース６４等を有する。プロセッサ６１は、ストレージ６２に記憶されたプログラムに基づいて、メインメモリ６３を利用して演算処理する。
コントローラ５０の出力側には、点火プラグ２５、燃料インジェクタ２６、スロットルボディ２７、電動モータＭ、ドラムアクチュエータ１９等が電気的に接続されている。コントローラ５０の入力側には、アクセルセンサ７１、エンジン回転数センサ７２、ギヤ位置センサ７３、クラッチスイッチ７４、車速センサ７５、シフト操作センサ７６、モードセレクタ７７等が電気的に接続されている。
アクセルセンサ７１は、運転者のアクセル操作量を検出する。エンジン回転数センサ７２は、エンジンＥの回転数を検出する。ギヤ位置センサ７３は、ギヤ変速機４の現在の変速段を検出する。クラッチスイッチ７４は、摩擦クラッチ５が接続状態であるか切断状態であるかを検出する。車速センサ７５は、車両１の走行速度を検出する。シフト操作センサ７６は、運転者による変速段の選択のためのシフト操作を検出する。
モードセレクタ７７は、運転者がＥＧモード、ＨＥＶモード又はＥＶモードのいずれを選択したかを検出する。ＥＧモードは、エンジンＥからの動力のみよって駆動輪８を駆動するモードである。ＨＥＶモードは、エンジンＥ及び電動モータＭの両方からの動力のみよって駆動輪８を駆動するモードである。ＥＶモードは、電動モータＭからの動力のみよって駆動輪８を駆動するモードである。なお、モードセレクタ７７は、運転者がモード選択する構成とする代わりに、コントローラ５０が車両状態に応じて自動的にモード選択するものとしてもよい。
図４は、図３に示すコントローラ５０が実行する制御のフローチャートである。図３及び４に示すように、コントローラ５０は、モードセレクタ７７がＥＶモードを選択しているか否かを判定する（ステップＳ１）。ＥＶモードが選択されている場合（ステップＳ１：Ｙ）、コントローラ５０は、現時点で切替ドッグクラッチ３０が係合状態（エンジン接続状態）であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
現時点で切替ドッグクラッチ３０が係合状態である場合（ステップＳ２：Ｙ）、コントローラ５０は、ドラムアクチュエータ１９を駆動し、切替ドッグクラッチ３０を非係合状態（エンジン遮断状態）にする（ステップＳ３）。他方、現時点で切替ドッグクラッチ３０が非係合状態である場合（ステップＳ２：Ｎ）、コントローラ５０は、切替ドッグクラッチ３０を切り替えるようなドラムアクチュエータ１９の駆動を行わない。
モードセレクタ７７によってＥＶモードが選択されていない場合、即ち、ＥＧモード又はＨＥＶモードが選択されている場合（ステップＳ１：Ｎ）、コントローラ５０は、現時点で切替ドッグクラッチ３０が非係合状態（エンジン遮断状態）であるか否かを判定する（ステップＳ４）。
現時点で切替ドッグクラッチ３０が非係合状態である場合（ステップＳ４：Ｙ）、コントローラ５０は、ドラムアクチュエータ１９を駆動し、切替ドッグクラッチ３０を係合状態（エンジン接続状態）にする（ステップＳ５）。他方、現時点で切替ドッグクラッチ３０が係合状態である場合（ステップＳ４：Ｎ）、コントローラ５０は、切替ドッグクラッチ３０を切り替えるためのドラムアクチュエータ１９の駆動を行わない。
コントローラ５０は、切替ドッグクラッチ３０が非係合状態から係合状態に変わるようドラムアクチュエータ１９を制御するとき（ステップＳ４：Ｙ）、クラッチスイッチ７４の情報から摩擦クラッチ５が接続状態であると判定されれば、切替ドッグ体４１の回転数がエンジン側ギヤ１１の回転数に近づくようにエンジンＥを回転数制御してもよい。これにより、切替ドッグ体４１がエンジン側ギヤ１１から円滑に係合できる。
具体的には、コントローラ５０は、エンジン回転数センサ７２の情報から切替ドッグ体４１の回転数を求め、車速センサ７５の情報から駆動輪８の回数数を求め、ギヤ位置センサ７３の情報から駆動輪８からエンジン側ギヤ１１までの増速比を求め、駆動輪８の回転数及び前記増速比に基づいてエンジン側ギヤ１１の回転数を算出する。エンジン側ギヤ１１の回転数は、他の方法により算出されてもよい。例えば、コントローラ５０は、入力軸１３の回転数をセンサによって検出し、その入力軸１３の回転数と入力軸１３からエンジン側ギヤ１１までの増速比とに基づいてエンジン側ギヤ１１の回転数を算出してもよい。
コントローラ５０は、切替ドッグクラッチ３０が係合状態から非係合状態に変わるようドラムアクチュエータ１９を制御するとき（ステップＳ２：Ｙ）、エンジンＥの出力を一時的に減少させるようにエンジンＥを制御してもよい。エンジンＥの出力を一時的に減少させるためには、コントローラ５０は、例えば、エンジンＥの燃焼行程で失火するように（即ち、点火しないように）点火プラグ２５を制御する。これにより、切替ドッグ体４１がエンジン側ギヤ１１から円滑に離脱できる。
以上に説明した構成によれば、エンジンＥの効率が良い回転数領域等の各種条件を考慮して、切替ドッグクラッチ３０の状態（切断／接続）を選択してエンジン接続状態とエンジン切断状態との間の切替を行うことで、ハイブリッド車両１の運転効率を高めることができる。しかも、エンジンＥからの駆動力と電動モータＭからの駆動力とが合流して伝達される入力軸１３よりもエンジンＥ側の上流に切替ドッグクラッチ３０が設けられるため、切替ドッグクラッチ３０の下流側における動力伝達の構造又は動作の自由度を高めることができる。
また、切替ドッグクラッチ３０は、エンジンＥから入力軸１３までの動力伝達経路における摩擦クラッチ５の上流側に配置されているので、切替ドッグクラッチ３０を接続状態にしてエンジンＥを走行駆動源として利用する際に、摩擦クラッチ５を動作させることで、エンジンＥから入力軸１３への動力伝達率を自由に調節することができる。
また、エンジンＥを走行駆動源として利用する状態とエンジンＥを走行駆動源として利用しない状態との間の切り替えは、ギヤ変速機４の入力軸１３よりもエンジンＥ側の上流にある切替ドッグクラッチ３０によって行われるため、ギヤ変速機４の構造の自由度を高めることができる。
また、ギヤ変速機４の変速動作用のシフトドラム１６が、切替ドッグクラッチ３０の動作用を兼ねるため、ハイブリッド車両１のコンパクト化を図ることができる。
また、切替ドッグクラッチ３０は、クランク軸Ｅａの軸線上に配置されているので、切替ドッグクラッチ３０を切断状態にしたときにエンジンＥが動作していても、エンジンＥの動作抵抗を少なくでき、エネルギー損失を抑制できる。
－第１変形例－
図５は、第１実施形態のハイブリッド車両１０１の第１変形例の模式図である。図５に示すように、ハイブリッド車両１０１では、切替ドッグクラッチ１３０は、ギヤ変速機４の入力軸１３の軸線上に配置されている。切替ドッグクラッチ１３０は、入力軸１３に外嵌された切替ドッグ体１４１と、切替ドッグ体１４１が選択的に係合可能な変速機側ギヤ１２とで構成されている。切替ドッグ体１４１は、入力軸１３の軸線方向にスライド自在で且つ入力軸１３と相対回転自在である。切替ドッグ体４１には、支軸１８にスライド自在に支持され切替シフトフォーク１４２の先端が係合している。
切替ドッグ体１４１は、変速機側ギヤ１２のドッグ穴に向けて突出したドッグ１４１ａを有する。切替ドッグ体１４１は、摩擦クラッチ５のアウタと常時一体回転する。具体的には、切替ドッグ体１４１は、摩擦クラッチ５のアウタに常時係合する係合スライダ１４１ｂを有する。即ち、係合スライダ１４１ｂは、切替ドッグ体１４１が変速機側ギヤ１２に近づくようにスライド変位して摩擦クラッチ５から離れても、摩擦クラッチ５のアウタとの係合が維持される形状（長さ）を有する。係合スライダ１４１ｂは、ドッグでもよいし、他の構成（例えば、スプライン）でもよい。なお、切替ドッグ体１４１は、変速機側ギヤ１２と常時係合して摩擦クラッチ５のアウタに選択的に係合する構成としてもよい。
ドラムアクチュエータ１９がシフトドラム１６を回転させると、切替案内溝Ｇ２が切替シフトフォーク１４２を案内し、切替シフトフォーク１４２によって切替ドッグ体１４１が入力軸１３に沿ってスライド変位する。これにより、クランク軸Ｅａから入力軸１３への動力伝達経路が切断又は接続される。即ち、変速機側ギヤ１１に切替ドッグ体１４１が係合することで、クランク軸Ｅａの回転動力が、減速ギヤ対３（エンジン側ギヤ１１及び変速機側ギヤ１２）及び切替ドッグ体１４１を介して摩擦クラッチ５に伝達される。他方、変速機側ギヤ１２に対する切替ドッグ体１４１の係合が解除されることで、減速ギヤ対３と摩擦クラッチ５との間の動力伝達経路が切断される。
この構成によれば、切替ドッグクラッチ１３０は、エンジンＥから入力軸１３までの動力伝達経路において入力軸１３の近くに配置されているので、切替ドッグクラッチ１３０を切断状態にしたときに、電動モータＭの動作抵抗を少なくでき、エネルギー損失を抑制できる。なお、他の構成は前述した図１の例と同様であるため説明を省略する。
－第２変形例－
図６は、第１実施形態のハイブリッド車両２０１の第２変形例の模式図である。図６に示すように、ハイブリッド車両２０１では、切替ドッグクラッチ２３０は、ギヤ変速機４の入力軸１３の軸線上に配置されている。入力軸１３は、中空管である。入力軸１３には、通過軸２２２が相対回転自在に挿通されている。入力軸１３は、通過軸２２２よりも短い。
入力軸１３の第１端部（例えば、右端部）及び第２端部（例えば、左端部）は、通過軸２２２の第１端部及び第２端部よりも変速ギヤ対２１に近い。入力軸１３は、変速機側ギヤ１２及び摩擦クラッチ５から独立しており、変速機側ギヤ１２及び摩擦クラッチ５に対して相対回転自在である。通過軸２２２の第１端部は、摩擦クラッチ５のインナと一体回転するように摩擦クラッチ５のインナに接続されている。
切替ドッグクラッチ２３０は、通過軸２２２に外嵌された切替ドッグ体２４１と、切替ドッグ体２４１が選択的に係合可能な入力軸側レシーバ２４２とで構成されている。切替ドッグ体２４１は、通過軸２２２の軸線方向にスライド自在で且つ通過軸２２２と一体回転する。切替ドッグ体２４１には、支軸１８にスライド自在に支持され切替シフトフォーク２４２の先端が係合している。切替ドッグ体２４１は、入力軸レシーバ２４２のドッグ穴に向けて突出したドッグ２４１ａを有する。入力軸側レシーバ２４２は、入力軸１３に対してスライド不能で且つ入力軸１３と一体回転する。例えば、入力軸レシーバ２４２は、入力軸１３の第２端部に固定されている。
ドラムアクチュエータ１９がシフトドラム１６を回転させると、切替案内溝Ｇ２が切替シフトフォーク２４２を案内し、切替シフトフォーク２４２によって切替ドッグ体２４１が通過軸２２２に沿ってスライド変位する。これにより、通過軸２２２から入力軸１３への動力伝達経路が切断又は接続される。即ち、入力軸側レシーバ２４２に切替ドッグ体２４１が係合することで、クランク軸Ｅａの回転動力が、減速ギヤ対３、摩擦クラッチ５、通過軸２２２及び切替ドッグクラッチ２３０を介して入力軸１３に伝達される。他方、入力軸側レシーバ２４２に対する切替ドッグ体２４１の係合が解除されることで、通過軸２２２と入力軸１３との間の動力伝達経路が切断される。
この構成によれば、切替ドッグクラッチ２３０が摩擦クラッチ３と反対側に配置されるので、部品レイアウトの設計を容易化することができる。また、切替ドッグクラッチ２３０は、エンジンＥから入力軸１３までの動力伝達経路において入力軸１３の近くに配置されているので、切替ドッグクラッチ２３０を切断状態にしたときに、電動モータＭの動作抵抗を少なくでき、エネルギー損失を抑制できる。なお、他の構成は前述した図１の例と同様であるため説明を省略する。
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態のハイブリッド車両３０１の模式図である。なお、第１実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図７に示すように、ハイブリッド車両３０１は、エンジンＥから摩擦クラッチ５に動力を伝達するために選択的に使用される複数（例えば、２つ）の減速ギヤ対３０３Ａ，３０３Ｂを備える。第１減速ギヤ対３０３Ａ及び第２減速ギヤ対３０３Ｂは、互いに離れて平行に配置されている。第１減速ギヤ対３０３Ａの減速比（第１減速比）は、第２減速ギヤ対３０３Ｂの減速比（第２減速比）とは異なる。
第１減速ギヤ対３０３Ａは、クランク軸Ｅａに相対回転自在に設けられたエンジン側ギヤ３１１Ａと、入力軸１１３に相対回転自在に設けられてエンジン側減速ギヤ３１１Ａと噛み合った変速機側ギヤ３１２Ａとを有する。第２減速ギヤ対３０３Ｂは、クランク軸Ｅａに相対回転自在に設けられたエンジン側ギヤ３１１Ｂと、入力軸１１３に相対回転自在に設けられてエンジン側減速ギヤ３１１Ｂと噛み合った変速機側ギヤ３１２Ｂとを有する。変速機側ギヤ３１２Ａ，３１２Ｂは、摩擦クラッチ５のアウタと一体回転するように摩擦クラッチ５のアウタに接続されている。
切替ドッグクラッチ３３０は、クランク軸Ｅａに外嵌された切替ドッグ体３４１と、切替ドッグ体３４１が選択的に係合可能なエンジン側ギヤ３１１Ａ，３１１Ｂとで構成されている。切替ドッグ体３４１は、クランク軸Ｅａの軸線方向にスライド自在で且つクランク軸Ｅａと一体回転する。切替ドッグ体３４１には、支軸１８にスライド自在に支持され切替シフトフォーク４２の先端が係合している。
切替ドッグ体３４１は、エンジン側ギヤ３１１Ａのドッグ穴に向けて突出したドッグ３４１ａと、エンジン側ギヤ３１１Ｂのドッグ穴に向けて突出したドッグ３４１ｂと、を有する。ドラムアクチュエータ１９がシフトドラム１６を回転させると、切替案内溝Ｇ２が切替シフトフォーク３４２を案内し、切替シフトフォーク３４２によって切替ドッグ体３４１がクランク軸Ｅａに沿ってスライド変位する。切替ドッグ体３４１は、エンジン側ギヤ３１１Ａに係合した状態と、エンジン側ギヤ３１１Ｂに係合した状態と、エンジン側ギヤ３１１Ａ及びエンジン側ギヤ３１１Ｂの何れにも係合していない状態と、が選択的に実現され、クランク軸Ｅａから入力軸１３への動力伝達経路を切断又は接続する。
エンジン側ギヤ３１１Ａに切替ドッグ体３４１が係合することで、クランク軸Ｅａの回転動力が、減速ギヤ対３０３Ａ及び摩擦クラッチ５を介して第１減速比にて入力軸１３に伝達される（第１出力モード）。エンジン側ギヤ３１１Ｂに切替ドッグ体３４１が係合することで、クランク軸Ｅａの回転動力が、減速ギヤ対３０３Ｂ及び摩擦クラッチ５を介して第２減速比にて入力軸１３に伝達される（第２出力モード）。エンジン側ギヤ３１１Ａ及びエンジン側ギヤ３１１Ｂの何れに対しても切替ドッグ体２４１の係合が解除されることで、クランク軸Ｅａと入力軸１３との間の動力伝達経路が切断される。
図８は、図７に示すコントローラ３５０が実行する制御のフローチャートである。図７及び８に示すように、コントローラ３５０は、ＥＶモードが選択されていると判定すると（ステップＳ１１：Ｙ）、現時点で切替ドッグクラッチ３３０が係合状態（エンジン接続状態）であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
現時点で切替ドッグクラッチ３３０が係合状態である場合（ステップＳ１２：Ｙ）、コントローラ３５０は、ドラムアクチュエータ１９を駆動し、切替ドッグクラッチ３３０を非係合状態（エンジン遮断状態）にする（ステップＳ１３）。他方、現時点で切替ドッグクラッチ３３０が非係合状態である場合（ステップＳ１２：Ｎ）、コントローラ３５０は、切替ドッグクラッチ３３０を切り替えるためのドラムアクチュエータ１９の駆動を行わない。
コントローラ３５０は、ＥＶモードが選択されていないと判定される場合、即ち、ＥＧモード又はＨＥＶモードが選択されていると判定される場合（ステップＳ１１：Ｎ）、前記第１出力モードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ１４）。前記第１出力モードが選択されていると判定されると（ステップＳ１４：Ｙ）、コントローラ３５０は、現時点で前記第１出力モード以外が選択されているか否か、即ち、切替ドッグ体３４１が第１減速ギヤ対３０３Ａに非係合であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。
現時点で前記第１出力モード以外が選択されていることが判定される場合（ステップＳ１５：Ｙ）、コントローラ３５０は、ドラムアクチュエータ１９を駆動し、第１減速ギヤ対３０３Ａのエンジン側ギヤ３１１Ａに切替ドッグ体３４１を係合させる（ステップＳ１６）。他方、現時点で前記第１出力モードが選択されていることが判定される場合（ステップＳ１５：Ｎ）、コントローラ３５０は、切替ドッグクラッチ３３０を切り替えるためのドラムアクチュエータ１９の駆動を行わない。
前記第１出力モードが選択されていないと判定されると（ステップＳ１４：Ｎ）、コントローラ３５０は、現時点で前記第２出力モード以外が選択されているか否か、即ち、切替ドッグ体３４１が第２減速ギヤ対３０３Ｂに非係合であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
現時点で前記第２出力モード以外が選択されていることが判定される場合（ステップＳ１７：Ｙ）、コントローラ３５０は、ドラムアクチュエータ１９を駆動し、第２減速ギヤ対３０３Ｂのエンジン側ギヤ３１１Ｂに切替ドッグ体３４１を係合させる（ステップＳ１８）。他方、現時点で前記第２出力モードが選択されていることが判定される場合（ステップＳ１７：Ｎ）、コントローラ３５０は、切替ドッグクラッチ３３０を切り替えるためのドラムアクチュエータ１９の駆動を行わない。
この構成によれば、クランク軸Ｅａから入力軸１３への動力伝達経路に第１減速ギヤ対３０３Ａを介在させるか第２減速ギヤ対３０３Ｂを介在させるかを選択できる。よって、クランク軸Ｅａと入力軸１３との間の減速比を変更でき、１つの車両で複数種類のスペックを実現できる。なお、他の構成は前述した図１の例と同様であるため説明を省略する。
－変形例－
図９は、第２実施形態のハイブリッド車両４０１の変形例の模式図である。なお、第２実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図９に示すように、ハイブリッド車両４０１では、切替ドッグクラッチ４３０は、ギヤ変速機４の入力軸１３の軸線上に配置されている。切替ドッグクラッチ４３０は、入力軸１３に外嵌された切替ドッグ体４４１と、切替ドッグ体４４１が選択的に係合可能な変速機側ギヤ４１２Ａ，４１２Ｂとで構成されている。切替ドッグ体４４１は、入力軸１３の軸線方向にスライド自在で且つ入力１３と一体回転する。切替ドッグ体４４１には、支軸１８にスライド自在に支持され切替シフトフォーク１４２の先端が係合している。
切替ドッグ体４４１は、変速機側ギヤ３１２Ａのドッグ穴に向けて突出したドッグ４４１ａと、変速機側ギヤ３１２Ｂのドッグ穴に向けて突出したドッグ４４１ｂとを有する。ドラムアクチュエータ１９がシフトドラム１６を回転させると、切替案内溝Ｇ２が切替シフトフォーク１４２を案内し、切替シフトフォーク１４２によって切替ドッグ体４４１が入力軸１３に沿ってスライド変位する。
切替ドッグ体４４１は、変速機側ギヤ３１２Ａに係合した状態と、変速機側ギヤ３１２Ｂに係合した状態と、変速機側ギヤ３１２Ａ及び変速機側ギヤ３１２Ｂの何れにも係合していない状態とが選択的に実現され、クランク軸Ｅａから入力軸１３への動力伝達経路を切断又は接続する。
この構成によれば、クランク軸Ｅａと入力軸１３との間の減速比を変更でき、１つの車両で複数種類のスペックを実現でき、かつ、切替ドッグクラッチ４３０を切断状態にしたときに、電動モータＭの動作抵抗を少なくできる。なお、他の構成は前述した図１の例と同様であるため説明を省略する。
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。例えば、１つの実施形態又は変形例の一部の構成は、その実施形態又は変形例の他の構成から分離して任意に抽出可能であり、１つの実施形態又は変形例の一部の構成を他の実施形態又は変形例に適用してもよい。
１，１０１，２０１，３０１，４０１ ハイブリッド車両
４ ギヤ変速機
５ 摩擦クラッチ
１３ 入力軸（動力伝達軸）
１４ 出力軸
１５ 変速機構
１６ シフトドラム
１７ 変速シフトフォーク
１９ ドラムアクチュエータ（切替アクチュエータ）
２１ａ 変速ドッグギヤ
３０，１３０，２３０，３３０，４３０ 切替ドッグクラッチ
４１，１４１，２４２，３４２，４４２ 切替ドッグ体
４２，１４２，２４２ 切替シフトフォーク
５０，３５０ コントローラ
Ｅ エンジン
Ｅａ クランク軸
Ｍ 電動モータ
Ｍａ モータ駆動軸

Claims (6)

  1. クランク軸を有するエンジンと、
    モータ駆動軸を有する電動モータと、
    前記エンジンからの駆動力と前記電動モータからの駆動力とが合流して伝達される動力伝達軸と、
    前記クランク軸から前記動力伝達軸までの動力伝達経路に設けられ、スライド変位によって前記動力伝達経路を切断可能な切替ドッグ体を有する切替ドッグクラッチと、
    入力軸と、出力軸と、前記入力軸から前記出力軸に伝達される駆動力の回転数を変速する変速機構と、を有する変速機と、
    シフトドラムと、
    前記シフトドラムの回転に応じてスライド変位する複数のシフトフォークと、を備え、
    前記動力伝達軸は、前記変速機の前記入力軸であり、
    前記変速機構は、スライド変位によって変速段を選択する変速ドッグギヤを有し、
    前記複数のシフトフォークは、前記変速ドッグギヤをスライド変位させる変速シフトフォークと、前記切替ドッグ体をスライド変位させる切替シフトフォークとを、含む、ハイブリッド車両。
  2. 前記動力伝達軸の軸線上に配置され、前記動力伝達経路を切断可能な摩擦クラッチを更に備え、
    前記切替ドッグクラッチは、前記動力伝達経路における前記摩擦クラッチの上流側に配置されている、請求項１に記載のハイブリッド車両。
  3. 前記切替ドッグクラッチは、前記クランク軸の軸線上に配置されている、請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。
  4. 前記切替ドッグクラッチは、前記動力伝達軸の軸線上に配置されている、請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。
  5. 前記クランク軸から前記動力伝達軸への動力伝達を切断する状態で前記クランク軸及び前記動力伝達軸に設けられ、第１減速比を有する第１減速ギヤ対と、
    前記クランク軸から前記動力伝達軸への動力伝達を切断する状態で前記クランク軸及び前記動力伝達軸に設けられ、前記第１減速比とは異なる第２減速比を有する第２減速ギヤ対と、を更に備え、
    前記切替ドッグ体は、前記第１減速ギヤ対又は前記第２減速ギヤ対を介した前記クランク軸から前記動力伝達軸への動力伝達を接続するように、前記第１減速ギヤ対又は前記第２減速ギヤ対に選択的に係合可能に構成されている、請求項３又は４に記載のハイブリッド車両。
  6. 前記切替ドッグクラッチを動作させる切替アクチュエータと、
    前記エンジン、前記電動モータ及び前記切替アクチュエータを制御するコントローラと、を更に備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
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