特開 2017-218044 自動車用駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-218044(P2017-218044A)

(43)【公開日】2017年12月14日

(54)【発明の名称】自動車用駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 6/36 20071001AFI20171117BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20171117BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20171117BHJP

   F16H 3/54 20060101ALI20171117BHJP

   F16H 3/72 20060101ALI20171117BHJP

【ＦＩ】

   B60K6/36ZHV

   B60K6/445

   B60K6/547

   F16H3/54

   F16H3/72 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-114645(P2016-114645)

(22)【出願日】2016年6月8日

(71)【出願人】

【識別番号】716000776

【氏名又は名称】平岩 一美

(72)【発明者】

【氏名】平岩 一美

【テーマコード（参考）】

3D202

3J028

3J528

【Ｆターム（参考）】

3D202AA03

3D202EE13

3D202FF08

3J028EA27

3J028EB07

3J028EB10

3J028EB13

3J028EB37

3J028EB62

3J028EB63

3J028EB66

3J028FA06

3J028FB06

3J028FB13

3J028FC13

3J028FC23

3J028FC32

3J028FC42

3J028FC54

3J028FC66

3J028GA08

3J028HA23

3J528EA27

3J528EB37

3J528EB62

3J528EB63

3J528EB66

3J528EB77

3J528EB85

3J528EB93

3J528FA06

3J528FB06

3J528FB13

3J528FC13

3J528FC23

3J528FC32

3J528FC42

3J528FC54

3J528FC66

3J528GA08

3J528HA23

(57)【要約】      （修正有）

【課題】エンジンと２つのＭＧと遊星歯車を用いた電気式ＣＶＴの自動車用駆動装置において、動力伝達効率の高い多段の副変速機を備えた自動車用駆動装置を得る。
【解決手段】自動車用駆動装置は、クランク軸２から入力する動力を分割可能で、クランク軸２に入力軸１０を介して連結するとともに歯車駆動軸３０と連結可能な第１回転要素２８と、中間軸３４と連結した第２回転要素２４と、第１ＭＧ３６と連結した第３回転要素２２とを有する遊星歯車２０と、中間軸３４と出力軸４０との間にあって、第１ドッグクラッチ５４の切替えで複数の変速比を得る第１変速機構ＦＧと、歯車駆動軸３０と出力軸４０との間にあって、第２ドッグクラッチ４６の切替えで複数の変速比を得る第２変速機構ＳＧと、出力軸４０と連結した第２ＭＧ５６と、第２回転要素２４と歯車駆動軸３０とにそれぞれを連結可能な高速段歯車と、を備る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クランク軸から動力を出力可能なエンジン、第１モーター・ジェネレーター、および第２モーター・ジェネレーターを備え、これらで駆動走行可能な自動車に用いられる自動車用駆動装置において、
入力軸と、
該入力軸と連結可能な歯車駆動軸と、
中間軸と、
出力軸と、
前記クランク軸から入力する動力を分割可能で、該クランク軸に前記入力軸を介して連結するとともに前記歯車駆動軸と連結可能な第１回転要素と、前記中間軸と連結した第２回転要素と、前記第１モーター・ジェネレーターと連結した第３回転要素と、を有する遊星歯車と、
前記中間軸と前記出力軸との間にあって、第１ドッグクラッチの切替えで複数の変速比を得る第１変速機構と、
前記歯車駆動軸と前記出力軸との間にあって、第２ドッグクラッチの切替えで複数の変速比を得る第２変速機構と、
前記中間軸と前記出力軸のいずれか一方と連結した前記第２モーター・ジェネレーターと、
前記第２回転要素と前記歯車駆動軸とにそれぞれ連結可能な高速段歯車と、を備えたことを特徴とする自動車用駆動装置。

【請求項2】

前記第２回転要素と前記高速段歯車とを連結することで、前記中間軸と前記出力軸との間で増速の変速比を得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の自動車用駆動装置。

【請求項3】

前記歯車駆動軸は、前記遊星歯車と同じ回転中心であり、
該歯車駆動軸と前記中間軸とは、平行に配置され、
前記第２回転要素と前記中間軸とを中間歯車を介して連結するとともに、
前記第２モーター・ジェネレーターは、前記中間歯車を介して前記中間軸と連結したことを特徴とする請求項１または２に記載の自動車用駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関（エンジン）および変速機に２つのモーター・ジェネレーター（以下、ＭＧと記す）を備えた、いわゆるハイブリッド自動車用駆動装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の自動車用駆動装置としては、エンジンの動力を第１遊星歯車装置で分割して、動力の一方は伝達部材を、他方は第１電動機（ＭＧ）をそれぞれ駆動して、該第１電動機が発電した電力で第２電動機（ＭＧ）が伝達部材を駆動するように構成した、いわゆる電気式ＣＶＴ（無段変速機）に、有段の副変速機を追加した例が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許４３０６６４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の自動車用駆動装置にあっては、副変速機として有段式オートマチック・トランスミッションと同様の、第２、第３遊星歯車と油圧で作用する複数のブレーキやクラッチなどの湿式多板型の係合要素を用いているため、油圧ポンプを駆動するのに要する動力と、非作動状態のブレーキやクラッチの引きずり抵抗との両方がロスになって、一般的なマニュアル・トランスミッションのような変速機構と較べて動力伝達効率が低いという問題があった。

【0005】

解決しようとする問題点は、副変速機として、油圧で作用する複数のブレーキやクラッチなどの湿式多板型の係合要素を用いているため、動力伝達効率が低いという点である。
本発明の目的は、エネルギーロスの少ない副変速機構を得て、自動車が社会から求められる環境性能や燃費の向上を可能にした自動車用駆動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の自動車用駆動装置は、エンジンのクランク軸から入力する動力を分割可能で、該クランク軸に入力軸を介して連結するとともに歯車駆動軸と連結可能な第１回転要素と、中間軸と連結した第２回転要素と、第１モーター・ジェネレーターと連結した第３回転要素と、を有する遊星歯車と、中間軸と出力軸との間にあって、第１ドッグクラッチの切替えで複数の変速比を得る第１変速機構と、歯車駆動軸と出力軸との間にあって、第２ドッグクラッチの切替えで複数の変速比を得る第２変速機構と、中間軸と出力軸のいずれか一方と連結した第２モーター・ジェネレーターと、第２回転要素と歯車駆動軸とにそれぞれ連結可能な高速段歯車と、を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明の自動車用駆動装置は、動力伝達効率が高く変速制御が容易な副変速機構を得られるので、これと併せて電気式ＣＶＴとしての特性を生かして、自動車の排気などの環境性能や、燃費を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施例１に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。

【図2】本発明の実施例２に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。

【図3】本発明の実施例３に係る自動車用駆動装置の主要部を示したスケルトン図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態に係る自動車用駆動装置を、実施例に基づき図とともに説明する。なお、図中の各スケルトンで軸上の○で示すものは、符号を付して説明しないが、それぞれ軸受を示す。

【実施例1】

【0010】

図１は、本発明の実施例１に係る自動車用駆動装置における主要部のスケルトン図である。
実施例１の自動車用駆動装置は、エンジン１のクランク軸２からダンパー３を介して動力を受け入れる入力軸１０を備え、該入力軸１０はエンジン１とは逆方向に配置したクラッチ１２を介して歯車駆動軸３０と連結可能である。なお、クラッチ１２は一般的なマニュアル・トランスミッション用の乾燥単板クラッチでよい。
また、入力軸１０は、ダンパー３と後述する第１変速機構遊星歯車ＦＧおよび第２変速機構ＳＧとの間に配置された遊星歯車２０と連結している。
すなわち、遊星歯車２０は、一般的にシングルピニオン型と呼ばれるもので、サンギヤ２２と、リングギヤ２４と、サンギヤ２２およびリングギヤ２４に噛み合った複数のピニオン２６を回転自在に軸支するキャリア２８と、の３つの回転要素で構成されている。

【0011】

ここで、キャリア２８は本発明の第1回転要素を構成し入力軸１０と連結する。
また、リングギヤ２４は本発明の第２回転要素を構成し中間軸３４と連結している。
入力軸１０と平行に配置した中間軸３４とリングギヤ２４は３個の歯車で連結している。すなわち、リングギヤ２４と一体の駆動歯車２４ａと、中間軸３４と一体の被動歯車３４ａは、中間歯車１４と噛み合っている。
さらにサンギヤ２２は本発明の第３回転要素を構成し、第1モーター・ジェネレーター（以降、「第1ＭＧ」という）３６の回転子３６ａと連結している。
第1ＭＧ３６は、サンギヤ２２と連結した回転子３６ａと、ケース３８に固定された固定子３６ｂからなっており、遊星歯車２０の外周側に配置されて、該遊星歯車２０をその内部に内包するようにしている。
入力軸１０と平行に配置した出力軸４０は、出力歯車４０ａが一体になっており、出力歯車４０ａは図示しない相手歯車を介して自動車の車輪を駆動可能である。

【0012】

はじめに、第１変速機構ＦＧについて説明する。
中間軸３４と出力軸４０との間には、中間軸３４上に回転自在の１速駆動歯車４８ａと、これに噛み合い出力軸４０と一体の１速被動歯車４８ｂと、中間軸３４上に回転自在の３速駆動歯車５０ａと、これに噛み合い出力軸４０と一体の３速被動歯車５０ｂを有する、第１変速機構ＦＧが配置されている。

【0013】

中間軸３４には、該中間軸３４と連結した１−３ハブ５２と、該１−３ハブ５２と回転方向が一体で軸方向に移動可能な１−３スリーブ５４とが設けられ、１−３スリーブ５４は図１で描いた中立位置から左側へ移動することでその内歯（図示せず、以降も同様）が１速駆動歯車４８ａのドッグ歯４８ｃと噛み合って１速駆動歯車４８ａと中間軸３４とを連結し、右側へ移動することでその内歯が３速駆動歯車５０ａのドッグ歯５０ｃと噛み合って３速駆動歯車５０ａと中間軸３４とを連結する。
１−３スリーブ５４とドッグ歯４８ｃおよびドッグ歯５０ｃとは、本発明の第１ドッグクラッチを構成する。
したがって、１−３スリーブ５４を軸方向左右にそれぞれ移動することにより、１速および３速の２種類の変速比で、中間軸３４と出力軸４０との間で動力伝達可能である。
なお、３速駆動歯車５０ａにはパーキング歯車５０ｄが一体に設けてあり、一般的なオートマチック・トランスミッションのように、図示しないセレクトレバーのパーキング位置にて図示しないロック機構でこれを固定することができるようになっている。

【0014】

つぎに、第２変速機構ＳＧについて説明する。
歯車駆動軸３０と出力軸４０との間には、歯車駆動軸３０上に回転自在で１速被動歯車４８ｂと噛み合った２速駆動歯車４２ａと、入力軸１０上に回転自在で３速被動歯車５０ｂと噛み合った４速駆動歯車７０ａが設けられている。

【0015】

歯車駆動軸３０には、該歯車駆動軸３０と連結した２−４ハブ４４と、該２−４ハブ４４と回転方向が一体で軸方向に移動可能な２−４スリーブ４６とが設けられ、２−４スリーブ４６は図１で描いた中立位置から左側へ移動することでその内歯が２速駆動歯車４２ａのドッグ歯４２ｃと噛み合って２速駆動歯車４２ａと中間軸３４とを連結し、右側へ移動することでその内歯が４速駆動歯車７０ａのドッグ歯７０ｃと噛み合って４速駆動歯車７０ａと歯車駆動軸３０とを連結する。
ここで、４速駆動歯車７０ａは、第２回転要素のリングギヤ２４と歯車駆動軸３０とにそれぞれ連結可能な本発明の高速段歯車を構成する。
２−４スリーブ４６とドッグ歯４２ｃおよびドッグ歯７０ｃとは、本発明の第２ドッグクラッチを構成する。
したがって、２−４スリーブ４６を軸方向左右にそれぞれ移動することにより、２速および４速の２種類の変速比で、歯車駆動軸３０と出力軸４０との間で動力伝達可能である。

【0016】

また、上記した第１変速機構ＦＧと第２変速機構ＳＧの両者を橋渡しする形で、リングギヤ２４と４速駆動歯車７０ａとを連結可能にしている。すなわち、４速駆動歯車７０ａと一体の５速ハブ７０ｄと、該５速ハブ７０ｄと回転方向が一体で軸方向に移動可能な５速スリーブ７１とが設けられ、５速スリーブ７１は図１で描いた中立位置から右側へ移動することでその内歯が駆動歯車２４ａのドッグ歯２４ｃと噛み合って４速駆動歯車７０ａとリングギヤ２４とを連結する。

【0017】

前述の１−３スリーブ５４、２−４スリーブ４６、５速スリーブ７１は、図示を省略したシフトフォークにより、軸方向の移動が可能なようになっている。
また、図示を省略したが、１−３スリーブ５４、２−４スリーブ４６、５速スリーブ７１と、これら１−３スリーブ５４、２−４スリーブ４６、５速スリーブ７１が連結する相手歯車との間に、同期装置を設けることができる。
上記した第１変速機構と第２変速機構は機械的駆動を行うものであって、一般的なマニュアル・トランスミッションと基本的に同様の構成・作用を有していて、これらは周知であるので、以下の説明において作動の詳細を省略する場合がある。

【0018】

入力軸１０と平行に配置した第２モーター・ジェネレーター（以降、「第２ＭＧ」という）５６は、中間軸３４および駆動歯車２４ａを駆動可能である。
すなわち、第２ＭＧ５６は、駆動歯車５８と連結した回転子５６ａと、ケース３８に固定された固定子５６ｂからなっており、駆動歯車５８は中間歯車１４と噛み合っており、これを介して中間軸３４、駆動歯車２４ａを駆動可能である。
図示は省略するが、図１に示した自動車用駆動装置は、これを作動させるため必要に応じてバッテリー、各種センサ、コントローラー、アクチュエーターなどを備えており、以下の作動はコントローラーの指示に基づいて行われる。

【0019】

つぎに、図１に示した実施例１の自動車用駆動装置の作用を説明する。
なお、以下の説明において「正転」とはエンジン１と同じ回転方向か、または車両を前進させる方向の回転を意味し、「逆転」はその逆である。

【0020】

図１に示した自動車用駆動装置は、以下のようにＥＶモード、ＨＶモード、歯車変速モードの、３種類の駆動モードで自動車を駆動することができる。
はじめにＥＶモードは、バッテリーから供給される電力により第２ＭＧ５６が第１変速機構ＦＧまたは第２変速機構ＳＧを介して出力軸４０を駆動する。
すなわち、中間歯車３５と被動歯車３４ａの間の歯数比（被動歯車３４ａの歯数／中間歯車３５の歯数）をＡとして、中間歯車３５と駆動歯車２４ａの間の歯数比（駆動歯車２４ａの歯数／中間歯車３５の歯数）をＢとした場合、第２ＭＧ５６側から見た駆動で説明すると以下になる。

【0021】

１−３スリーブ５４を、左方へ移動した場合は１速の変速比（１速被動歯車４８ｂの歯数／１速駆動歯車４８ａの歯数）とＡの積をＥＶモードの１速の変速比として駆動し、右方へ移動した場合は３速の変速比（３速被動歯車５０ｂの歯数／３速駆動歯車５０ａの歯数）とＡの積をＥＶモードの３速の変速比として駆動する。
また、５速スリーブ７１を右方へ移動した場合は４速の変速比（３速被動歯車５０ｂの歯数／４速駆動歯車７０ａの歯数）とＢの積をＥＶモードの５速の変速比として駆動する。
したがって、ＥＶモードでは上記の３種類の変速比で駆動することができる。
また、第２ＭＧ５６を逆転させることで、上記３種類の変速比で後進の駆動が可能であるが、一般的に後進はＥＶモードの１速の変速比で走行する。

【0022】

なお、ＥＶモードで走行中に１速と３速と５速、それぞれの間で変速する場合は、第２ＭＧ５６による駆動を一旦やめて、１−３スリーブ５４または５速スリーブを他方へ移動させてから再び第２ＭＧ５６で駆動する方法と、後述するようにエンジン１を始動してＨＶモードの２速または４速に切り替えて駆動しつつ１−３スリーブ５４または５速スリーブを他方へ移動させてから、エンジン１を停止してＥＶモードの走行に戻る方法の２つがある。
むろん、後者のやり方はエンジン１による駆動力で、出力軸４０のトルクを維持したまま変速することができる。

【0023】

つぎに、停車中におけるエンジン１の始動からＨＶモードの５速に至る作動を説明する。なお、以降の説明で特に断らない場合は、１速、３速、５速の奇数段はＨＶモードでの駆動をいい、２速、４速の偶数段は歯車変速モードでの駆動をいう。

【0024】

停車中のエンジン１の始動は、クラッチ１２を解放して、１−３スリーブ５４を左側へ移動した１速駆動状態にしておいて、第１ＭＧ３６を正転させるとキャリア２８と入力軸１０等を介して連結したクランク軸２が回転し、エンジン１への燃料供給と点火操作で始動することができる。1速の駆動状態でエンジン１を始動する理由は、つづくＨＶモードでの発進に備えるためである。
なお、上記作動中、エンジン１の始動で第１ＭＧ３６を正転させたとき、リングギヤ２４を逆転させる方向に反力トルクが作用するので、これを相殺するため一時的に第２ＭＧ５６に正転方向のトルクを出させる。

【0025】

エンジン１が始動すると、そのトルクは遊星歯車２０で２つに分割されて、一方のトルクはサンギヤ２２から第１ＭＧ３６を駆動して発電し、他方のトルクはリングギヤ２４から１速駆動歯車４８ａ、１速被動歯車４８ｂなどを介して出力軸４０を駆動する。
そして、第１ＭＧ３６が発電した電力はコントローラーを通して第２ＭＧ５６に供給され、第２ＭＧ５６は上記のＥＶモードの１速と同様に出力軸４０を駆動する。
したがって出力軸４０は、リングギヤ２４と第２ＭＧ５６から駆動されて、１速にて自動車を発進させ、走行する。

【0026】

エンジン１のトルクと回転速度を一定とした場合、出力軸４０および第２ＭＧ５６の回転速度が低い場合はサンギヤ２２および第１ＭＧ３６の回転速度が高く、したがって第１ＭＧ３６の発電電力が大きく、その電力の供給を受けて出力軸４０を駆動する第２ＭＧ５６の発生するトルクが大きい。
そして、出力軸４０および第２ＭＧ５６の回転速度が徐々に高くなるとともに、第１ＭＧ３６の回転速度と発電電力が低下していき、第２ＭＧ５６の発するトルクも低下していくという、いわゆる電気式ＣＶＴとしての作用で、出力軸４０を駆動する。
この状態がＨＶモードにおける１速の走行である。

【0027】

つづいて、１速から２速への変速について説明する。
上記の１速における走行でさらに車速が高くなると、やがて第１ＭＧ３６の回転速度が０（ゼロ）になり、さらには逆回転するようになる。
この、第１ＭＧ３６の回転速度が０になる電気式ＣＶＴとしての速度比（入力軸１０の回転速度／出力軸４０の回転速度）の近辺に、２速の変速比（１速被動歯車４８ｂの歯数／２速駆動歯車４２ａの歯数）を設定しておく。
そして、２−４スリーブ４６を左方へ移動して２速の連結状態にしておいて、電気式ＣＶＴの速度比が２速の変速比とほぼ同じになったときにクラッチ１２を接続するとともに、第１ＭＧ３６の発電と第２ＭＧ５６による駆動をやめて、それらを空転させると入力軸１０のトルクは２速駆動歯車４２ａに作用するので、自動的かつスムーズに２速に切り替わる。２速は固定変速比の機械的な駆動である。

【0028】

つぎに、２速から３速への変速について説明する。
２速での駆動中は、中間軸３４にはトルクがほとんど作用しないので、ここで１−３スリーブ５４を中立にする。そして、コントローラーの制御により第１ＭＧ３６と第２ＭＧ５６の回転速度を変化させ、３速駆動歯車５０ａが中間軸３４の回転速度と同じになるように制御する。つづいて１−３スリーブ５４を右方へ移動して３速駆動歯車５０ａと中間軸３４とを連結すると、３速として駆動可能な状態に切り替わる。
ここで、再び第１ＭＧ３６に発電させ、その電力を第２ＭＧ５６に供給して出力軸４０を駆動させるとともに、クラッチ１２を解放すると３速に切り替わる。
３速は、中間軸３４と出力軸４０との間の変速比が前述の１速と異なるのみで、１速で説明したのと同様に、いわゆる電気式ＣＶＴとしての作用で出力軸４０を駆動する。

【0029】

つづいて、３速から４速への変速について説明する。
この場合も、上記の１速から２速への変速で説明したのと基本的に同じ手順で行う。
すなわち、３速において第１ＭＧ３６の回転速度が０になる電気式ＣＶＴとしての速度比（入力軸１０の回転速度／出力軸４０の回転速度）の近辺に、４速の変速比（３速被動歯車５０ｂの歯数／４速駆動歯車７０ａの歯数）を設定しておく。
これにより、上記の１速から２速への変速と同様に、４速へ切り替えることができる。４速は、２速と同様に固定変速比の機械的な駆動である。

【0030】

つぎに、４速から５速への変速について説明する。
この場合も、上記の２速から３速への変速で説明したのと基本的に同じ手順で行う。
すなわち、４速での駆動中は、中間軸３４にはトルクがほとんど作用しないので、ここで５速スリーブ７１を右方へ移動して、リングギヤ２４と４速駆動歯車７０ａとを連結して５速の駆動が可能な状態にした上で、再び第１ＭＧ３６に発電させ、その電力を第２ＭＧ５６に供給して出力軸４０を駆動させるとともに、クラッチ１２を解放すると５速に切り替わる。
この場合、リングギヤ２４と出力軸４０の間は４速と同じ変速比であるが、駆動歯車２４ａと被動歯車３４ａの間の減速（減速比：Ａ／Ｂ）がなくなるので前述の３速に較べて、それだけ低い変速比の電気的ＣＶＴになる。

【0031】

つづいて、運転条件の変化により、エンジン１が出力を出している状態で、５速から３速へ切り替える場合について説明する。
この場合は、２−４スリーブ４６を４速の連結状態にしておいて、エンジン１の出力を維持したままでコントローラーの制御により第１ＭＧ３６による発電と第２ＭＧ５６による駆動を減らしつつ、クラッチ１２を接続すると前述の４速に切り替わる。

【0032】

この４速で駆動しつつ、トルクの作用がなくなった５速スリーブ７１を中立に戻した上で、コントローラーの制御により第１ＭＧ３６と第２ＭＧ５６の回転速度を、３速において４速の変速比と等しい電気式ＣＶＴの速度比になるように変化させるとともに、１−３スリーブ５４を右方へ移動して３速の連結にして、再び第１ＭＧ３６に発電させ、その電力を第２ＭＧ５６に供給して出力軸４０を駆動させるとともに、クラッチ１２を解放すると３速に切り替わる。

【0033】

上記の説明は、５速から３速へ切り替える場合であるが、比較的低速走行中に５速から１速へ切り替えることも、上記と同様に可能である。
すなわち、５速で走行中に２−４スリーブ４６を２速の連結状態にしておいて、エンジン１の出力を維持したままでコントローラーの制御により第１ＭＧ３６による発電と第２ＭＧ５６による駆動を減らしつつ、クラッチ１２を接続すると前述の歯車変速モードの２速に切り替わる。
つづいて、２速で駆動しつつ、上記の４速から３速への切替えと同様の操作で、２速から１速へ切り替える。
むろん、２速で駆動しつつあるときに走行条件が変わったら、３速へ切り替えることも同様に可能である。

【0034】

つぎに、５速で走行中に制動する場合と、制動中に５速から３速へ切り替える場合について説明する。
５速で走行中に制動する場合は、ただちにエンジン１を停止するとともに、第２ＭＧ５６に発電させる。第２ＭＧ５６が発電した電力はバッテリーに蓄え、バッテリーに蓄えた電力は次にＥＶモードなどで自動車を加速する際に使用する、いわゆるエネルギー回生を行う。

【0035】

さらに強い制動を行う場合はつぎのように５速から３速へ切り替える。
すなわち、５速での制動中に第２ＭＧ５６による制動をやめるとともに、２−４スリーブ４６を４速の連結にしておいて、クラッチ１２を接続すると歯車変速モードの４速に切り替わり、燃料を供給しないがエンジン１は回転する、いわゆるエンジンブレーキ状態になって制動力を維持する。
そして、前述と同様にトルクの作用がなくなった５速スリーブ７１を中立にするとともに１−３スリーブ５４を右方へ移動して３速の連結状態にする。
そして、第２ＭＧ５６に発電させるとともに、クラッチ１２を解放してエンジン１を停止させる。ここでも先述のように第２ＭＧ５６の発電によるエネルギー回生をしながら、５速より強い制動力を得ることができる。

【0036】

さらに車速が低下して強い制動力を確保する場合は、３速から１速へ切り替える。
すなわち、上記の５速から３速への切替えと同様に、３速での制動中に第２ＭＧ５６による駆動をやめるとともに、２−４スリーブ４６を２速の連結にしておいて、クラッチ１２を接続して２速に切り替えて、エンジンブレーキ状態にして制動力を維持する。
そして、前述の２速から１速への切替えと同様にトルクの作用がなくなった１−３スリーブ５４を左方へ移動して１速の連結状態にし、第２ＭＧ５６に発電させるとともに、クラッチ１２を解放してエンジン１を停止させる。ここでも先述のように第２ＭＧ５６の発電によるエネルギー回生をしながら、３速より強い制動力を得ることができる。
むろん、１速に切り替えた後、エネルギー回生による制動を続けることも、エンジン１を始動して１速で加速することも可能である。

【0037】

ここで、走行中のエンジン１の始動について説明する。
エンジン１が停止した走行中において、１−３スリーブ５４、５速スリーブ７１が１速、３速または５速の状態のいずれであっても第１ＭＧ３６に発電させることで、キャリア２８を介してクランク軸２を正回転させてエンジン１を始動することができる。
また、上記の２速または４速にして、クラッチ１２を接続することでクランク軸２を正回転させてエンジン１を始動することもできる。

【0038】

なお、２速および４速は、１速と３速間、３速と５速間の切替えを行うためのポジションではあるが、動力伝達効率の高い固定変速比の機械的駆動として、燃費に有利な運転条件において定常的な駆動に用いることができるのは言うまでもない。

【0039】

以上が実施例１の作用の概要であるが、実施例１では以下のような効果を得ることができる。
ＨＶモードの電気式ＣＶＴに、１速、３速、５速という副変速機としての機能を付加していながら、従来例のような油圧ポンプの駆動に伴うロスや、非作動の多板クラッチまたはブレーキでの引きずり抵抗というロスがないため、動力伝達効率が向上し、自動車の燃費や環境性能が向上する。

【0040】

そして、電気式ＣＶＴ用３段の副変速機として、リングギヤ２４と４速駆動歯車７０ａとを連結して５速の駆動をするので、５速専用の歯車を設けないで済む。このため、構造が簡単で重量も軽いので、この面でも燃費に有利であるとともに、製造コストも低く抑えることができる。

【0041】

図１は、いわゆるエンジン横置きの前輪駆動車に適した構成で説明したが、むろん、エンジンを車両後方に搭載した後輪駆動車にも適用可能である。
また、クラッチ１２を一般的な乾式の摩擦クラッチとして説明したが、これを入力軸１０と歯車駆動軸３０を一体的に連結して、２−４スリーブ４６の移動のみで２速、４速を切替える方式としてもよく、それに適宜ワンウエイクラッチを組み合わせることも可能である。

【実施例2】

【0042】

次に、本発明の実施例２の自動車用駆動装置につき説明する。
図２は、本発明の実施例２に係る自動車用駆動装置における主要部のスケルトン図である。
ここでは、実施例１と異なる部分を中心に説明し、実施例１と実質的に同じ部分については、同じ符号を付しそれらの説明を省略する。

【0043】

実施例２における実施例１との違いは、第２ＭＧ５６の連結関係が異なることである。すなわち、第２ＭＧ５６は回転子５６ａと一体の駆動歯車５８が中間歯車６０を介して１速駆動歯車４８ａと噛み合っており、該１速駆動歯車４８ａを経由して一定の変速比で出力軸４０と常時連結している。
このため第２ＭＧ５６は、駆動モードや第１変速機構および第２変速機構の変速比に関係なく、常に一定の変速比で出力軸４０を駆動または制動可能である。
そのため、制動時にあっては常にエネルギー回生が可能であり、実施例１で説明したように歯車変速モードの２速または４速の駆動関係にして、エンジン１を回転させておいてＨＶモードの切替えを行う必要がない。
なお、実施例２では第２ＭＧ５６を、１速駆動歯車４８ａを介して出力軸４０と連結したが、これに限らず３速駆動歯車５０ａ、２速駆動歯車４２ａ、４速駆動歯車７０ａを介して出力軸４０と連結してもよい。

【0044】

次に、図２に示した本発明の実施例２に係る自動車用駆動装置の作用を説明する。
上述したように第２ＭＧ５６の出力トルクが、ＥＶモード、ＨＶモードともに一定の変速比で駆動する点のみが異なり、他は基本的に同じである。
そのためＥＶモードは、前進、後進ともに一つの変速比による駆動に限られる。
エンジン１の始動からＨＶモードの５速に至る作動は、第２ＭＧ５６の駆動によるトルクが一つの変速比による駆動に限定されるが、全般的に実施例１と大きな差はないので、詳細の説明を省略する。

【0045】

また、制動時のＨＶモードの５速、３速、１速の各ポジション間の切替えは上述したように、歯車変速モードを経ることなく、第２ＭＧ５６に発電させて制動トルクを得た状態で行うことができる。すなわち、第２ＭＧ５６に発電させている間は、中間軸３４にトルクがほとんど作用しないので、この状態で５速、３速、１速間の切替えを行う。
その他の作用は、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

【0046】

実施例２では、実施例１で説明した効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
上記したように、制動時のＨＶモードにおける５速、３速、１速間の切替えを、スムーズに行うことができる上、これらの切替え途中で運転条件の変化があっても、素早く対応することができる。また、制動時にあっては常にエネルギー回生が可能である。

【実施例3】

【0047】

次に、本発明の実施例３の自動車用駆動装置につき説明する。
図３は、本発明の実施例３に係る自動車用駆動装置における主要部のスケルトン図である。
ここでも、実施例１と異なる部分を中心に説明し、実施例１と実質的に同じ部分については、同じ符号を付しそれらの説明を省略する。

【0048】

実施例３における実施例１との違いは、第１に、入力軸１０と出力軸４０とを同じ回転中心にできるようにしたことである。
これに関連して、第２ＭＧ５６を入力軸１０と同じ回転中心に配置するとともに、その回転子５６ａをリングギヤ２４と連結し、歯車駆動軸３０と連結した副軸３３を設け、これを入力軸１０および出力軸４０と平行に配置した。
第２の違いは、後進専用の第１後進歯車７８、第２後進歯車８０と、副軸３３と平行な後進軸６８を設けたことである。

【0049】

以下、詳細に説明する。
歯車駆動軸３０と一体の第１駆動歯車３０ａは、副軸３３と一体の第１被動歯車３３ａと噛み合っている。
中間軸３４は、入力軸１０および出力軸４０と平行に配置しているが、リングギヤ２４との連結は、リングギヤ２４と一体の駆動歯車２４ａと中間軸３４と一体の被動歯車３４ａの２個である。
副軸３３は、歯車駆動軸３０と一体の第１駆動歯車３０ａと副軸３３と一体の副軸被動歯車３３ａが噛み合っており、副軸３３は実質的に実施例１における歯車駆動軸３０と同等とみなすことができる。
また、歯車駆動軸３０と一体の５速ハブ３０ｂと、該５速ハブ３０ｂと係合した５速スリーブ７１を設けてあり、この５速スリーブ７１を左側へ移動してドッグ歯２４ｃと連結することで、リングギヤ２４と４速駆動歯車７０ａとを連結できる。それに加えて、２−４スリーブ４６を４速駆動歯車７０ａと連結することで、リングギヤ２４は４速駆動歯車７０ａと３速被動歯車５０ｂを介して出力軸４０を駆動可能になり、これが５速の連結である。
ここでも、４速駆動歯車７０ａは、第２回転要素のリングギヤ２４と歯車駆動軸３０とにそれぞれ連結可能な本発明の高速段歯車を構成する。

【0050】

後進軸６８と一体の第１後進歯車７８は駆動歯車２４ａと噛み合っている。なお、図３では便宜上両者を離して描いてあるが、実際は鎖線で示すように噛み合っている。
後進軸６８上に回転自在に設けた第２後進歯車８０は第１被動歯車３３ａと噛み合っている。後進軸６８と一体の後進ハブ８２には、これと回転方向が一体で軸方向に移動可能な後進スリーブ８４が設けられ、後進スリーブ８４は図３で描いた中立位置から右側へ移動することでその内歯が第２後進歯車８０と一体のドッグ歯８０ｃと噛み合って第２後進歯車８０と後進軸６８とを連結する。
したがって、第２後進歯車８０と後進軸６８とが連結すると、リングギヤ２４は副軸３３を逆転駆動することができる。

【0051】

次に、図３に示した本発明の実施例３に係る自動車用駆動装置の作用を説明する。
ここでも、実施例１と異なる点を中心に説明する。
上記したように、一部の軸および歯車の配置は異なるが、後進軸６８の周辺を除いて連結関係は基本的に実施例１と同じである。したがって、前進走行に関しては説明を省略する。

【0052】

後進に関しては、後進スリーブ８４を右方へ移動して第２後進歯車８０と後進軸６８とが連結し、２−４スリーブ４２を２速の連結状態にした上で、前進と同じように第２ＭＧ５６の正転によるＥＶモードの後進と、エンジン１の始動および発進と走行を行うことができる。後進の駆動に用いるのが２速駆動歯車４２ａ、２速被動歯車４２ｂであるが、リングギヤ２４と副軸３３とを連結しているので、実施例３の後進だけはＨＶモードの２速での駆動になる。

【0053】

実施例３では、実施例１で説明した効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。実施例３の自動車用駆動装置は、フロント・エンジン・リア・ドライブ（ＦＲ）車に適用することができるほか、いわゆるエンジン縦置き型の車両への適用性に優れる。

【0054】

以上の説明で分かるように、本発明の自動車用駆動装置は、多様な駆動モードを実現しながら、大きな引きずり抵抗を伴う湿式多板クラッチを用いていないので、一般的な自動変速機等で多用されている湿式多板型の油圧クラッチやブレーキを用いるのに較べて、油圧ポンプの駆動ロスや、非作動状態のクラッチやブレーキの引きずり抵抗を少なくして、動力伝達効率が高いことが最大のメリットである。
これにより、燃費が向上するとともに、環境面でも効果が期待できる。
以上は、１速から５速までの５段の例で説明したが、これに限ることなく変速段数を増やすことも可能である。

【0055】

本発明の自動車用駆動装置は、当業者の一般的な知識に基づいて、自動車の走行条件に応じて最適な駆動モードを選択して駆動を行うことや、ＧＰＳ（全地球測位システム）、カーナビゲーションシステムなどの情報を基に、長い坂道の走行時や高速道路において最適な制御を行うなどの工夫と合わせた態様で実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明の自動車用駆動装置は、特に走行コストを重視し、環境負荷の低減を要求される乗用車などに適用することができるが、それらに限らず内燃機関およびモーター・ジェネレーターを利用したさまざまな車両に適用することができる。

【符号の説明】

【0057】

ＦＧ 第１変速機構
ＳＧ 第２変速機構
１ エンジン
１０ 入力軸
１２ クラッチ
２０ 遊星歯車
３０ 歯車駆動軸
３４ 中間軸
３６ 第１ＭＧ
４０ 出力軸
４２ａ ２速駆動歯車
４８ａ １速駆動歯車
５０ａ ３速駆動歯車
５６ 第２ＭＧ
７０ａ ４速駆動歯車

【図1】

【図2】

【図3】