特許 5701116 ハイブリッド車両の動力伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5701116

(24)【登録日】2015年2月27日

(45)【発行日】2015年4月15日

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の動力伝達装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 6/40 20071001AFI20150326BHJP

   B60K 6/543 20071001ALI20150326BHJP

   B60K 6/52 20071001ALI20150326BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20150326BHJP

   B60K 6/383 20071001ALI20150326BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20150326BHJP

   B60W 20/00 20060101ALI20150326BHJP

   B60K 17/02 20060101ALI20150326BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20150326BHJP

【ＦＩ】

   B60K6/40ZHV

   B60K6/543

   B60K6/52

   B60K6/48

   B60K6/383

   B60K6/20 360

   B60K17/02 F

   B60L11/14

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-58906(P2011-58906)

(22)【出願日】2011年3月17日

(65)【公開番号】特開2012-192856(P2012-192856A)

(43)【公開日】2012年10月11日

【審査請求日】2013年10月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】富士重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100093023

【弁理士】

【氏名又は名称】小塚 善高

(74)【代理人】

【識別番号】100117008

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 章子

(72)【発明者】

【氏名】沖 尚悟

【審査官】 山村 秀政

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０３４７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０７４９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３２９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１１６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０８７３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／４０

Ｂ６０Ｋ ６／３８３

Ｂ６０Ｋ ６／４８

Ｂ６０Ｋ ６／５２

Ｂ６０Ｋ ６／５４３

Ｂ６０Ｋ １７／０２

Ｂ６０Ｌ １１／１４

Ｂ６０Ｗ １０／０２

Ｂ６０Ｗ ２０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン出力とモータ出力とを駆動輪に伝達するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、
エンジン出力軸に連結されプライマリプーリを備える変速機入力軸、および前記プライマリプーリとの間に動力伝達要素が掛け渡されるセカンダリプーリを備え前記変速機入力軸の回転が変速して伝達される変速機出力軸を有する無段変速機構と、
電動モータのモータ出力軸の一端部と前記変速機入力軸との間に配置され、前記モータ出力軸と前記変速機入力軸との間で一方へのトルク伝達を行う第１のワンウエイクラッチと、
前記駆動輪に連結される出力伝達軸と前記モータ出力軸の他端部との間に配置され、前記モータ出力軸と前記出力伝達軸との間で前記無段変速機構を介することなく一方へのトルク伝達を行う第２のワンウエイクラッチとを有し、
前記電動モータと前記駆動輪との間に複数のトルク伝達経路を２つの前記ワンウエイクラッチを介して形成することを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。

【請求項2】

請求項１記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記第１のワンウエイクラッチは前記モータ出力軸から前記変速機入力軸へのトルク伝達を行って逆方向へのトルク伝達を遮断し、前記第２のワンウエイクラッチは前記出力伝達軸から前記モータ出力軸へのトルク伝達を行って逆方向へのトルク伝達を遮断し、前進走行時における前記電動モータへの回生制動トルク、後退走行時における駆動輪へのモータ出力を、それぞれ前記変速機構を介することなく、前記第２のワンウエイクラッチを介して伝達することを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。

【請求項3】

請求項１記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記第１のワンウエイクラッチは前記変速機入力軸から前記モータ出力軸へのトルク伝達を行って逆方向へのトルク伝達を遮断し、前記第２のワンウエイクラッチは前記モータ出力軸から前記出力伝達軸へのトルク伝達を行って逆方向へのトルク伝達を遮断し、前進走行時における駆動輪へのモータ出力、および後退走行時における前記電動モータへの回生制動トルクを、それぞれ前記変速機構を介することなく、前記第２のワンウエイクラッチを介して伝達することを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の動力伝達装置において、前記出力伝達軸は前記第２のワンウエイクラッチに前記モータ出力軸に同軸となって連結されるトランスファ軸と、前記トランスファ軸にトランスファクラッチを介して連結され後輪に動力を伝達する後輪出力軸と、前記トランスファ軸に連結され前輪に動力を伝達する前輪出力軸とを有することを特徴とするハイブリッド車両の動力伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジン出力とモータ出力とを駆動輪に伝達するようにしたハイブリッド車両の動力伝達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンと電動モータとを車両に搭載し、駆動輪にエンジン出力とモータ出力とを伝達し得るようにしたハイブリッド車両は、変速機構を介してエンジン出力を駆動輪に伝達するようにしている。変速機構が搭載されたハイブリッド車両におけるエンジンと電動モータの配置形態には、変速機構の変速機入力軸の一端部側にエンジンを配置し、他端部側に電動モータを配置して変速機構の両側にエンジンと電動モータとを配置するようにした形態、および変速機入力軸の一端部側にエンジンと電動モータとを隣り合って配置するようにした形態がある。変速機構を有するハイブリッド車両においては、エンジン出力とモータ出力とを変速機構を介して駆動輪に伝達するようにしている。電動モータをジェネレータとして機能させて回生エネルギーを回収するときには、駆動輪からの回生トルクは変速機構を介して電動モータに伝達される。

【0003】

変速機構として無段変速機（ＣＶＴ）を用いて、変速機入力軸であるプライマリ軸の一端部側にエンジンを配置し、他端部側に電動モータを配置するようにしたハイブリッド車両が特許文献１に記載されている。このハイブリッド車両においては、動力伝達機構に使用される油圧を発生させるために、走行用の電動モータによりオイルポンプを駆動するようにしている。電動モータとオイルポンプとの間に遊星歯車と一方向クラッチとを用いた逆転防止機構を設け、電動モータを逆転させて車両を後退させる時には、逆転防止機構によりオイルポンプを前進時と同じ方向に回転駆動するようにしている。

【0004】

変速機構として無段変速機を用いて、プライマリ軸の一端部側にエンジンと電動モータとを隣り合って配置するようにしたハイブリッド車両が特許文献２に記載されている。このハイブリッド車両においては、エンジン駆動力を無段変速機構を介して駆動輪に伝達して走行する際に、駆動力が電動モータに逆伝達されるのをワンウエイクラッチにより阻止し、電動モータの引きずりによる駆動力の損失発生を防止するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−１１８１９号公報

【特許文献2】特開２００７−２６１３４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述した従来のハイブリッド車両においては、エンジン出力とモータ出力とを変速機構を介して駆動輪に伝達するようにしており、変速機構における動力伝達ロスの発生は不可避である。電動モータをジェネレータとして機能させて回生エネルギーを回収するときにも、駆動輪からの回生トルクは変速機構を介して電動モータに伝達されるので、動力伝達ロスが発生することになる。

【0007】

変速機構としての無段変速機構にはベルトドライブ式、トラクションドライブ式などがある。ベルトドライブ式は、プライマリプーリが設けられたプライマリ軸とセカンダリプーリが設けられたセカンダリ軸とを有し、それぞれのプーリは溝幅が可変となっている。これら両方のプーリの間にはベルト等の動力伝達要素が掛け渡されており、プライマリ軸の回転は動力伝達要素を介して無段階に変速されてセカンダリ軸に伝達される。トラクションドライブ式は入力側ディスクが設けられたプライマリ軸と出力側ディスクが設けられたプライマリ軸とを有し、それぞれのディスクにはトロイダル面が形成されており、これらの間にはパワーローラが動力伝達要素として配置されている。

【0008】

無段変速機構においては、動力伝達時にはそれぞれのプーリに対してベルトなどの動力伝達要素に向けて締め付け力を油圧ポンプにより加える必要がある。有段変速機構においても、変速段切換用のクラッチやブレーキ等の摩擦係合要素を駆動するために油圧ポンプから油圧をクラッチ等に供給している。このため、変速機構を用いたハイブリッド車両の動力伝達装置においては、変速機構における動力伝達ロスに加えて、変速機構を駆動するために油圧ポンプを駆動する必要があり、油圧ポンプを駆動するための動力損失の発生が不可避である。

【0009】

本発明の目的はハイブリッド車両における動力伝達効率を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、エンジン出力とモータ出力とを駆動輪に伝達するハイブリッド車両の動力伝達装置であって、エンジン出力軸に連結されプライマリプーリを備える変速機入力軸、および前記プライマリプーリとの間に動力伝達要素が掛け渡されるセカンダリプーリを備え前記変速機入力軸の回転が変速して伝達される変速機出力軸を有する無段変速機構と、電動モータのモータ出力軸の一端部と前記変速機入力軸との間に配置され、前記モータ出力軸と前記変速機入力軸との間で一方へのトルク伝達を行う第１のワンウエイクラッチと、前記駆動輪に連結される出力伝達軸と前記モータ出力軸の他端部との間に配置され、前記モータ出力軸と前記出力伝達軸との間で前記無段変速機構を介することなく一方へのトルク伝達を行う第２のワンウエイクラッチとを有し、前記電動モータと前記駆動輪との間に複数のトルク伝達経路を２つの前記ワンウエイクラッチを介して形成することを特徴とする。

【0011】

本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記第１のワンウエイクラッチは前記モータ出力軸から前記変速機入力軸へのトルク伝達を行って逆方向へのトルク伝達を遮断し、前記第２のワンウエイクラッチは前記出力伝達軸から前記モータ出力軸へのトルク伝達を行って逆方向へのトルク伝達を遮断し、前進走行時における前記電動モータへの回生制動トルク、後退走行時における駆動輪へのモータ出力を、それぞれ前記変速機構を介することなく、前記第２のワンウエイクラッチを介して伝達することを特徴とする。本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記第１のワンウエイクラッチは前記変速機入力軸から前記モータ出力軸へのトルク伝達を行って逆方向へのトルク伝達を遮断し、前記第２のワンウエイクラッチは前記モータ出力軸から前記出力伝達軸へのトルク伝達を行って逆方向へのトルク伝達を遮断し、前進走行時における駆動輪へのモータ出力、および後退走行時における前記電動モータへの回生制動トルクを、それぞれ前記変速機構を介することなく、前記第２のワンウエイクラッチを介して伝達することを特徴とする。本発明のハイブリッド車両の動力伝達装置は、前記出力伝達軸は前記第２のワンウエイクラッチに前記モータ出力軸に同軸となって連結されるトランスファ軸と、前記トランスファ軸にトランスファクラッチを介して連結され後輪に動力を伝達する後輪出力軸と、前記トランスファ軸に連結され前輪に動力を伝達する前輪出力軸とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の動力伝達装置においては、モータ出力軸の両端部に配置される２つのワンウエイクラッチによって、エンジン出力軸およびモータ出力軸と駆動輪との間に複数のトルク伝達経路が形成されるので、油圧クラッチを使用することなく、トルク伝達経路の切換を行うことができる。これにより、トルク伝達経路の切り換えのためにオイルポンプを作動させることが不要となるので、エンジン停止時におけるトルク伝達経路の切り換えのために電動式のオイルポンプを使用することが不要となる。

【0013】

電動モータのモータ出力軸を出力伝達軸に直結させることができるので、変速機構を作動させることなく、モータ出力を駆動輪に伝達することができる。変速機構を作動させないと、変速機構に油圧を供給することが不要となり、動力伝達ロスの発生をなくすことができる。回生制動エネルギーを回収するときに、変速機構を介することなく、駆動輪からのトルクを電動モータに直接伝達することができるので、動力伝達ロスを発生させることなく、効率的に回生エネルギーを回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の動力伝達装置を示すスケルトン図である。

【図2】（Ａ）は第１のクラッチ作動形態のもとで車両が前進走行しているときにおける電動モータから出力伝達軸へのトルク伝達経路を示す概略図であり、（Ｂ）は回生制動時におけるトルク伝達経路を示す概略図である。

【図3】（Ａ）は第１のクラッチ作動形態のもとで車両が後退走行しているときにおける電動モータから出力伝達軸へのトルク伝達経路を示す概略図であり、（Ｂ）は回生制動時におけるトルク伝達経路を示す概略図である。

【図4】（Ａ）は第２のクラッチ作動形態のもとで車両が前進走行しているときにおける電動モータから出力伝達軸へのトルク伝達経路を示す概略図であり、（Ｂ）は回生制動時におけるトルク伝達経路を示す概略図である。

【図5】（Ａ）は第２のクラッチ作動形態のもとで車両が後退走行しているときにおける電動モータから出力伝達軸へのトルク伝達経路を示す概略図であり、（Ｂ）は回生制動時におけるトルク伝達経路を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示される動力伝達装置は変速機構として無段変速機構１０を備えており、この無段変速機構１０は変速機入力軸であるプライマリ軸１１と、変速機出力軸であるセカンダリ軸１２とを有し、プライマリ軸１１とセカンダリ軸１２は相互に平行となっている。無段変速機構１０は変速機ケースとしてのミッションケース１３ａ内に組み込まれ、ミッションケース１３ａは図示しない車体にプライマリ軸１１とセカンダリ軸１２とがそれぞれ走行方向と平行となるように縦置きに搭載される。

【0016】

ミッションケース１３ａの先端部に取り付けられるコンバータケース１３ｂ内には、トルクコンバータ１４が組み込まれている。トルクコンバータ１４は図示しないエンジンのクランク軸つまりエンジン出力軸１５に連結されるポンプインペラ１６と、このポンプインペラ１６に対向するとともにタービン軸１７に連結されるタービンランナ１８とを備えている。動力伝達装置はオイルポンプ１９を有しており、このオイルポンプ１９はトルクコンバータ１４のポンプインペラ１６に設けられたポンプ軸により駆動される。トルクコンバータ１４のタービン軸１７は前後進切換機構２０によりプライマリ軸１１の一端部に連結されている。

【0017】

前後進切換機構２０はタービン軸１７に固定されるクラッチドラム２１と、プライマリ軸１１に固定されるクラッチハブ２２とを有し、これらの間に配置される複数枚の摩擦板により前進用クラッチ２３が形成されている。この前進用クラッチ２３を油圧ピストン２３ａにより接続状態とすると、タービン軸１７の回転は、クラッチハブ２２を介してプライマリ軸１１に伝達され、プライマリ軸１１はタービン軸１７と同一の正転方向に回転する。プライマリ軸１１にはサンギヤ２４が固定され、このサンギヤ２４の径方向外方にはリングギヤ２５が回転自在にミッションケース１３ａ内に設けられている。クラッチドラム２１に取り付けられたキャリア２６には相互に噛み合って対をなす２つのプラネタリピニオンギヤ２７，２８が回転自在に装着されている。一方のピニオンギヤ２７はサンギヤ２４に噛み合い、他方のピニオンギヤ２８はリングギヤ２５に噛み合っている。なお、２つのピニオンギヤ２７，２８は図１においては作図の便宜上、離して示されている。リングギヤ２５とミッションケース１３ａとの間に配置された複数枚の摩擦板により後退用ブレーキ２９が形成されている。前進用クラッチ２３が開放された状態のもとで、後退用ブレーキ２９を油圧ピストン２９ａにより締結すると、プライマリ軸１１はタービン軸１７とは逆転方向に回転する。プライマリ軸１１を正転方向に回転するときには、後退用ブレーキ２９は開放状態に設定される。

【0018】

図１に示されるように、プライマリ軸１１はその一端部でトルクコンバータ１４と前後進切換機構２０とを介してエンジン出力軸１５に連結されており、プライマリ軸１１にはエンジン出力が入力される。

【0019】

無段変速機構１０のプライマリ軸１１にはプライマリプーリ３１が設けられている。プライマリプーリ３１はプライマリ軸１１に固定される固定プーリ３１ａと、これに対向してプライマリ軸１１にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ３１ｂとを有し、プーリのコーン面間隔つまりプーリ溝幅が可変となっている。プライマリ軸１１に平行なセカンダリ軸１２にはセカンダリプーリ３２が設けられている。セカンダリプーリ３２はセカンダリ軸１２に固定される固定プーリ３２ａと、これに対向してセカンダリ軸１２にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ３２ｂとを有し、プーリ溝幅が可変となっている。

【0020】

プライマリプーリ３１とセカンダリプーリ３２との間にはベルト３３が動力伝達要素として掛け渡されており、両方のプーリ３１，３２の溝幅を変化させることにより、それぞれのプーリ３１，３２に対するベルト３３の巻付け径の比率が変化する。これにより、プライマリ軸１１に対するセカンダリ軸１２の回転数が無段階に変速される。プライマリプーリ３１の溝幅を変化させるために、可動プーリ３１ｂとの間でプライマリ油室３４を形成するシリンダ３５がプライマリ軸１１に取り付けられている。セカンダリプーリ３２の溝幅を変化させるために、可動プーリ３２ｂとの間でセカンダリ油室３６を形成するシリンダ３７がセカンダリ軸１２に取り付けられている。プライマリ油室３４とセカンダリ油室３６にはそれぞれオイルポンプ１９からの作動油が供給される。

【0021】

ミッションケース１３ａの後端部に取り付けられるモータケース１３ｃ内には、電動モータ４０が装着されている。電動モータ４０はモータ出力軸４１に取り付けられるロータ４２を有し、モータ出力軸４１はプライマリ軸１１の他端部に第１のワンウエイクラッチ３９により連結されている。電動モータ４０はロータ４２が内部に組み込まれるステータ４３を有しており、ステータ４３はモータケース１３ｃに固定される。このように、プライマリ軸１１は図１における左端部でトルクコンバータ１４と前後進切換機構２０とを介してエンジン出力軸１５に連結され、右端部でワンウエイクラッチ３９を介して電動モータ４０のモータ出力軸４１に連結されており、タービン軸１７，プライマリ軸１１およびモータ出力軸４１は同軸となっている。電動モータ４０は発電機つまりジェネレータとしての機能を有するモータジェネレータであり、制動時に回生エネルギーを回収してバッテリに充電する。

【0022】

図１に示す動力伝達装置は、前輪と後輪とを駆動輪としてこれらに動力を伝達することができるようにした全輪駆動つまり四輪駆動式の車両に搭載される。モータケース１３ｃの後端部にはトランスファケース１３ｄが取り付けられている。トランスファケース１３ｄに吐出してモータケース１３ｃ内に配置されたトランスファ軸４４には、トランスファクラッチ４５が取り付けられており、トランスファクラッチ４５によりトランスファ軸４４は後輪出力軸４６に連結される。トランスファクラッチ４５は、トランスファ軸４４に取り付けられるクラッチハブ４７と、後輪出力軸４６に取り付けられるクラッチドラム４８とを有し、これらの間には複数枚の摩擦板が設けられている。摩擦板をピストン４９により締結すると、トランスファ軸４４と後輪出力軸４６が締結される。後輪出力軸４６は、プロペラシャフト５１によりリアデファレンシャル機構５２に連結されており、トランスファ軸４４からプロペラシャフト５１を介して図示しない駆動輪としての後輪に出力が伝達される。

【0023】

ミッションケース１３ａには前輪出力軸５３がプライマリ軸１１およびセカンダリ軸１２に平行となって装着されており、前輪出力軸５３は、トランスファ軸４４に取り付けられる歯車５４と、前輪出力軸５３に取り付けられて歯車５４に噛み合う歯車５５とからなる歯車対によりトランスファ軸４４に連結されている。前輪出力軸５３はフロントデファレンシャル機構５６に連結されており、トランスファ軸４４から前輪出力軸５３を介して駆動輪としての図示しない前輪に出力が伝達される。トランスファクラッチ４５を締結すると、エンジン出力等は前輪と後輪に伝達される。一方、トランスファクラッチ４５の締結を解除すると、エンジン出力等は前輪のみに伝達される。

【0024】

トランスファ軸４４，後輪出力軸４６および前輪出力軸５３は、駆動輪としての前輪と後輪とに動力を伝達する出力伝達軸５７を構成している。セカンダリ軸１２の回転を出力伝達軸５７に伝達するために、セカンダリ軸１２に取り付けられる歯車６１と、前輪出力軸５３に回転自在に装着される歯車６２とが噛み合っている。出力伝達軸５７とセカンダリ軸１２とを連結する連結状態と連結を解除する開放状態とに切り換えるための出力クラッチ６３が歯車６２と前輪出力軸５３との間に配置されている。出力クラッチ６３は、歯車６２に取り付けられるクラッチハブ６４と、前輪出力軸５３に取り付けられるクラッチドラム６５とを有し、これらの間にはクラッチ板が設けられている。このクラッチ板を油圧ピストン６６により締結すると、セカンダリ軸１２と出力伝達軸５７とが連結状態となる。

【0025】

上述したプライマリ油室３４とセカンダリ油室３６、およびそれぞれの油圧ピストン６６，４９等には、エンジンにより駆動されるオイルポンプ１９からの作動油が供給されるようになっているが、エンジン駆動のオイルポンプ１９に代えるか、あるいは加えて電動式のオイルポンプを動力伝達装置に取り付けるようにしても良い。

【0026】

図１は全輪駆動式の動力伝達装置を示すが、前輪のみを駆動輪とするＦＦ式の動力伝達装置とする場合には、トランスファクラッチ４５は除去されることになる。一方、後輪のみを駆動輪とするＦＲ式の動力伝達装置とする場合には、トランスファクラッチ４５と前輪出力軸５３とが除去されることになり、セカンダリ軸１２は歯車やチェーンを介して後輪出力軸４６に連結される。

【0027】

モータ出力軸４１の他端部はトランスファ軸４４に第２のワンウエイクラッチ５９により連結されている。このように、電動モータ４０は、モータ出力軸４１の一端部と変速機入力軸としてのプライマリ軸１１との間に配置される第１のワンウエイクラッチ３９によりプライマリ軸１１に連結され、モータ出力軸４１の他端部と出力伝達軸５７との間に配置される第２のワンウエイクラッチ５９により出力伝達軸５７に連結されている。

【0028】

第１のワンウエイクラッチ３９のトルク伝達方向を車両前進走行時に電動モータ４０からプライマリ軸１１に向かう方向に設定すると、第２のワンウエイクラッチ５９の車両前進走行時のトルク伝達方向は駆動輪からつまり出力伝達軸５７から電動モータ４０に向かう方向に設定され、それぞれ逆方向へのトルク伝達は防止される。後退走行時にはそれぞれのワンウエイクラッチ３９，５９におけるトルク伝達方向は前進走行の場合とは逆方向となる。

【0029】

上述とは逆に、第１のワンウエイクラッチ３９のトルク伝達方向を車両前進走行時にプライマリ軸１１から電動モータ４０に向かう方向に設定すると、第２のワンウエイクラッチ５９の前進走行時のトルク伝達方向は電動モータ４０から出力伝達軸５７に向かう方向に設定され、それぞれ逆方向へのトルク伝達は防止される。後退走行時にはそれぞれのワンウエイクラッチ３９，５９におけるトルク伝達方向は前進走行の場合とは逆方向となる。

【0030】

このように、２つのワンウエイクラッチ３９，５９は電動モータ４０のモータ出力軸４１を基準とすると、常にモータ出力軸４１において一方向にトルクを伝達し、逆方向へのトルク伝達は行わない。２つのワンウエイクラッチ３９，５９によって車両前進走行時における電動モータ４０の力行方向つまり電動モータ４０により発生されたモータ出力をプライマリ軸１１に伝達し、回生時に駆動輪からモータ出力軸４１に回生トルクを直接伝達する作動形態を第１のクラッチ作動形態とし、その場合におけるトルク伝達経路のパターンを示すと、図２の通りである。この第１のクラッチ作動形態のもとで、車両を後退走行させたときにおけるトルク伝達経路のパターンを示すと、図３に示す通りである。

【0031】

これに対し、２つのワンウエイクラッチ３９，５９によって車両前進走行時における電動モータ４０の力行方向つまり電動モータ４０により発生されたモータ出力を出力伝達軸５７に直接伝達し、回生時に駆動輪からモータ出力軸４１に無段変速機構１０を介して回生トルクを伝達する作動形態を第２のクラッチ作動形態とし、その場合におけるトルク伝達経路のパターンを示すと、図４に示す通りである。この第２のクラッチ作動形態のもとで、車両を後退移動させたときにおけるトルク伝達経路のパターンを示すと、図５に示す通りである。

【0032】

図２〜図５において、符号Ｐ、Ｍ、Ｔと不等号は、プライマリ軸１１、電動モータ４０、トランスファ軸４４との間における回転数差に基づくトルク大小関係を示しており、回転数が高くトルクが大きい方がトルク伝達経路における上流側となる。

【0033】

第１のクラッチ作動形態について、図２および図３を参照しつつ説明すると、図２は車両が前進走行しているときにおけるトルク伝達経路を示し、図３は車両が後退走行しているときにおけるトルク伝達経路を示す。

【0034】

第１のクラッチ作動形態においては、図２（Ａ）に示すように、プライマリ軸１１がエンジンにより前進方向に回転駆動され、モータ出力軸４１が前進方向に回転駆動された状態のもとで、電動モータ４０の出力トルクＭがプライマリ軸１１のトルクＰよりも大きくなると、モータ出力軸４１はプライマリ軸１１に対して上流側となるので、太い矢印で示すように電動モータ４０はプライマリ軸１１に対し力行モードとなってプライマリ軸１１にはモータ出力が伝達される。このときには、電動モータ４０のトルクＭの方がトランスファ軸４４のトルクＴよりも大きいので、第２のワンウエイクラッチ５９はモータ出力軸４１からトランスファ軸４４には動力伝達を行わない。

【0035】

したがって、図２（Ａ）に示すように、モータ出力は無段変速機構１０を介して出力伝達軸５７に伝達されることになり、エンジン出力とモータ出力とが無段変速機構１０を介して駆動輪に伝達される。しかも、無段変速機構１０により任意の変速比を選択することができ、要求駆動力を満たす走行が可能となる。このときに、エンジンを停止させればモータ出力のみが駆動輪に伝達され、電動モータ４０を停止させればエンジン出力のみが駆動輪に伝達される。電動モータ４０を停止させると、第１のワンウエイクラッチ３９はフリーつまりロック解除状態となり、第２のワンウエイクラッチ５９はロック状態となってモータ出力軸４１はトランスファ軸４４により連れ回ることになる。

【0036】

図２（Ａ）に示す動力伝達状態のもとで、トランスファ軸４４の回転数がモータ出力軸４１よりも高くなってトランスファ軸４４がモータ出力軸４１に対して上流側となると、トルク循環を起こすことになる。このときには、出力クラッチ６３を開放すると、トルク循環の発生を防止することができる。ただし、無段変速機構１０の変速比により、トランスファ軸４４の回転数がモータ出力軸４１の回転数よりも高くならないように設定すると、トルク循環の発生を防止することができる。

【0037】

図２（Ｂ）は車両が前進走行している状況のもとで、回生制動により電動モータ４０を発電するときのトルク伝達経路を示す。第１のクラッチ作動形態のもとで、回生制動が行われると、トランスファ軸４４の方がモータ出力軸４１よりも回転数が高めとなり、制動トルクが太い矢印で示すように第２のワンウエイクラッチ５９を介してモータ出力軸４１に伝達される。このときには、プライマリ軸１１の方がモータ出力軸４１よりも回転数が高めとなるので、第１のワンウエイクラッチ３９は開放状態となる。このように、回生制動時には回生エネルギーは無段変速機構１０を介することなく、出力伝達軸５７から直接モータ出力軸４１に伝達されるので、制動エネルギーの回収時には無段変速機構１０における動力伝達ロスの発生がなく、高効率で回生エネルギーを回収することができる。

【0038】

図３（Ａ）は、第１のクラッチ作動形態において、プライマリ軸１１がエンジンにより後退方向に回転駆動され、モータ出力軸４１が後退方向に回転駆動されている状態を示す。この状態のもとでは、電動モータ４０の出力トルクＭがトランスファ軸４４のトルクＴよりも大きくなると、モータ出力が出力伝達軸５７を介して駆動輪に伝達される。このように、後退走行時にはモータ出力は無段変速機構１０を介することなく、直接出力伝達軸５７に伝達されるので、動力伝達ロスを発生させることなく、高効率で車両を後退走行させることができる。しかも、ワンウエイクラッチ５９によりモータ出力軸４１と出力伝達軸５７とを直結することができるので、エンジン停止させた状態でモータ出力を駆動輪に伝達することができる。これにより、エンジン停止時にオイルポンプを駆動するための電動モータを設けることが不要となる。図３（Ａ）に示すトルク伝達経路においては、エンジン出力を駆動輪に伝達することも可能であるが、トランスファ軸４４の回転数の方がモータ出力軸４１の回転数よりも大きくなってトランスファ軸４４がモータ出力軸４１に対して上流側とならないように、無段変速機構１０の変速比が設定される。

【0039】

図３（Ｂ）は、第１のクラッチ作動形態において、車両が後退走行している状況のもとで、回生制動により電動モータ４０を発電するときのトルク伝達経路を示す。第１のクラッチ作動形態のもとで後退走行時に回生制動が行われると、トランスファ軸４４の方がモータ出力軸４１よりも回転数が高めとなり、第２のワンウエイクラッチ５９はトランスファ軸４４からモータ出力軸４１へのトルク伝達を行わない。これにより、制動トルクは太い矢印で示すように無段変速機構１０を介してモータ出力軸４１に伝達される。

【0040】

次に、第２のクラッチ作動形態について、図４および図５を参照しつつ説明すると、図４は車両が前進走行しているときにおけるトルク伝達経路を示し、図５は車両が後退走行しているときにおけるトルク伝達経路を示す。

【0041】

第２のクラッチ作動形態においては、図４（Ａ）に示すように、プライマリ軸１１がエンジンにより前進方向に回転駆動され、モータ出力軸４１が前進方向に回転駆動された状態のもとで、電動モータ４０の出力トルクＭがトランスファ軸４４のトルクＴよりも大きくなると、モータ出力軸４１はトランスファ軸４４に対して上流側となるので、電動モータ４０はトランスファ軸４４に対して力行モードとなってトランスファ軸４４には第２のワンウエイクラッチ５９を介してモータ出力が伝達される。このときには、プライマリ軸１１のトルクＰの方が電動モータ４０の出力トルクＭよりも小さければ、第１のワンウエイクラッチ３９はモータ出力軸４１に対してプライマリ軸１１のトルク伝達を行わない。

【0042】

したがって、図４（Ａ）に示すように、モータ出力は第２のワンウエイクラッチ５９を介して出力伝達軸５７に伝達されることになり、モータ出力は無段変速機構１０を介することなく、直接出力伝達軸５７に伝達される。これにより、無段変速機構１０における動力伝達ロスを発生させることなく、高効率で車両を走行させることができる。しかも、ワンウエイクラッチ５９によりモータ出力軸４１と出力伝達軸５７とを直結することができるので、エンジン停止させた状態でモータ出力を駆動輪に伝達することができる。これにより、エンジン停止時にオイルポンプを駆動するための電動モータを設けることが不要となる。一方、エンジン出力は無段変速機構１０を介して出力伝達軸５７に伝達することも可能であるが、トランスファ軸４４の回転数の方がモータ出力軸４１の回転数よりも大きくなってトランスファ軸４４がモータ出力軸４１に対して上流側とならないように、無段変速機構１０の変速比が設定される。エンジンを停止させればモータ出力のみが駆動輪に伝達される。このように、図４（Ａ）のトルク伝達経路は、走行方向は逆であるが、図３（Ａ）と同様となる。

【0043】

図４（Ｂ）は第２のクラッチ作動形態において車両が前進走行している状況のもとで、回生制動により電動モータ４０を発電するときのトルク伝達経路を示す。第２のクラッチ作動形態のもとで、回生制動が行われると、トランスファ軸４４の方がモータ出力軸４１よりも回転数が高めとなる。これにより、制動トルクは、太い矢印で示すように、第２のワンウエイクラッチ５９が締結されることなく、無段変速機構１０および第１のワンウエイクラッチ３９を介して電動モータ４０に伝達される。このように、図４（Ｂ）のトルク伝達経路は、走行方向は逆であるが、図３（Ｂ）と同様となる。

【0044】

図５（Ａ）は、第２のクラッチ作動形態において、モータ出力軸４１が後退方向に回転駆動されて車両が後退走行している状態を示す。このときのトルク伝達経路は、走行方向は逆であるが、図２（Ａ）と同様である。この状態のもとでは、電動モータ４０の出力トルクＭがプライマリ軸１１の出力トルクＰよりも大きくなると、電動モータ４０のモータ出力トルクが無段変速機構１０を介して出力伝達軸５７に伝達される。このときには、図２（Ａ）に示したトルク伝達経路と同様に、エンジン出力とモータ出力とを無段変速機構１０を介して駆動輪に伝達することができる。エンジンを停止させればモータ出力のみが駆動輪に伝達され、電動モータ４０を停止させればエンジン出力のみが駆動輪に伝達される。

【0045】

図５（Ｂ）は、第２のクラッチ作動形態において、車両が後退走行している状況のもとで、回生制動により電動モータ４０を発電するときのトルク伝達経路を示す。このときのトルク伝達経路は、走行方向は逆であるが、図２（Ｂ）と同様である。第２のクラッチ作動形態のもとで後退走行時に回生制動が行われると、トランスファ軸４４の方がモータ出力軸４１よりも回転数が高めとなり、第２のワンウエイクラッチ５９がトランスファ軸４４とモータ出力軸４１とを連結締結させて制動トルクが無段変速機構１０を介することなく、直接モータ出力軸４１に伝達される。したがって、後退走行における回生制動時に動力伝達ロスの発生を起こさせることなく、高効率で回生制動エネルギーを回収することができる。

【0046】

図１に示されるように、この動力伝達装置は、電動モータ４０のモータ出力軸４１の一端部とプライマリ軸１１との間に配置される第１のワンウエイクラッチ３９と、モータ出力軸４１の他端部と出力伝達軸５７との間に配置される第２のワンウエイクラッチ５９とを有している。これにより、油圧を供給することなく作動するそれぞれのワンウエイクラッチ３９，５９により、複数のトルク伝達経路が動力伝達装置に形成される。ワンウエイクラッチ３９，５９によりトルク伝達経路の切換を行うことができるので、オイルポンプ１９を駆動させるためにエンジンを駆動させることなく、電動モータ４０の動力により車両を発進させることができる。

【0047】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、変速機構としては無段変速機構１０が用いられているが、有段変速機構を変速機構とする車両に対しても本発明を適用することができる。また、図示する無段変速機構１０はベルトドライブ式であるが、トラクションドライブ式としても良い。

【符号の説明】

【0048】

１０ 無段変速機構
１１ プライマリ軸
１２ セカンダリ軸
１５ エンジン出力軸
２０ 前後進切換機構
３１ プライマリプーリ
３２ セカンダリプーリ
３９ 第１のワンウエイクラッチ
４０ 電動モータ
４１ モータ出力軸
４４ トランスファ軸
４６ 後輪出力軸
５３ 前輪出力軸
５７ 出力伝達軸
５９ 第２のワンウエイクラッチ
６３ 出力クラッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】