JP5318185B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用駆動装置、特にエンジンと、２つの電動機を備えた車両用駆動装置に関する。

例えば、エンジンと２つの電動機を備えた車両用駆動装置として、図１１に記載の車両用駆動装置が知られている（特許文献１）。この車両用駆動装置は、エンジン１００とバッテリ６００に接続される２つの電動機２００、３００とを備え、第１電動機２００と第２電動機３００とがトリステイトオーバーランクラッチ４００を介して駆動軸５００に動力伝達可能に接続されており、エンジン１００と第１電動機２００との動力伝達経路上にはクラッチ７００が設けられている。

特許文献１によれば、トリステイトオーバーランクラッチ４００がオーバーラン状態と、係合状態と、非係合状態との３状態をとり、係合状態では第１電動機２００と第２電動機３００とがともに作動し、非係合状態では独立して作動することが記載されている。

国際公開２００９／００３３８８号

しかしながら、特許文献１に記載の車両用駆動装置をハイブリッド車両や、レンジエクステンダーに搭載しようとすると、特許文献１に記載の車両用駆動装置は基本的にエンジン１００から駆動軸５００へ出力せずに、電気パスによる電動機出力を主として構成されているため、エンジン１００から駆動軸５００への出力経路を１系統しか備えておらず、そのため、その減速比を高い方か低い方のいずれか一方に限定せざるを得ず、エンジン１００から駆動軸５００への出力では効率が悪いという問題があった。

また、トリステイトオーバーランクラッチ４００は、切替機構を構成する複雑なアクチュエータが必要となるため、小型化が難しくさらにコストが上昇するという問題があった。また、このアクチュエータは、常時通電が必要となるため電費が悪化するという問題があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化しながら簡易な構成で、エンジンによる出力経路を２経路備えた車両用駆動装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用駆動装置（例えば、後述の実施形態の車両用駆動装置１０、１０Ａ）は、
エンジン（例えば、後述の実施形態のエンジンＥＮＧ）と、第１及び第２電動機（例えば、後述の実施形態のジェネレータＧＥＮ、モータＭＯＴ）と、変速機構（例えば、後述の実施形態の変速機構Ｔ）と、を備え、
前記変速機構は、
前記エンジンの出力軸（例えば、後述の実施形態のエンジン出力軸１２）に第１断接手段（例えば、後述の実施形態の第１クラッチＣＬ１）を介して動力伝達可能に接続される入力軸（例えば、後述の実施形態の入力軸２１）と、
前記入力軸に第２断接手段（例えば、後述の実施形態の第２クラッチＣＬ２）を介して動力伝達可能に接続される第１駆動部（例えば、後述の実施形態の第１駆動ギヤ４２）と、
前記入力軸と切り離し不能に接続されるとともに前記第１電動機と動力伝達可能に接続される第１入出力軸（例えば、後述の実施形態の第１入出力軸２７）と、
前記第２電動機と動力伝達可能に接続される第２入出力軸（例えば、後述の実施形態の第２入出力軸２９）と、
前記第２入出力軸に設けられる第２駆動部（例えば、後述の実施形態の第２駆動ギヤ５２）と、
前記第１駆動部と動力伝達可能に接続される第１従動部（例えば、後述の実施形態の第１従動ギヤ４４）と、
前記第２駆動部と動力伝達可能に接続される第２従動部（例えば、後述の実施形態の第２従動ギヤ５４）と、
前記第１従動部と前記第２従動部と出力部（例えば、後述の実施形態の出力ギヤ５６）とを有する出力軸（例えば、後述の実施形態の出力軸２５）と、を有し、
前記第１入出力軸と前記第２入出力軸とは、第３断接手段（例えば、後述の実施形態の第３クラッチＣＬ３）を介して動力伝達可能に接続されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、
前記エンジンの動力が、前記第１断接手段、前記入力軸、前記第２断接手段、前記第１駆動部、前記第１従動部を介して前記出力軸へと伝達される第１伝達経路と、前記第１断接手段、前記入力軸、前記第１入出力軸、前記第３断接手段、前記第２入出力軸、前記第２駆動部、前記第２従動部を介して前記出力軸へと伝達される第２伝達経路とでは、減速比が異なり、
前記第１伝達経路の減速比は、前記第２伝達経路の減速比よりも小さいことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、
前記第２入出力軸は、中空構造を有し、前記第１入出力軸が内部に相対回転可能に挿通することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の構成に加え、
前記第１及び第２電動機は、同一直線状に回転軸線を有するようにケース（例えば、後述の実施形態のケース１１）内に収容され、
前記ケースには、前記第１電動機を収容する第１電動機収容空間（例えば、後述の実施形態のジェネレータ収容空間１１ｂ）と、前記第２電動機を収容する第２電動機収容空間（例えば、後述の実施形態のモータ収容空間１１ａ）とが隣接して配置されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の構成に加え、
前記ケース内には、前記第１電動機と前記第２電動機と軸方向において少なくとも一部がオーバーラップするように前記第３断接手段が収容される第３断接手段収容空間（例えば、後述の実施形態の第３クラッチ収容空間１１ｃ）が形成されることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成に加え、
前記第１断接手段及び前記第２断接手段を締結し、前記第３断接手段を解放した状態で、エンジンを作動し、前記第１電動機と前記第２電動機の少なくとも一方を力行駆動又は回生駆動することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成に加え、
前記第１断接手段及び前記第３断接手段を締結し、前記第２断接手段を解放した状態で、エンジンを作動し、前記第１電動機と前記第２電動機の少なくとも一方を力行駆動又は回生駆動することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成に加え、
前記第１断接手段を締結し、前記第２断接手段及び前記第３断接手段を解放した状態で、エンジンを作動し、前記第１電動機を回生駆動して発電するとともに、前記第１電動機で発電した電力を前記第２電動機に供給し、前記第２電動機を力行駆動することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成に加え、
前記第１断接手段及び前記第３断接手段を締結し、前記第２断接手段を解放した状態で、エンジンを作動し、前記第１電動機を回生駆動して発電するとともに、前記第１電動機で発電した電力を前記第２電動機に供給し、前記第２電動機を力行駆動することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成に加え、
前記第１断接手段、前記第２断接手段及び前記第３断接手段を解放した状態で、前記第２電動機を力行駆動又は回生駆動することを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の構成に加え、
前記第３断接手段を締結し、前記第１断接手段及び前記第２断接手段を解放した状態で、前記第１電動機及び前記第２電動機を力行駆動又は回生駆動することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、第３断接手段を設けることで、エンジンの動力が、第１断接手段、入力軸、第２断接手段、第１駆動部、第１従動部、出力軸へと伝達される第１伝達経路と、第１断接手段、入力軸、第１入出力軸、第３断接手段、第２入出力軸、第２駆動部、第２従動部、出力軸へと伝達される第２伝達経路の、２系統の伝達経路を有するので、エンジンによる低車速域でのクルーズ走行と、高車速域でのクルーズ走行を実現することができる。これにより、バッテリに対して充放電がされないので、電費が向上するとともに、バッテリの劣化を抑制できる。
また、第１及び第２電動機とを使用して、要求駆動力に合わせた合成駆動力を出力することができるので、第１及び第２電動機を低トルク、低出力化が可能となり、第１及び第２電動機の小型、軽量化が可能となる。これにより、第１及び第２電動機の車両搭載性も向上し、第１及び第２電動機自体の低コスト化が可能となる。さらに、第１及び第２電動機の低出力化に伴い、第１及び第２電動機を駆動する制御装置も低出力化するため、制御装置とあわせ、更なる小型、低コスト化を実現することができる。
また、１つの電動機と車両の必要駆動力を満たす仕様とすると、走行時に使用頻度が高い出力領域と高効率領域とを一致させることが難しいが、２つの異なる特性の電動機を２つ組み合わせることができるため、走行時に使用頻度が高い出力領域と高効率領域とを近づけることが可能となり、電費を向上させることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、第１伝達経路をエンジンによる高車速走行時の回転数抑制に特化させ、第２伝達経路をＥＶ走行とエンジンによる中車速走行に用いることができ、効率的な運転を行うことができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、車両用駆動装置を軸方向長さを小さくすることができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、車両用駆動装置を小型化、軽量化することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、車両用駆動装置を小型化しつつ、軸方向における第１電動機と２電動機との間のスペースを有効に利用することができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、第１伝達経路を介してエンジン走行しているときに、第１電動機及び／又は第２電動機を力行駆動することでエンジンをアシストすることができ、また、第１電動機及び／又は第２電動機を回生駆動することで回生しながら減速することができる。

また、請求項７に記載の発明によれば、第２伝達経路を介してエンジン走行しているときに、第１電動機及び／又は第２電動機を力行駆動することでエンジンをアシストすることができ、また、第１電動機及び／又は第２電動機を回生駆動することで回生しながら減速することができる。

また、請求項８に記載の発明によれば、シリーズ走行を行うことができる。

また、請求項９に記載の発明によれば、シリーズ・パラレル走行を行うことができる。

また、請求項１０に記載の発明によれば、第２電動機の動力でＥＶ走行を行うことができる。

また、請求項１１に記載の発明によれば、第１電動機と第２電動機の動力を足し合わせてＥＶ走行を行うことができるので、第１及び第２電動機を低トルク、低出力化が可能となり、第１及び第２電動機の小型、軽量化が可能となる。これにより、第１及び第２電動機の車両搭載性も向上し、第１及び第２電動機自体の低コスト化が可能となる。さらに、第１及び第２電動機の低出力化に伴い、第１及び第２電動機を駆動する制御装置も低出力化するため、制御装置とあわせ、更なる小型、低コスト化を実現することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトン図である。 第１エンジン走行（Ｅ１）時の動力伝達を説明する図である。 第２エンジン走行（Ｅ２）時の動力伝達を説明する図である。 シリーズ走行（Ｓ）時の動力伝達を説明する図である。 シリーズ・パラレル走行（ＳＰ）時の動力伝達を説明する図である。 第１ＥＶ走行（ＥＶ１）時の動力伝達を説明する図である。 第２ＥＶ走行（ＥＶ２）時の動力伝達を説明する図である。 減速走行（Ｃ）時の動力伝達を説明する図である。 図１の車両用駆動装置における走行モードの切替について説明するための一走行例のタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係る車両用駆動装置のスケルトン図である。 特許文献１に記載の車両用駆動装置のブロック図である。

以下、本発明に係る車両用駆動装置の各実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の車両用駆動装置の概略構成図であり、車両用駆動装置１０は、エンジンＥＮＧと、第１電動機としてのジェネレータＧＥＮと、第２電動機としてのモータＭＯＴと、変速機構Ｔと、を備え、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮとは、ケース１１内に隣接して設けられたモータ収容空間１１ａとジェネレータ収容空間１１ｂに同一直線状に回転軸線を有するようにそれぞれ配置される。なお、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮとは、制御装置（不図示）を介してバッテリ（不図示）に接続されており、バッテリからの電力供給と、バッテリへのエネルギー回生が可能となっている。

変速機構Ｔでは、エンジンＥＮＧのエンジン出力軸１２と同一直線状に配置されエンジン出力軸１２に接続される入力軸２１と、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮとに接続されるモータジェネレータ軸２３と、デファレンシャル装置Ｄに接続される出力軸２５とが、平行に配置される。モータジェネレータ軸２３は、ジェネレータＧＥＮに接続される第１入出力軸２７と、モータＭＯＴに接続される第２入出力軸２９と、から構成され、第２入出力軸２９は第１入出力軸２７を内部に相対回転可能に挿通する。

入力軸２１には、駆動スプロケット３２が一体回転可能に取り付けられており、第１入出力軸２７には従動スプロケット３４が一体回転可能に取り付けられており、駆動スプロケット３２と従動スプロケット３４にはチェーン３６が巻きつけられて、入力軸２１の回転がチェーン３６を介して常に第１入出力軸２７に伝達されるようになっている。即ち、入力軸２１と第１入出力軸２７とが切り離し不能に接続されている。なお、駆動スプロケット３２に対し、従動スプロケット３４が小径に構成されており、入力軸２１の回転が増速されて第１入出力軸２７に伝達される。これにより、入力軸２１に接続されるエンジンＥＮＧと第１入出力軸２７に接続されるジェネレータＧＥＮが動力伝達可能に接続される。

また、入力軸２１には、エンジンＥＮＧとの間に第１クラッチＣＬ１が設けられており、第１クラッチＣＬ１を解放又は締結することで、エンジンＥＮＧと入力軸２１とは遮断状態又は接続状態となる。従って、第１クラッチＣＬ１を締結することで、エンジンＥＮＧの動力を利用してジェネレータＧＥＮで発電することができ、また、ジェネレータＧＥＮの動力でエンジンＥＮＧを始動することもできる。また、第１クラッチＣＬ１を解放することで、ジェネレータＧＥＮを力行駆動してＥＶ走行する際のエンジンＥＮＧの連れ周りが防止される。なお、図１中、符号１３は、ダンパであり、エンジンＥＮＧの動力が入力する際のショックを低減する作用を果たす。

さらに、入力軸２１には、駆動スプロケット３２に対し、エンジンＥＮＧとは反対側に第１駆動ギヤ４２が第２クラッチＣＬ２を介して一体回転可能に取り付けられており、第２クラッチＣＬ２を解放又は締結することで、入力軸２１と第１駆動ギヤ４２とは遮断状態又は接続状態となる。第１駆動ギヤ４２は、出力軸２５に取り付けられた第１従動ギヤ４４と噛合し、第１及び第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２を締結することで、エンジンＥＮＧの動力が、第１クラッチＣＬ１、入力軸２１、第２クラッチＣＬ２、第１駆動ギヤ４２、第１従動ギヤ４４を介して出力軸２５に伝達される第１伝達経路が確立され、第１伝達経路を介してエンジン走行を行うことができる。また、第１クラッチＣＬ１を締結し、第２クラッチＣＬ２を解放することで、エンジンＥＮＧの動力は出力軸２５に伝達されず、ジェネレータＧＥＮにのみ伝達することができる。

モータＭＯＴに接続される第２入出力軸２９には、ジェネレータＧＥＮと反対側に、第２駆動ギヤ５２が一体回転可能に取り付けられている。第２駆動ギヤ５２は、出力軸２５に取り付けられた第２従動ギヤ５４と噛合し、モータＭＯＴの動力が第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して出力軸２５に伝達される第３伝達経路が確立され、第３伝達経路を介してＥＶ走行を行うことができる。

出力軸２５には、第２駆動ギヤ５２に噛合する第２従動ギヤ５４と、第１駆動ギヤ４２に噛合する第１従動ギヤ４４と、デファレンシャル装置Ｄに接続される出力ギヤ５６とが、モータＭＯＴ側からエンジンＥＮＧ側に向かってこの順に、一体回転可能に取り付けられている。従って、出力軸２５に伝達される動力は出力ギヤ５６からデファレンシャル装置Ｄを経由して駆動輪ＷＲに伝達され、反対に、駆動輪ＷＲからの動力が出力軸２５に伝達される。

また、ケース１１には、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮと軸方向において少なくとも一部がオーバーラップするように第３クラッチ収容空間１１ｃが形成されており、第３クラッチ収容空間１１ｃには、モータジェネレータ軸２３を構成する第１入出力軸２７と第２入出力軸２９とを動力伝達可能に接続する第３クラッチＣＬ３が配置されている。第３クラッチＣＬ３を解放又は締結することで、第１入出力軸２７と第２入出力軸２９とは遮断状態又は接続状態となる。

第３クラッチＣＬ３を締結することで、第１入出力軸２７と第２入出力軸２９とが接続状態となり、これにより第１入出力軸２７に接続されたジェネレータＧＥＮと第２入出力軸２９に接続されたモータＭＯＴとが一体回転するようになる。従って、第３クラッチＣＬ３を締結することで、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮとの動力を足し合わせて第３伝達経路を介してＥＶ走行を行うことができ、出力軸２５からの動力でモータＭＯＴとジェネレータＧＥＮとの両方で回生・発電することができる。また、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの状態に関わらず、さらに第１クラッチＣＬ１を締結することで、エンジンＥＮＧの動力が第１クラッチＣＬ１、入力軸２１、駆動スプロケット３２、チェーン３６、従動スプロケット３４、第１入出力軸２７、第３クラッチＣＬ３、第２入出力軸２９、第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して出力軸２５に伝達される第２伝達経路が確立され、上述した第１伝達経路とは異なる伝達経路である第２伝達経路を介してエンジン走行を行うことができる。

また、第３クラッチＣＬ３を解放することで、モータＭＯＴの動力のみを第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して、出力軸２５に伝達することでＥＶ走行を行うことができ、このとき、第１クラッチＣＬ１を締結することで、エンジンＥＮＧの動力を利用してジェネレータＧＥＮで発電することもできる。

ここで、第１伝達経路の減速比は、第２伝達経路の減速比よりも小さく設定されており、主として高速クルーズ時に選択される。このように、第１入出力軸２７と第２入出力軸２９とを解放又は締結する第３クラッチＣＬ３を設けることにより、エンジンＥＮＧの動力が異なる減速比を有する２つの伝達経路を介して駆動輪ＷＲに伝達することができるので、エンジンＥＮＧによる低車速域でのクルーズ走行と、高車速域でのクルーズ走行を実現することができる。これにより、バッテリに対して充放電がされないので、電費が向上するとともに、バッテリの劣化を抑制できる。

このように構成された車両用駆動装置１０では、典型的に以下の走行モードを有している。

［第１エンジン走行（Ｅ１）］
図２は、第１エンジン走行時の動力伝達を説明する図である。
第１エンジン走行は、第１伝達経路を介してエンジン走行する走行モードであり、主として高速クルーズ時（例えば、８０ｋｍ以上）に選択され、第１及び第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２を締結し、第３クラッチＣＬ３を開放することで、エンジンＥＮＧの動力が、入力軸２１、第１駆動ギヤ４２、第１従動ギヤ４４を介して出力軸２５に伝達され、出力ギヤ５６、デファレンシャル装置Ｄを経由して駆動輪ＷＲに伝達される。このとき、出力軸２５に取り付けられた第２従動ギヤ５４と第２入出力軸２９に取り付けられた第２駆動ギヤ５２とが常に噛合しているため、出力軸２５にモータＭＯＴが接続された状態になっており、必要に応じてモータＭＯＴを力行駆動することでアシストすることができ、反対にモータＭＯＴを回生駆動することで発電することができる。一方で、入力軸２１に取り付けられた駆動スプロケット３２と第１入出力軸２７に取り付けられた従動スプロケット３４とがチェーン３６で常に接続されているため、エンジンＥＮＧにジェネレータＧＥＮが接続された状態になっており、必要に応じてジェネレータＧＥＮを力行駆動することでアシストすることができ、反対にジェネレータＧＥＮを回生駆動することで減速することができる。

［第２エンジン走行（Ｅ２）］
図３は、第２エンジン走行時の動力伝達を説明する図である。
第２エンジン走行は、第２伝達経路を介してエンジン走行する走行モードであり、主として低速クルーズ時（例えば、８０ｋｍ未満）に選択され、第１及び第３クラッチＣＬ１、ＣＬ３を締結し、第２クラッチＣＬ２を開放することで、エンジンＥＮＧの動力が、入力軸２１、駆動スプロケット３２、チェーン３６、従動スプロケット３４、第１入出力軸２７、第３クラッチＣＬ３、第２入出力軸２９、第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して出力軸２５に伝達され、出力ギヤ５６、デファレンシャル装置Ｄを経由して駆動輪ＷＲに伝達される。このとき、出力軸２５に取り付けられた第２従動ギヤ５４と第２入出力軸２９に取り付けられた第２駆動ギヤ５２とが常に噛合しているため、出力軸２５にモータＭＯＴが接続された状態になっており、必要に応じてモータＭＯＴを力行駆動することでアシストすることができ、反対にモータＭＯＴを回生駆動することで発電することができる。一方で、入力軸２１に取り付けられた駆動スプロケット３２と第１入出力軸２７に取り付けられた従動スプロケット３４とがチェーン３６で常に接続されているため、エンジンＥＮＧにジェネレータＧＥＮが接続された状態になっており、必要に応じてジェネレータＧＥＮを力行駆動することでアシストすることができ、反対にジェネレータＧＥＮを回生駆動することで減速することができる。

［シリーズ走行（Ｓ）］
図４は、シリーズ走行の動力伝達を説明する図である。
シリーズ走行は、主として中車速以上の加速時又は急加速時に選択され、第１クラッチＣＬ１を締結し、第２及び第３クラッチＣＬ２、ＣＬ３を開放することで、エンジンＥＮＧの動力が、入力軸２１、駆動スプロケット３２、チェーン３６、従動スプロケット３４、第１入出力軸２７を介してジェネレータＧＥＮに伝達され、ジェネレータＧＥＮを回生駆動することで発電することができる。そして、ジェネレータＧＥＮで発電された電力が制御装置（不図示）によりモータＭＯＴに供給され、供給された電力でモータＭＯＴを力行駆動することで、モータＭＯＴの動力が、第２入出力軸２９、第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して出力軸２５に伝達され、出力ギヤ５６、デファレンシャル装置Ｄを経由して駆動輪ＷＲに伝達される。

［シリーズ・パラレル走行（ＳＰ）］
図５は、シリーズ・パラレル走行の動力伝達を説明する図である。
シリーズ・パラレル走行は、主として中車速以上の加速時又は登坂時に選択され、第１及び第３クラッチＣＬ１、ＣＬ３を締結し、第２クラッチＣＬ２を開放することで、エンジンＥＮＧの動力が、入力軸２１、駆動スプロケット３２、チェーン３６、従動スプロケット３４、第１入出力軸２７を介してジェネレータＧＥＮに伝達され、ジェネレータＧＥＮを回生駆動することで発電することができるとともに、入力軸２１、駆動スプロケット３２、チェーン３６、従動スプロケット３４、第１入出力軸２７、第３クラッチＣＬ３、第２入出力軸２９、第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して出力軸２５に伝達され、出力ギヤ５６、デファレンシャル装置Ｄを経由して駆動輪ＷＲに伝達される。また、ジェネレータＧＥＮで発電された電力が制御装置（不図示）によりモータＭＯＴに供給され、供給された電力でモータＭＯＴを力行駆動することで、モータＭＯＴの動力が、第２入出力軸２９、第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して出力軸２５に伝達され、出力ギヤ５６、デファレンシャル装置Ｄを経由して駆動輪ＷＲに伝達される。即ち、エンジンＥＮＧの動力とモータＭＯＴの動力が足し合わされて駆動輪ＷＲに伝達される。

［第１ＥＶ走行（ＥＶ１）］
図６は、第１ＥＶ走行の動力伝達を説明する図である。
第１ＥＶ走行は、主として発進時等の緩加速時又は登坂時に選択され、第１〜第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を全て開放することで、モータＭＯＴの動力が、第２入出力軸２９、第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して出力軸２５に伝達され、出力ギヤ５６、デファレンシャル装置Ｄを経由して駆動輪ＷＲに伝達される。このとき、エンジンＥＮＧは入力軸２１から遮断されているため、停止していることが燃費の向上の点で好ましい。

［第２ＥＶ走行（ＥＶ２）］
図７は、第２ＥＶ走行の動力伝達を説明する図である。
第２ＥＶ走行は、主として低車速の強加速時に選択され、第３クラッチＣＬ３を締結し、第１及び第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２を開放することで、ジェネレータＧＥＮの動力が、第１入出力軸２７、第３クラッチＣＬ３、第２入出力軸２９に伝達され、さらにモータＭＯＴの動力が足し合わされて、第２入出力軸２９、第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して出力軸２５に伝達され、出力ギヤ５６、デファレンシャル装置Ｄを経由して駆動輪ＷＲに伝達される。このときも、エンジンＥＮＧは入力軸２１から遮断されているため、停止していることが燃費の向上の点で好ましい。

［減速走行（Ｃ）］
図８は、減速走行の動力伝達を説明する図である。
減速走行は、減速時に選択され、第１〜第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を全て開放した状態で、モータＭＯＴを回生駆動することで、モータＭＯＴの回生力が、第２入出力軸２９、第２駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４を介して出力軸２５に伝達され、出力ギヤ５６、デファレンシャル装置Ｄを経由して駆動輪ＷＲに伝達される。これにより、駆動輪ＷＲには回転方向と反対方向に回生力が作用し、減速されるとともに、モータＭＯＴが発電することでバッテリ（不図示）が充電される。このときも、エンジンＥＮＧは入力軸２１から遮断されているため、停止していることが燃費の向上の点で好ましい。

続いて、このように構成された車両用駆動装置１０における走行モードの切替について、図９の走行例を用いて説明する。なお、図９の表中、マイナスの符号は非作動又は停止を表し、白抜きの丸は力行駆動を表し、二重丸は回生駆動を表し、黒塗りの丸は力行駆動でも、回生駆動でも、非作動でもよいことを表している。

先ず、停車時は、第１〜第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を全て開放されており、エンジンＥＮＧ、モータＭＯＴ、ジェネレータＧＥＮが停止している。この状態からアクセルペダルが踏まれると、第１〜第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を全て開放した状態でモータＭＯＴを力行駆動することで第１ＥＶ走行（ＥＶ１）が行われ、モータＭＯＴの動力で車両が発進し、車速が緩やかに上昇する（緩加速）。さらにアクセルペダルが踏まれると、第３クラッチＣＬ３のみが締結され、モータＭＯＴに加えてジェネレータＧＥＮを力行駆動することで第２ＥＶ走行（ＥＶ２）が行われる（強加速）。

車速が５０ｋｍ／ｈ程度のクルーズ走行時には、第１ＥＶ走行（ＥＶ１）又は第２エンジン走行（Ｅ２）が選択される。第１ＥＶ走行（ＥＶ１）を選択する場合には、第２ＥＶ走行（ＥＶ２）時に締結されていた第３クラッチＣＬ３を解放し、ジェネレータＧＥＮを非作動とする。一方、第２エンジン走行（Ｅ２）を選択する場合には、先ず、第２ＥＶ走行（ＥＶ２）時に締結されていた第３クラッチＣＬ３に加えて第１クラッチＣＬ１を締結することでエンジンＥＮＧのエンジン出力軸１２を連れまわしてエンジンＥＮＧを始動させる、いわゆるモータリングを行う。そして、エンジンＥＮＧが始動した時点で、第１及び第３クラッチＣＬ１、ＣＬ３を締結したまま、第２エンジン走行（Ｅ２）を行う。このとき、必要に応じてモータＭＯＴ及び／又はジェネレータＧＥＮを力行駆動又は回生駆動してもよい。

５０ｋｍ／ｈ程度の中速クルーズ走行時にさらにアクセルペダルが踏まれると、シリーズ・パラレル走行（ＳＰ）又はシリーズ走行（Ｓ）が選択される。シリーズ・パラレル走行（ＳＰ）を選択する場合には、第１及び第３クラッチＣＬ１、ＣＬ３を締結した状態で、エンジンＥＮＧを作動させ、ジェネレータＧＥＮを回生駆動し、ジェネレータＧＥＮで発電された電力でモータＭＯＴを力行駆動する。これにより、エンジンＥＮＧの動力とモータＭＯＴの動力が駆動輪ＷＲに伝達される。一方、シリーズ走行（Ｓ）を選択する場合には、第１クラッチＣＬ１のみを締結した状態で、エンジンＥＮＧを作動させ、ジェネレータＧＥＮを回生駆動し、ジェネレータＧＥＮで発電された電力でモータＭＯＴを力行駆動する。これにより、モータＭＯＴの動力のみが駆動輪ＷＲに伝達される。

１００ｋｍ／ｈまで車速が上昇し、１００ｋｍ／ｈ程度の高速クルーズ走行を行うときには、第１及び第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２を締結したまま、第１エンジン走行（Ｅ１）を行う。このとき、必要に応じてモータＭＯＴ及び／又はジェネレータＧＥＮを力行駆動又は回生駆動してもよい。

１００ｋｍ／ｈ程度の高速クルーズ走行時にブレーキペダルが踏まれると、第１〜第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を全て開放した状態にし、エンジンＥＮＧを停止して、モータＭＯＴを回生駆動することで、減速走行（Ｃ）となり駆動輪ＷＲに回生ブレーキが作用して車速が下降する。

低速走行（例えば、５０ｋｍ／ｈ未満）時の登坂走行では、必要な駆動力に応じて第１ＥＶ走行（ＥＶ１）又はシリーズ・パラレル走行（ＳＰ）が選択される。その状態から最加速する際には、シリーズ走行（Ｓ）が選択される。

高速走行（例えば、５０ｋｍ／ｈ以上）時の登坂走行では、必要な駆動力に応じて第１エンジン走行（Ｅ１）又は第２エンジン走行（Ｅ２）が選択される。

車両を停車させるためにブレーキペダルが踏まれると、第１〜第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を全て開放した状態にし、エンジンＥＮＧを停止して、モータＭＯＴを回生駆動することで、減速走行（Ｃ）となり駆動輪ＷＲに回生ブレーキが作用して車速が下降し、車両が停車する。車両が停車すると、第１〜第３クラッチＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が全て開放され、エンジンＥＮＧ、モータＭＯＴ、ジェネレータＧＥＮが停止する。

このように構成された本実施形態の車両用駆動装置１０によれば、ジェネレータＧＥＮに接続される第１入出力軸２７と、モータＭＯＴに接続される第２入出力軸２９とを動力伝達可能に接続する第３クラッチＣＬ３が設けられているので、２系統の伝達経路を利用して第１エンジン走行（Ｅ１）と第２エンジン走行（Ｅ２）とを実現することができる。

また、第２ＥＶ走行（ＥＶ２）では、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮとを使用して、要求駆動力に合わせた合成駆動力を出力することができるので、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮを低トルク、低出力化が可能となり、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの小型、軽量化が可能となる。

また、２つの異なる特性の電動機であるモータＭＯＴとジェネレータＧＥＮとを２つ組み合わせることができるため、走行時に使用頻度が高い出力領域と高効率領域とを近づけることが可能となり、電費を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態の車両用駆動装置について説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態の車両用駆動装置の概略構成図である。なお、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の車両用駆動装置１０Ａは、入力軸２１と第１入出力軸２７との動力伝達をチェーン３６で行う代わりに、内接噛み合いギヤ３７を用いている。第１入出力軸２７には内歯車３９が一体回転可能に取り付けられており、入力軸２１には内歯車３９に噛合するギヤが内周面に形成された外歯車３８が一体回転可能に取り付けられている。即ち、入力軸２１と第１入出力軸２７とが切り離し不能に接続されている。従って、入力軸２１が回転することにより、外歯車３８が回転し、外歯車３８に噛合する内歯車３９が外歯車３８の内径側で回転し、入力軸２１の回転が増速されて第１入出力軸２７に伝達される。

また、第１入出力軸２７には、軸方向で内歯車３９と第２駆動ギヤ５２との間に、第２クラッチＣＬ２と第１入出力軸２７に対し相対回転可能に第１駆動ギヤ４２が設けられており、第２クラッチＣＬ２を解放又は締結することで、第１入出力軸２７と第１駆動ギヤ４２とは遮断状態又は接続状態となる。第１駆動ギヤ４２は、出力軸２５に取り付けられた第１従動ギヤ４４と噛合し、第１及び第２クラッチＣＬ１、ＣＬ２を締結することで、エンジンＥＮＧの動力が、第１クラッチＣＬ１、入力軸２１、外歯車３８、内歯車３９、第２クラッチＣＬ２、第１駆動ギヤ４２、第１従動ギヤ４４を介して出力軸２５に伝達される第１伝達経路が確立され、第１伝達経路を介してエンジン走行を行うことができる。また、第１クラッチＣＬ１を締結し、第２クラッチＣＬ２を解放することで、エンジンＥＮＧの動力は出力軸２５に伝達されず、ジェネレータＧＥＮにのみ伝達することができる。

本実施形態の車両用駆動装置１０Ａによれば、第１実施形態の車両用駆動装置１０と同一の作用効果を奏することに加えて、変速機構Ｔの径方向長さを小さくすることができるので、車両用駆動装置１０Ａの径方向長さを小さくすることができ、車両搭載性が向上し、高剛性化、低重心化、軽量化することができる。

尚、本発明の車両用駆動装置は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、エンジンの排気量や２つの電動機の定格出力は特に限定されるものではなく、ハイブリッド車両、プラグインハイブリッド車両、レンジエクステンダー等の種々の車両に搭載することができる。

１０、１０Ａ 車両用駆動装置
１１ ケース
１１ａ モータ収容空間（第２電動機収容空間）
１１ｂ ジェネレータ収容空間（第１電動機収容空間）
１１ｃ 第３クラッチ収容空間（第３断接手段収容空間）
１２ エンジン出力軸（エンジンの出力軸）
２１ 入力軸
２５ 出力軸
２７ 第１入出力軸
２９ 第２入出力軸
４２ 第１駆動ギヤ
４４ 第１従動ギヤ
５２ 第２駆動ギヤ
５４ 第２従動ギヤ
５６ 出力ギヤ（出力部）
ＥＮＧ エンジン
ＭＯＴ モータ（第２電動機）
ＧＥＮ ジェネレータ（第１電動機）
Ｔ 変速機構
ＣＬ１ 第１クラッチ（第１断接手段）
ＣＬ２ 第２クラッチ（第２断接手段）
ＣＬ３ 第３クラッチ（第３断接手段）

Claims (11)

1. エンジンと、第１及び第２電動機と、変速機構と、を備え、
   前記変速機構は、
   前記エンジンの出力軸に第１断接手段を介して動力伝達可能に接続される入力軸と、
   前記入力軸に第２断接手段を介して動力伝達可能に接続される第１駆動部と、
   前記入力軸と切り離し不能に接続されるとともに前記第１電動機と動力伝達可能に接続される第１入出力軸と、
   前記第２電動機と動力伝達可能に接続される第２入出力軸と、
   前記第２入出力軸に設けられる第２駆動部と、
   前記第１駆動部と動力伝達可能に接続される第１従動部と、
   前記第２駆動部と動力伝達可能に接続される第２従動部と、
   前記第１従動部と前記第２従動部と出力部とを有する出力軸と、を有し、
   前記第１入出力軸と前記第２入出力軸とは、第３断接手段を介して動力伝達可能に接続されることを特徴とする車両用駆動装置。
2. 前記エンジンの動力が、前記第１断接手段、前記入力軸、前記第２断接手段、前記第１駆動部、前記第１従動部を介して前記出力軸へと伝達される第１伝達経路と、前記第１断接手段、前記入力軸、前記第１入出力軸、前記第３断接手段、前記第２入出力軸、前記第２駆動部、前記第２従動部を介して前記出力軸へと伝達される第２伝達経路とでは、減速比が異なり、
   前記第１伝達経路の減速比は、前記第２伝達経路の減速比よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置。
3. 前記第２入出力軸は、中空構造を有し、前記第１入出力軸が内部に相対回転可能に挿通することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用駆動装置。
4. 前記第１及び第２電動機は、同一直線状に回転軸線を有するようにケース内に収容され、
   前記ケースには、前記第１電動機を収容する第１電動機収容空間と、前記第２電動機を収容する第２電動機収容空間とが隣接して配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
5. 前記ケース内には、前記第１電動機と前記第２電動機と軸方向において少なくとも一部がオーバーラップするように前記第３断接手段が収容される第３断接手段収容空間が形成されることを特徴とする請求項４に記載の車両用駆動装置。
6. 前記第１断接手段及び前記第２断接手段を締結し、前記第３断接手段を解放した状態で、エンジンを作動し、前記第１電動機と前記第２電動機の少なくとも一方を力行駆動又は回生駆動することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
7. 前記第１断接手段及び前記第３断接手段を締結し、前記第２断接手段を解放した状態で、エンジンを作動し、前記第１電動機と前記第２電動機の少なくとも一方を力行駆動又は回生駆動することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
8. 前記第１断接手段を締結し、前記第２断接手段及び前記第３断接手段を解放した状態で、エンジンを作動し、前記第１電動機を回生駆動して発電するとともに、前記第１電動機で発電した電力を前記第２電動機に供給し、前記第２電動機を力行駆動することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
9. 前記第１断接手段及び前記第３断接手段を締結し、前記第２断接手段を解放した状態で、エンジンを作動し、前記第１電動機を回生駆動して発電するとともに、前記第１電動機で発電した電力を前記第２電動機に供給し、前記第２電動機を力行駆動することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
10. 前記第１断接手段、前記第２断接手段及び前記第３断接手段を解放した状態で、前記第２電動機を力行駆動又は回生駆動することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。
11. 前記第３断接手段を締結し、前記第１断接手段及び前記第２断接手段を解放した状態で、前記第１電動機及び前記第２電動機を力行駆動又は回生駆動することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用駆動装置。

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