(57)【特許請求の範囲】
【請求項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断接手段を介して動力伝達可能に接続されるとともに前記第１電動機に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駆動部と、
前記駆動部と動力伝達可能に接続される従動部と、
前記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入出力軸とは一方向クラッチを介して動力伝達可能に接続され、
前記一方向クラッチは、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際に非係合になるとともに、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際の回転動力と同方向の回転動力が前記第１電動機から入力される際に非係合となり、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際の回転動力と反対方向の回転動力が前記第１電動機から入力される際に係合することを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項２】
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に記載の車両用駆動装置。
【請求項３】
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又は２に記載の車両用駆動装置。
【請求項４】
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一方向クラッチが収容される一方向クラッチ収容空間が形成されることを特徴とする請求項３に記載の車両用駆動装置。
【請求項５】
エンジンと、第１電動機と、変速機構と、を備える第１駆動機構が前輪と後輪のいずれか一方に接続され、
第２電動機を備える第２駆動機構が前記前輪と前記後輪の他方に接続され、
前記変速機構は、
前記エンジンの出力軸に断接手段を介して動力伝達可能に接続されるとともに前記第１電動機に動力伝達可能に接続される第１入出力軸と、
記第１入出力軸が内部に相対回転可能に挿通する第２入出力軸と、
前記第２入出力軸に設けられる駆動部と、
前記駆動部と動力伝達可能に接続される従動部と、
前記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入出力軸とは一方向クラッチを介して動力伝達可能に接続され、
前記一方向クラッチは、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際に非係合になるとともに、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際の回転動力と同方向の回転動力が前記第１電動機から入力される際に非係合となり、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際の回転動力と反対方向の回転動力が前記第１電動機から入力される際に係合することを特徴とする車両用駆動装置。
【請求項６】
前記第２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第２電動機の出力より小さければ前記第２電動機のみを駆動するモードを選択し、
前記第２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第２電動機の出力以上であれば前記第１電動機と前記第２電動機の両方を駆動するモードを選択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。
【請求項７】
前記第２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第１電動機及び前記第２電動機のそれぞれの出力より小さければ、前記第１電動機のみを駆動するモードと、前記第２電動機のみを駆動するモードと、前記第１電動機と前記第２電動機の両方を駆動するモードと、のいずれか効率のよいモードを選択し、
前記第２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第２電動機の出力より小さく前記第１電動機の出力以上であれば、前記第２電動機のみを駆動するモードと、前記第１電動機と前記第２電動機の両方を駆動するモードと、のいずれか効率のよいモードを選択し、
前記第２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第２電動機の出力以上であれば、前記第１電動機と前記第２電動機の両方を駆動するモードを選択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。
【請求項８】
前記第２電動機の状態が異常状態であり、車両要求出力が前記第１電動機の出力より小さければ前記第１電動機のみを駆動するモードを選択し、
前記第２電動機の状態が異常状態であり、車両要求出力が前記第１電動機の出力以上であれば出力制限を行うことを特徴とする請求項６又は７に記載の車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来の大容量バッテリを備えた電気自動車をベースとして小型発電機を搭載し、一充電当たりの走行距離を延ばすようにしたレンジエクステンダーＥＶ自動車が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このレンジエクステンダーＥＶ自動車は、高出力の駆動用電動機に対し、発電機を低出力とし、プラグイン充電によって航続距離を確保し、バッテリ充電要求があるときに限り高効率にて発電機による発電を行っている。これにより、電気自動車の弱点である航続距離が短いという課題と充電時間が長いという課題を克服し、ＥＶ駆動の魅力であるハイレスポンスを実現している。
【０００４】
しかしながら、一般的にレンジエクステンダーＥＶ自動車は、従来の電気自動車のバッテリ容量を減らし、小型発電機を搭載する必要があるが、バッテリと小型発電機は形状が異なるため、バッテリを小型化して空いた空間にそのまま小型発電機を搭載させることはできない。そのため、駆動用電動機と小型発電機の車両搭載性を検討する必要がある。
【０００５】
また、通常、レンジエクステンダーＥＶ自動車は、相応のバッテリが搭載されているため小型発電機を使用する頻度は非常に少ない。そのため、ＥＶ走行時は、小型発電機及びそれに付随する部材がただの重りになってしまい、軽量、低コスト又は何らかの付加価値機能が求められる。
【０００６】
一方で、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１０に記載の車両用駆動装置が知られている（特許文献２）。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。
【０００７】
特許文献２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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１７３３８８号
【特許文献２】国際公開２００９／００３３８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に記載の車両用駆動装置をレンジエクステンダーＥＶ自動車に搭載しようとすると、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。
【００１０】
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、簡易な構成のまま、２つの電動機のうちの１つの電動機に駆動用電動機、発電用電動機、エンジン始動用電動機という３つの機能を持たせた車両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】
【００１１】
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）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）に断接手段（例えば、後述の実施形態のクラッチＣＬ）を介して動力伝達可能に接続されるとともに前記第１電動機に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駆動部（例えば、後述の実施形態の第２駆動ギヤ５２）と、
前記駆動部と動力伝達可能に接続される従動部（例えば、後述の実施形態の第２従動ギヤ５４）と、
前記従動部と出力部（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入出力軸とは一方向クラッチ（例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ１ＷＡＹ）を介して動力伝達可能に接続され、
前記一方向クラッチは、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際に非係合になるとともに、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際の回転動力と同方向の回転動力が前記第１電動機から入力される際に非係合となり、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際の回転動力と反対方向の回転動力が前記第１電動機から入力される際に係合することを特徴とする。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３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一方向クラッチが収容される一方向クラッチ収容空間（例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ収容空間１１ｃ）が形成されることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項５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電動機（例えば、後述の実施形態のジェネレータＧＥＮ）と、変速機構（例えば、後述の実施形態の変速機構Ｔ）と、を備える第１駆動機構（例えば、後述の実施形態の駆動機構１０Ｂ）が前輪（例えば、後述の実施形態の前輪ＦＷＲ）と後輪（例えば、後述の実施形態の後輪ＲＷＲ）のいずれか一方に接続され、
第２電動機（例えば、後述の実施形態のモータＭＯＴ）を備える第２駆動機構（例えば、後述の実施形態の駆動機構１０Ｃ）が前記前輪と前記後輪の他方に接続され、
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）に断接手段（例えば、後述の実施形態のクラッチＣＬ）を介して動力伝達可能に接続されるとともに前記第１電動機に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、
記第１入出力軸が内部に相対回転可能に挿通する第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駆動部（例えば、後述の実施形態の第２駆動ギヤ５２）と、
前記駆動部と動力伝達可能に接続される従動部（例えば、後述の実施形態の第２従動ギヤ５４）と、
前記従動部と出力部（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入出力軸とは一方向クラッチ（例えば、後述の実施形態の一方向クラッチ１ＷＡＹ）を介して動力伝達可能に接続され、
前記一方向クラッチは、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際に非係合になるとともに、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際の回転動力と同方向の回転動力が前記第１電動機から入力される際に非係合となり、前記エンジンからの動力が前記第１電動機に入力される際の回転動力と反対方向の回転動力が前記第１電動機から入力される際に係合することを特徴とする。
【００１６】
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２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第２電動機の出力より小さければ前記第２電動機のみを駆動するモードを選択し、
前記第２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第２電動機の出力以上であれば前記第１電動機と前記第２電動機の両方を駆動するモードを選択することを特徴とする。
【００１７】
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２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第１電動機及び前記第２電動機のそれぞれの出力より小さければ、前記第１電動機のみを駆動するモードと、前記第２電動機のみを駆動するモードと、前記第１電動機と前記第２電動機の両方を駆動するモードと、のいずれか効率のよいモードを選択し、
前記第２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第２電動機の出力より小さく前記第１電動機の出力以上であれば、前記第２電動機のみを駆動するモードと、前記第１電動機と前記第２電動機の両方を駆動するモードと、のいずれか効率のよいモードを選択し、
前記第２電動機の状態が正常状態であり、車両要求出力が前記第２電動機の出力以上であれば、前記第１電動機と前記第２電動機の両方を駆動するモードを選択することを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の構成に加え、
前記第２電動機の状態が異常状態であり、車両要求出力が前記第１電動機の出力より小さければ前記第１電動機のみを駆動するモードを選択し、
前記第２電動機の状態が異常状態であり、車両要求出力が前記第１電動機の出力以上であれば出力制限を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１及び５に記載の発明によれば、第１電動機を発電用電動機として使用するほか、駆動用電動機及びエンジン始動用電動機として使用することができるので、主として発電用電動機として使用する電動機に付加機能を持たせることができる。
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。
【００２０】
また、請求項２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。
【００２１】
また、請求項３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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明によれば、簡易な制御でＥＶ走行時の駆動源を選択することができる。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明によれば、ＥＶ走行時の駆動源を効率に基づいて選択することがで、電費を向上させることができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明によれば、電動機の状態に応じた制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】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る。
【図２】第１ＥＶ走行時の動力伝達を説明する図である。
【図３】第２ＥＶ走行時の動力伝達を説明する図である。
【図４】第３ＥＶ走行時の動力伝達を説明する図である。
【図５】エンジン始動時の動力伝達を説明する図である。
【図６】シリーズ走行時の動力伝達を説明する図である。
【図７】第１ＥＶ走行〜第３ＥＶ走行の選択方法について第１実施例のフローチャートである。
【図８】第１ＥＶ走行〜第３ＥＶ走行の選択方法について第２実施例のフローチャートである。
【図９】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。
【図１０】特許文献２に記載の車両用駆動装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
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に接続される第１入力軸２１と、第１入力軸２１を囲うように第１入力軸２１の外周に配置される第２入力軸２２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。
【００２９】
第１入力軸２１と第２入力軸２２との動力伝達経路上には、クラッチＣＬが設けられており、クラッチＣＬを解放又は締結することで、第１入力軸２１と第２入力軸２２とは遮断状態又は接続状態となる。
【００３０】
第２入力軸２２には、第１駆動ギヤ３２が一体回転するように取り付けられており、第１入出力軸２７には第１駆動ギヤ３２と噛合する第１従動ギヤ３４が一体回転するように取り付けられており、エンジンＥＮＧのエンジン出力軸１２の回転方向を正方向とすると、第２入力軸２２が正方向に回転することにより、第１入出力軸２７が正方向とは反対方向である逆方向に回転するようになっている。なお、第１駆動ギヤ３２に対し、第１従動ギヤ３４が小径に構成されており、第１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。
【００３１】
これにより、第１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がクラッチＣＬを介して動力伝達可能に接続される。従って、クラッチＣＬ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。なお、図１中、符号１３は、ダンパであり、エンジンＥＮＧの動力が第１入力軸２１に入力する際のショックを低減する作用を果たす。
【００３２】
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が一体回転するよう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、これによりモータ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。
【００３３】
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、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、出力軸２５と一体回転するよう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。
【００３４】
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一方向クラッチ収容空間１１ｃが形成されており、一方向クラッチ収容空間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一方向クラッチ１ＷＡＹが配置されている。
【００３５】
一方向クラッチ１ＷＡＹは、エンジンＥＮＧからの動力がジェネレータＧＥＮに入力される際に非係合となり、エンジンＥＮＧからの動力がジェネレータＧＥＮに入力される際の回転動力と反対方向の回転動力がジェネレータＧＥＮから入力される際に係合するように設定されている。即ち、上記したようにエンジンＥＮＧのエンジン出力軸１２の回転方向を正方向とすると、エンジンＥＮＧからの動力がジェネレータＧＥＮに入力される際の回転動力は逆方向なので、第１入出力軸２７に正方向の回転動力がジェネレータＧＥＮから入力される際に一方向クラッチ１ＷＡＹが係合状態となり第１入出力軸２７が第２入出力軸２９と一体回転し、一方、第１入出力軸２７に逆方向の回転動力がジェネレータＧＥＮから入力される際に一方向クラッチ１ＷＡＹが非係合状態となり第１入出力軸２７が第２入出力軸２９に対し相対回転する。
【００３６】
また、モータＭＯＴを逆方向に回転動力が出力するように力行駆動する場合に、一方向クラッチ１ＷＡＹが係合状態となり第２入出力軸２９が第１入出力軸２７と一体回転し、一方、モータＭＯＴを正方向に回転動力が出力するように力行駆動する場合に、一方向クラッチ１ＷＡＹが非係合状態となり第２入出力軸２９が第１入出力軸２７に対し相対回転する。
【００３７】
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。なお、以下の説明は、特に規定した場合を除き前進走行するものとして説明する。
また、以下の説明で、効率とは、総出力量分のモータＭＯＴあるいはジェネレータＧＥＮによって出力した際の実際の出力量、即ち、車両用駆動装置１０を構成するモータＭＯＴと変速機構Ｔ、あるいはジェネレータＧＥＮと変速機構Ｔの総合効率である。その導出方法としては、例えば、伝達ロスや熱ロス等から算出されたマップ等によって選択する、あるいは計算式等から直接に導き出してもよい。
【００３８】
［第１ＥＶ走行］
図２は、第１ＥＶ走行の動力伝達を説明する図である。
第１ＥＶ走行は、モータＭＯＴを駆動源とするＥＶ走行であり、主として車両からの要求出力が大きくないときやリバース時等のジェネレータＧＥＮで駆動するよりもモータＭＯＴで駆動した方が効率的に優位なときに選択される。クラッチＣＬを解放した状態で、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。このとき、エンジンＥＮＧは第１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。
なお、車両が前進するため、モータＭＯＴが正方向に力行駆動するときには一方向クラッチ１ＷＡＹは非係合状態となる。車両が後進するため、モータＭＯＴが逆方向に力行駆動するときには一方向クラッチ１ＷＡＹは係合状態となる。この場合、ジェネレータＧＥＮを回生駆動して発電をすることができる。
【００３９】
［第２ＥＶ走行］
図３は、第２ＥＶ走行の動力伝達を説明する図である。
第２ＥＶ走行は、ジェネレータＧＥＮを駆動源とするＥＶ走行であり、モータＭＯＴで駆動するよりもジェネレータＧＥＮで駆動した方が効率的に優位なときに選択される。クラッチＣＬを解放した状態で、ジェネレータＧＥＮを力行駆動することで、一方向クラッチ１ＷＡＹが係合状態となり、ジェネレータＧＥＮの動力が、第１入出力軸２７、一方向クラッチ１ＷＡＹ、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は第１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。
なお、車両が前進するため、ジェネレータＧＥＮが正方向に力行駆動するときには一方向クラッチ１ＷＡＹは係合状態となりモータＭＯＴを連れまわすことになるため、引きずり損失を含めてモータＭＯＴで駆動するよりもジェネレータＧＥＮで駆動した方が効率的に優位なときに選択される。
【００４０】
［第３ＥＶ走行］
図４は、第３ＥＶ走行の動力伝達を説明する図である。
第３ＥＶ走行は、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの両方を駆動源とするＥＶ走行であり、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮのいずれか一方で駆動するよりもモータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの両方で駆動した方が効率的に優位なときに選択される。クラッチＣＬを解放した状態で、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮとを同方向に力行駆動することで、一方向クラッチ１ＷＡＹが係合状態となり、ジェネレータＧＥＮの動力が、第１入出力軸２７、一方向クラッチ１ＷＡＹ、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は第１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。
【００４１】
ここで、第１ＥＶ走行〜第３ＥＶ走行の選択方法について２つの実施例について説明する。
＜第１実施例＞
図７は第１実施例のフローチャートであり、第１実施例はモータＭＯＴを優先的に使用するように設定された実施例である。
先ず、モータＭＯＴの状態が正常か否かを検出する（Ｓ１１）。モータＭＯＴの状態が正常であれば、続いて、車両要求出力とモータＭＯＴの出力（ＭＯＴ出力）を比較する（Ｓ１２）。その結果、モータＭＯＴの出力（ＭＯＴ出力）が車両要求出力より大きければ、モータＭＯＴを駆動源とする第１ＥＶ走行モードが選択される。一方、モータＭＯＴの出力（ＭＯＴ出力）が車両要求出力以下であれば、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの両方を駆動源とする第３ＥＶ走行モードを選択する。
【００４２】
また、Ｓ１１において、モータＭＯＴの状態が正常ではない、即ち異常であると判定された場合、例えば、モータＭＯＴの回路に短絡が検出された場合、モータ温度が閾値を超えた場合等には、車両要求出力とジェネレータＧＥＮの出力（ＧＥＮ出力）を比較する（Ｓ１３）。その結果、ジェネレータＧＥＮの出力（ＧＥＮ出力）が車両要求出力より大きければ、ジェネレータＧＥＮを駆動源とする第２ＥＶ走行モードが選択される。一方、ジェネレータＧＥＮの出力（ＧＥＮ出力）が車両要求出力以下であれば、モータＭＯＴが使用できないため、出力制限が行われる。
【００４３】
このようにモータＭＯＴを優先的に選択することで、制御を簡易化することができる。
【００４４】
＜第２実施例＞
図８は第２実施例のフローチャートであり、第２実施例はモータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）と、ジェネレータＧＥＮの効率（ＧＥＮ効率）と、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）とを比較し、いずれか効率がよいモードを優先的に使用するように設定された実施例である。
先ず、モータＭＯＴの状態が正常か否かを検出する（Ｓ２１）。モータＭＯＴの状態が正常であれば、続いて、車両要求出力とモータＭＯＴの出力（ＭＯＴ出力）を比較する（Ｓ２２）。その結果、モータＭＯＴの出力（ＭＯＴ出力）が車両要求出力以下であれば、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの両方を駆動源とする第３ＥＶ走行モードを選択する。
【００４５】
Ｓ２２において、モータＭＯＴの出力（ＭＯＴ出力）が車両要求出力より大きければ、続いて、車両要求出力とジェネレータＧＥＮの出力（ジェネレータＧＥＮ）を比較する（Ｓ２３）。その結果、ジェネレータＧＥＮの出力（ジェネレータＧＥＮ）が車両要求出力より大きければ、ジェネレータＧＥＮの効率（ＧＥＮ効率）とモータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）を比較する（Ｓ２４）。その結果、モータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）がジェネレータＧＥＮの効率（ＧＥＮ効率）よりも高ければ、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）とモータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）を比較する（Ｓ２５）。その結果、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）がモータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）より低ければ、モータＭＯＴを駆動源とする第１ＥＶ走行モードが選択される。一方、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）がモータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）以上であれば、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの両方を駆動源とする第３ＥＶ走行モードを選択する。
【００４６】
また、Ｓ２３において、ジェネレータＧＥＮの出力（ジェネレータＧＥＮ）が車両要求出力以下であれば、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）とモータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）を比較する（Ｓ２５）。その結果、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）がモータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）より低ければ、モータＭＯＴを駆動源とする第１ＥＶ走行モードが選択される。一方、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）がモータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）以上であれば、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの両方を駆動源とする第３ＥＶ走行モードを選択する。
【００４７】
また、Ｓ２４において、モータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）がジェネレータＧＥＮの効率（ＧＥＮ効率）以下であれば、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）とジェネレータＧＥＮの効率（ＧＥＮ効率）を比較する（Ｓ２６）。その結果、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）がジェネレータＧＥＮの効率（ＧＥＮ効率）より低ければ、ジェネレータＧＥＮを駆動源とする第２ＥＶ走行モードが選択される。一方、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）がジェネレータＧＥＮの効率（ＧＥＮ効率）以上であれば、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの両方を駆動源とする第３ＥＶ走行モードを選択する。
【００４８】
また、Ｓ２１において、モータＭＯＴの状態が正常ではない、即ち異常であると判定された場合、例えば、モータＭＯＴの回路に短絡が検出された場合、モータ温度が閾値を超えた場合等には、車両要求出力とジェネレータＧＥＮの出力（ＧＥＮ出力）を比較する（Ｓ２７）。その結果、ジェネレータＧＥＮの出力（ＧＥＮ出力）が車両要求出力より大きければ、ジェネレータＧＥＮを駆動源とする第２ＥＶ走行モードが選択される。一方、ジェネレータＧＥＮの出力（ＧＥＮ出力）が車両要求出力以下であれば、モータＭＯＴが使用できないため、出力制限が行われる。
【００４９】
このようにモータＭＯＴの効率（ＭＯＴ効率）と、ジェネレータＧＥＮの効率（ＧＥＮ効率）と、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮの併用時の効率（ＭＯＴ＋ＧＥＮ効率）とを比較して、いずれか効率のよいモードを選択することで、要求出力に応じた運転を可能としつつ電費を向上させることができる。
【００５０】
続いて、エンジンＥＮＧを活用する場合について説明する。
［エンジン始動］
図５は、第１ＥＶ走行中におけるエンジン始動時の動力伝達を説明する図である。
第１ＥＶ走行時は、上記したように一方向クラッチ１ＷＡＹが非係合状態であり、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。このとき、クラッチＣＬを締結した状態で、ジェネレータＧＥＮを逆方向に力行駆動することで、一方向クラッチ１ＷＡＹが非係合状態のまま、ジェネレータＧＥＮの動力が、第１入出力軸２７、第１従動ギヤ３４、第１駆動ギヤ３２、第２入力軸２２、クラッチＣＬを介して第１入力軸２１に伝達され、ダンパ１３、を経由してエンジン出力軸１２に伝達される。エンジン出力軸１２が所定の回転数以上となったところで、点火することでエンジンＥＮＧを始動することができる。なお、エンジン始動時は、一方向クラッチ１ＷＡＹが非係合状態のため、一方向クラッチ１ＷＡＹが空転しジェネレータＧＥＮの動力が出力軸２５に伝達されることはない。
なお、第１ＥＶ走行時に限らずモータＭＯＴが停止しているとき等においても、ジェネレータＧＥＮを逆方向に力行駆動することでエンジンＥＮＧを始動することができる。
【００５１】
［シリーズ走行］
図６は、シリーズ走行中の動力伝達を説明する図である。
シリーズ走行時は、クラッチＣＬを締結した状態で、エンジンＥＮＧを作動することで、エンジンＥＮＧの動力が、第１入力軸２１、クラッチＣＬ、第２入力軸２２、第１駆動ギヤ３２、第１従動ギヤ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。このとき、一方向クラッチ１ＷＡＹが非係合状態のため、一方向クラッチ１ＷＡＹが空転しジェネレータＧＥＮの動力が出力軸２５に伝達されることはない。
【００５２】
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、シリーズ走行時においてジェネレータＧＥＮを発電用電動機として使用するほか、第２ＥＶ走行時及び第３ＥＶ走行時に駆動用電動機として使用することができ、さらにエンジン始動用電動機として使用することができる。
【００５３】
また、第３ＥＶ走行時には、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。
【００５４】
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。
【００５５】
＜第２実施形態＞
次に、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９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り、本実施形態の車両用駆動装置１０Ａは、第１実施形態の車両用駆動装置１０からモータＭＯＴを取り除いた駆動機構１０Ｂを前輪駆動装置として前輪ＦＷＲに接続し、モータＭＯＴを含む駆動機構１０Ｃを後輪駆動装置として後輪ＲＷＲに接続したものである。なお、駆動機構１０Ｂについては、車両用駆動装置１０からモータＭＯＴを取り除いた以外同一の構成を有するため、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
駆動機構１０Ｃは、モータＭＯＴのモータ出力軸２６の一端に第３駆動ギヤ６２が一体回転するように取り付けられており、モータＭＯＴのモータ出力軸２６と平行に延びる出力軸２８に第３駆動ギヤ６２と噛合する第３従動ギヤ６４と、出力ギヤ６６とが出力軸２８と一体回転するように取り付けられている。従って、モータＭＯＴの動力が第３駆動ギヤ６２、第３従動ギヤ６４を介して出力軸２８に伝達され、出力軸２８に伝達される動力は出力ギヤ６６からデファレンシャル装置Ｄを経由して後輪ＲＷＲに伝達され、反対に、後輪ＲＷＲからの動力がデファレンシャル装置Ｄ、出力ギヤ６６、出力軸２８、第３従動ギヤ６４、第３駆動ギヤ６２、出力軸２６を経由してモータＭＯＴに伝達される。
【００５７】
このように、モータＭＯＴとジェネレータＧＥＮとが異なる駆動輪に接続されることで四輪駆動走行を行うことができる。この場合でも、第１実施形態の車両用駆動装置と同様に、エンジンＥＮＧの動力でジェネレータＧＥＮを発電し、発電した電力をモータＭＯＴに供給してモータＭＯＴを力行駆動することでシリーズ走行を行うことができ、また、ジェネレータＧＥＮを正方向に回転動力が出力するように力行駆動することで、一方向クラッチ１ＷＡＹが係合して、ジェネレータＧＥＮを駆動源として利用することもできる。また、ジェネレータＧＥＮを逆方向に力行駆動することで、エンジンＥＮＧを始動することもできる。
【００５８】
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、レンジエクステンダーＥＶ自動車に限らず、ハイブリッド車両、プラグインハイブリッド車両等の種々の車両に搭載することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０、１０Ａ    車両用駆動装置
１０Ｂ          駆動機構（第１駆動機構）
１０Ｃ          駆動機構（第２駆動機構）
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          一方向クラッチ収容空間（一方向クラッチ収容空間）
１２            エンジン出力軸（エンジンの出力軸）
２５            出力軸
２７            第１入出力軸
２９            第２入出力軸
５２            第２駆動ギヤ（駆動部）
５４            第２従動ギヤ（従動部）
５６            出力ギヤ（出力部）
ＥＮＧ          エンジン
ＧＥＮ          ジェネレータ（第１電動機）
ＭＯＴ          モータ（第２電動機）
Ｔ              変速機構
ＣＬ            クラッチ（断接手段）
１ＷＡＹ        一方向クラッチ
ＦＷＲ          前輪
ＲＷＲ          後輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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