(57)【要約】      （修正有）【課題】１個のモーター・ジェネレーターを備えたＡＭＴからなるハイブリッド自動車用駆動装置において、ＭＧ駆動で走行可能な変速段をエンジン駆動で用いる際に、１段飛び越し変速と同等の変速を素早く行うことを可能にする。【解決手段】自動車用駆動装置は、エンジン１からクラッチ３を介して動力を受け入れ可能なＥ入力軸１０と、モーター・ジェネレーター２から動力を受け入れ可能なＭ入力軸１６と、出力軸１２と、Ｅ入力軸１０と出力軸１２との間に配置されて、複数の変速比を得る第１変速機構ＦＧと、Ｍ入力軸１６と出力軸１２との間に配置されて、複数の変速比を得る第２変速機構ＳＧと、Ｅ入力軸１０とＭ入力軸１６との間に配置されて、両者を複数の変速比で連結可能な第３変速機構と、を備えた。【選択図】図１
2018118635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源として、エンジンと、モーター・ジェネレーターとで駆動可能な自動車用駆動装置において、
前記エンジンからクラッチを介して動力を受け入れ可能なエンジン入力軸と、
前記モーター・ジェネレーターから動力を受け入れ可能なモーター入力軸と、
出力軸と、
前記エンジン入力軸と前記出力軸との間に配置されて、複数の変速比を得る第１変速機構と、
前記モーター入力軸と前記出力軸との間に配置されて、複数の変速比を得る第２変速機構と、
前記エンジン入力軸と前記Ｍモーター入力軸との間に配置されて、両者を複数の変速比で連結可能な第３変速機構と、
を有したことを特徴とする自動車用駆動装置。
【請求項２】
前記第１変速機構が偶数段の変速を、また前記第２変速機構が奇数段の変速を、それぞれ担う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】
前記出力軸が、第１出力軸と第２出力軸とで構成されたことを特徴とする請求項１または２項に記載の自動車用駆動装置。
【請求項４】
前記第３変速機構が、前記エンジン入力軸と前記モーター入力軸とが互いに逆回転する変速比の後進段を有したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの１項に記載の自動車用駆動装置。
【請求項５】
前記モーター・ジェネレーターが、後進段の歯車を介して前記モーター入力軸を駆動可能としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの１項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、自動車用駆動装置に関し、動力源として内燃機関（エンジン）と１つのモーター・ジェネレーター（以下、「Ｍ／Ｇ」という）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、１つのＭ／Ｇを、マニュアル・トランスミッションをベースにクラッチ操作および変速の自動化を図ったオートメイテッド・マニュアル・トランスミッション（以下、「ＡＭＴ」という）の、入力軸および出力軸に選択的に連結可能とした例（たとえば、特許文献１参照）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１３６４９５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、Ｍ／Ｇ駆動で走行可能な変速段をエンジン駆動で用いる場合、１段飛び越し変速が困難という問題があった。
すなわち、Ｍ／Ｇで駆動するＥＶ走行モードにおいて「Ｌｏｗ」と「Ｈｉｇｈ」の２段の変速比を有しており、これらの変速段はエンジンでも駆動することができる。
そして、エンジンで駆動する際にはＬｏｗが２速、Ｈｉｇｈが４速の変速段として、他の変速段はエンジン駆動でのみ用いるようになっている。
一般に、エンジン駆動の４速で走行中に、ドライバーがアクセルペダルを大きく踏み込んだ場合などでは、３速を飛び越して２速へ変速する、いわゆるスキップシフトを行う機会が多い。
このとき、駆動トルクが途切れないように変速するには、４速のエンジン駆動から４速（Ｈｉｇｈ）のＭ／Ｇ駆動に切替え、続いて３速のエンジン駆動に切替え、さらに２速（Ｌｏｗ）のＭ／Ｇ駆動に切替えて、それから２速のエンジン駆動に切り替える必要がある。
このように複雑な操作を必要としているため変速に時間がかかり、特に急加速しようとする場合にスキップシフトが困難という問題になる。
【０００５】
解決しようとする問題点は、Ｍ／Ｇ駆動で走行可能な変速段をエンジン駆動で用いる場合、１段飛び越し変速が困難という点である。
本発明の目的は、１段飛び越し変速と同等の変速を素早く行うことができるようにして、急激な運転条件の変化に対応可能にすることで、動力伝達効率の良さを生かして実用的で燃費の良い走行を可能にすることにある。
【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、動力源としてエンジンと、モーター・ジェネレーターとで駆動可能な自動車用駆動装置において、エンジンからクラッチを介して動力を受け入れ可能なＥ入力軸と、モーター・ジェネレーターから動力を受け入れ可能なモーター入力軸と、出力軸と、エンジン入力軸と出力軸との間に配置されて、複数の変速比を得る第１変速機構と、モーター入力軸と出力軸との間に配置されて、複数の変速比を得る第２変速機構と、エンジン入力軸とモーター入力軸との間に配置されて、両者を複数の変速比で連結可能な第３変速機構と、を有し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、エンジン駆動における１段飛び越し変速に相当する切替えを、操作が簡単になるようにして、素早く行うことが出来るようにすることで急加速などにおける実用性を高めて、特に燃費に有利な動力伝達効率の高いＡＭＴの良さを生かし、ハイブリッド自動車の普及に貢献することができる。
【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】実施例１の作動表を表す図である。
【図３】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４】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、動力源のエンジン１と連結しており、エンジン１のクランク軸１ａに連結したクラッチ３とクラッチ板３ａ、クラッチ軸３ｂとが同じ軸中心かつ直列に並んで、後述するようにこれらを経てエンジン１の動力を受け入れる。
クラッチ３は周知のもので、エンジン１とクラッチ軸３ｂとの間の動力伝達を断続することができる。
【００１１】
はじめに主要な軸の配置を説明する。
クラッチ軸３ｂと平行にエンジン入力軸（以下、「Ｅ入力軸」という）１０と出力軸１２が、またクラッチ軸３ｂと同じ軸中心にモーター入力軸（以下、「Ｍ入力軸」という）１６が、それぞれ配置されている。
そして、クラッチ軸３ｂとＥ入力軸１０およびＭ入力軸１６との間には、これらと平行に中間軸１８および後進軸２２がそれぞれ配置されている。
また、出力軸１２には出力歯車１２ａが一体に設けてあり、出力歯車１２ａは図示しない相手歯車を介して自動車の車輪を駆動する。
【００１２】
これらの各軸間には以下のように歯車が配置され、それぞれ連結または連結可能となっている。
はじめにクラッチ軸３ｂと一体の入力歯車３ｃは、中間軸１８と一体の第１中間歯車１８ａを介して、Ｅ入力軸１０と一体の入力被動歯車１０ａと連結している。図１では、入力歯車３ｃと第１中間歯車１８ａとを便宜上離して描いているが、実際には鎖線で示すように両者は噛み合っている。
したがって、Ｅ入力軸１０は、入力歯車３ｃと入力被動歯車１０ａの歯数比で決まる減速比でクラッチ軸３ｂと常時連結していて、エンジン１の動力を受け入れることが可能である。
【００１３】
つぎに、中間軸１８と一体の第２中間歯車１８ｂは、Ｍ入力軸１６上に回転自在でかつＭ入力軸１６と連結可能なロー被動歯車（以下、「Ｌ被動歯車」という）１９ｂと噛み合っている。ここでも、第２中間歯車１８ｂとＬ被動歯車１９ｂとを便宜上離して描いているが、実際には鎖線で示すように両者は噛み合っている。
Ｍ入力軸１６と一体のロー−ハイハブ（以下、「Ｌ−Ｈハブ」という）１６ａには、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能なロー−ハイスリーブ（以下、「Ｌ−Ｈスリーブ」という）１６ｂが装着され、該Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂは図１に示す位置にあっては中立であるが、図１中、軸方向左側へ移動することでその内歯（図示せず。以降の各スリーブも同様）がＬ被動歯車１９ｂのドッグ歯１９ｃと係合して、Ｌ被動歯車１９ｂとＭ入力軸１６とを連結する。
これとは逆に、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂが軸方向右側へ移動することでその内歯が入力歯車３ｃのドッグ歯３ｄと係合して、Ｍ入力軸１６とクラッチ軸３ｂとを直結することができる。
【００１４】
したがって、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂを、右側へ移動するとＭ入力軸１６とクラッチ軸３ｂとは直結し、左側へ移動するとＭ入力軸１６はクラッチ軸３ｂから減速駆動される。これは、エンジン１から動力を受け入れ可能なＥ入力軸１０と、後述するＭ／Ｇ２から動力を受け入れるＭ入力軸１６とが、２つの変速比にて連結可能であることを意味する。
【００１５】
つぎに、第１中間歯車１８ａは、後進軸２２上に回転自在の第１後進歯車２２ａと噛み合っている。第１後進歯車２２ａは、後進軸２２と一体の第２後進歯車２２ｂと連結可能である。
すなわち、後進軸２２と一体の後進ハブ（以下、「Ｒハブ」という）２２ｄには、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能な後進スリーブ（以下、「Ｒスリーブ」という）２２ｅが装着され、該Ｒスリーブ２２ｅは図１に示す位置にあっては中立であるが、軸方向右側へ移動することでその内歯が第１後進歯車２２ａのドッグ歯２２ｃと係合して、第１後進歯車２２ａと第２後進歯車２２ｂとを連結する。これにより、Ｍ入力軸１６とＥ入力軸１０とは互いに逆回転する関係になる。
ここでも、第１中間歯車１８ａと第１後進歯車２２ａとを便宜上離して描いているが、実際には鎖線で示すように両者は噛み合っている。
【００１６】
第２後進歯車２２ｂは、Ｍ入力軸１６と一体の後進被動歯車１６ｃと噛み合っているとともに、Ｍ／Ｇ２と常に連結している。
すなわち、後進軸２２と平行してＭ／Ｇ２が設けられており、Ｍ／Ｇ２は、回転子２ａとケース（静止部）２４に固定された固定子２ｂからなり、回転子２ａと一体のモーター駆動歯車（以下、「Ｍ駆動歯車」という）２ｃが第２後進歯車２２ｂと噛み合っている。
したがって、Ｍ入力軸１６は、Ｍ／Ｇ２とも連結している。
なお、Ｍ／Ｇ２は、モーターとしての駆動とジェネレーターとしての発電の、両方の機能を有する。
【００１７】
以上の各歯車の噛み合いにより、前述したように、エンジン１からの動力を受け入れ可能なＥ入力軸１０と、Ｍ／Ｇ２からの動力を受け入れ可能なＭ入力軸１６とは、２種類の変速比をもって選択的に連結可能であるとともに、互いに逆回転する変速比も有しており、これらは本発明の第３変速機構を構成する。
【００１８】
つづいて、Ｅ入力軸１０およびＭ入力軸１６と、出力軸１２との間に配置した、複数の変速比（クラッチ軸３ｂの回転速度／出力軸１２の回転速度）を得る歯車を備えた本発明の第１変速機構ＦＧおよび第２変速機構ＳＧについて説明する。
はじめに偶数段の変速を行う第１変速機構ＦＧは、Ｅ入力軸１０と出力軸１２との間に、Ｅ入力軸１０上に回転自在で、かつそれぞれＥ入力軸１０と連結可能な２速駆動歯車３２ａ、４速駆動歯車３４ａ、６速駆動歯車３６ａを有しており、これら２速駆動歯車３２ａ、４速駆動歯車３４ａ、６速駆動歯車３６ａとそれぞれ噛み合い、出力軸１２と一体の２速被動歯車３２ｂ、４速被動歯車３４ｂ、６速被動歯車３６ｂを有している。
なお、４速駆動歯車３４ａにはパーキングロック歯車３４ｄが一体になっている。これは一般的な自動変速機と同様に出力軸１２を機械的に固定可能とするもので、図示しない相手ロックポールを係合することで、４速被動歯車３４ｂを介して出力軸１２を固定する。
【００１９】
また、奇数段の変速を行う第２変速機構ＳＧは、Ｍ入力軸１６と出力軸１２の間に、Ｍ入力軸１６と一体の１速駆動歯車３１ａと、該１速駆動歯車３１ａと噛み合い、出力軸１２上に回転自在の１速被動歯車３１ｂと、Ｍ入力軸１６上に回転自在で、かつそれぞれＭ入力軸１６と連結可能な３速駆動歯車３３ａおよび５速駆動歯車３５ａと、出力軸１２に連結されて、３速駆動歯車３３ａ、５速駆動歯車３５ａにそれぞれ噛み合った２速被動歯車３２ｂ、４速被動歯車３４ｂと、を有している。
【００２０】
ここで、出力軸１２と、Ｅ入力軸１０およびＭ入力軸１６との中心間距離を同じ値に設定すると、２速駆動歯車３２ａは３速駆動歯車３３ａと、また４速駆動歯車３４ａは５速駆動歯車３５ａと、それぞれ歯車諸元を共通にすることができる。
【００２１】
Ｅ入力軸１０、出力軸１２、Ｍ出力軸１６の各軸上にあって回転自在の各歯車は、それぞれの軸と以下のように連結可能である。
すなわち、出力軸１２と一体の１速ハブ４１ａには、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能な１速スリーブ４１ｂが装着され、該１速スリーブ４１ｂは図１に示す位置にあっては中立であるが、軸方向右側へ移動することでその内歯が１速被動歯車３１ｂのドッグ歯３１ｃと係合して、１速被動歯車３１ｂと出力軸１２とを連結する。
【００２２】
また、Ｍ入力軸１６と一体の３−５ハブ４３ａには、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能な３−５スリーブ４３ｂが装着され、該３−５スリーブ４３ｂは図１に示す位置にあっては中立であるが、軸方向左側へ移動することでその内歯が３速駆動歯車３３ａのドッグ歯３３ｃと係合して、３速駆動歯車３３ａとＥ入力軸１０とを連結し、右側へ移動することでその内歯が５速駆動歯車３５ａのドッグ歯３５ｃと係合して５速駆動歯車３５ａとＭ入力軸１６とを連結する。
【００２３】
そして、Ｅ入力軸１０と一体の２−４ハブ４２ａには、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能な２−４スリーブ４２ｂが装着され、該２−４スリーブ４２ｂは図１に示す位置にあっては中立であるが、軸方向左側へ移動することでその内歯が２速駆動歯車３２ａのドッグ歯３２ｃと係合して２速駆動歯車３２ａとＥ入力軸１０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３４ａのドッグ歯３４ｃと係合して４速駆動歯車３４ａとＥ入力軸１０とを連結する。
【００２４】
さらに、Ｅ入力軸１０と一体の６速ハブ４４ａには、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能な６速スリーブ４４ｂが装着され、該６速スリーブ４４ｂは図１に示す位置にあっては中立であるが、軸方向右側へ移動することでその内歯が６速駆動歯車３６ａのドッグ歯３６ｃと係合して６速駆動歯車３６ａとＥ入力軸１０とを連結する。
【００２５】
前述のＬ−Ｈスリーブ１６ｂ、Ｒスリーブ２２ｅを含めて、これらの１速スリーブ４１ｂ、３−５スリーブ４３ｂ、２−４スリーブ４２ｂ、６速スリーブ４４ｂは、図示を省略したシフトフォークにより、それぞれ軸方向の移動が可能になっている。
また、図示を省略したが、１速スリーブ４１ｂ、３−５スリーブ４３ｂ、２−４スリーブ４２ｂ、６速スリーブ４４ｂ、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂ、Ｒスリーブ２２ｅの各スリーブと、それぞれが連結する相手歯車などとの間に、それぞれ同期装置を設けることができる。
【００２６】
上記した第１変速機構ＦＧおよび第２変速機構ＳＧ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な説明を省略する場合がある。
また、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。
【００２７】
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、図２に示した作動表を参照しながら説明する。
図２は、後述する各変速段におけるエンジン１、Ｍ／Ｇ２、クラッチ３、スリーブ１６ｂ、２２ｅ、４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂなどの連結要素との関係を示したもので、説明の便宜上左端に操作番号を、上端に各連結要素を割り振って、マトリックスとして描いてある。
【００２８】
図２では、変速段の欄に「１Ｍ」、「１Ｅ」などと書いている数字は変速段を表し、「１」は１速、「２」は２速という意味であり、「Ｍ」はＭ／Ｇ２による駆動または制動（後述する発電）を、「Ｅ」はエンジン１による駆動または制動（いわゆるエンジンブレーキ）を表している。また、「１ＥＬ」という表示の「Ｌ」はＬ−Ｈスリーブ１６ｂが左側にあって、Ｍ入力軸１６がエンジン１から減速駆動される関係であることを示す。エンジン１、クラッチ３、Ｍ／Ｇ２の「×」印は、エンジン１にあっては回転していて駆動または制動状態であることを、クラッチ３にあっては接続した状態を、それぞれ表し、各スリーブの矢印は図１におけるそれぞれの移動方向を表している。
さらに、括弧で囲った意味は、エンジンにあっては回転している場合があっても駆動していないことを示し、各スリーブにあってはそれぞれの相手歯車と連結していても動力伝達に関与していないことを示す。
【００２９】
また、変速比の具体例を示すため、各変速比を以下のように設定したものとして説明する。
入力歯車３ｃから入力被動歯車１０ａへの減速比ｉＤ（入力被動歯車１０ａの歯数／入力歯車１０ｃの歯数）を１．３２０とし、入力歯車３ｃから第１中間歯車１８ａ、第２中間歯車１８ｂを経由してＬ被動歯車１９ｂに至る減速比ｉＬを１．７４２として、１速駆動歯車３１ａと１速被動歯車３１ｂの歯数比ｉ１（被動側歯車の歯数／駆動側歯車の歯数。以降同じ）を２．５００とし、２速駆動歯車３２ａおよび３速駆動歯車３３ａと２速被動歯車３２ｂの歯数比ｉ２を１．２１２、４速駆動歯車３４ａおよび５速駆動歯車３５ａと４速被動歯車３４ｂの歯数比ｉ４を０．６９６とし、６速駆動歯車３６ａと６速被動歯車３６ｂの歯数比ｉ６を０．４２２とする。
なお、ｉＬの値はｉＤの値の２乗と同程度の値である。
また、以下の説明において「正回転」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、「逆回転」はその逆である。
【００３０】
はじめにエンジン１の始動は、図２には示していないが、車両の停止状態においては以下のように行う。
すなわち、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂを右側へ移動してＭ入力軸１６とクラッチ軸３ｂを連結するとともに、クラッチ３を接続する。これにより、エンジン１とＭ／Ｇ２とが連結されるので、Ｍ／Ｇ２に電力を供給して正回転させ、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。
【００３１】
また、エンジン１の始動後は、この連結状態のまま引き続いてエンジン１の動力でＭ／Ｇ２に発電させてバッテリーに充電することも可能である。
また、車両が走行している場合のエンジン１の始動は、後述の各変速段の連結関係において、クラッチ３を接続することでエンジン１を回転させて行うことができる。
【００３２】
つぎに、図１に示した自動車用駆動装置は、以下のようにＭ／Ｇ２で駆動するＥＶモードと、エンジン１で駆動するエンジン駆動モードの、２種類の駆動モードで自動車を走行させるが、場合によりＭ／Ｇ２とエンジン１の両者で駆動することもできる。
ここで重要なのは、走行中において、偶数段の各スリーブ４２ｂ、４４ｂおよびＬ−Ｈスリーブ１６ｂの係合を切替えるのは奇数段でＭ／Ｇ２による駆動または制動をしている状態のＥＶモードであり、奇数段の各スリーブ４１ｂ、４３ｂの係合を切り替えるのは偶数段でエンジン１による駆動または制動をしている状態のエンジン駆動モードである、ということである。
【００３３】
はじめに発進から順次変速しながら走行する作用を説明する。
発進は、一般にエンジン１が停止した状態で行う。１速スリーブ４１ｂを右方へ移動して１速被動歯車３１ｂと出力軸１２を連結するとＭ／Ｇ２と出力軸１２とは１速で連結され、Ｍ／Ｇ２に電力を供給することで図２の操作番号２欄に記載した１Ｍにて自動車を発進させることができ、ＥＶモードでの走行に移行する。
【００３４】
自動車を発進させた後、低負荷の走行であればＥＶモードのままで走行するが、ドライバーがアクセルペダルを踏み込んでやや高負荷になった場合は、エンジン１を始動してエンジン駆動モードに切り替える。すなわち、１Ｍで走行中にＬ−Ｈスリーブ１６ｂを右方へ移動してＭ入力軸１６とクラッチ軸３ｂを連結し、クラッチ３を接続するとエンジン１が正回転して、これを始動することができる。
【００３５】
エンジン１が始動した後、Ｍ／Ｇ２への通電をやめればエンジン１のみの駆動によるエンジン駆動モードで操作番号３に記載の１Ｅに切り替わる。１Ｅの変速比（エンジン１の回転速度／出力軸１２の回転速度）はｉ１であり、前述のように２．５００である。
むろん、エンジン１とともに引き続いてＭ／Ｇ２に駆動させて走ることもできるし、逆に１Ｅで走行しながらＭ／Ｇ２に発電させてバッテリーを充電することもできる。これは、以降の各変速段においても共通である。
【００３６】
つづいて、１Ｅの状態でさらに強くアクセルペダルを踏み込んで急加速する場合は、一旦クラッチ３を解放してＭ／Ｇ２に通電して１Ｍの駆動状態にしたうえで、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂを左方へ移動してＭ入力軸１６とＬ被動歯車１９ｂを連結する。これによりＭ入力軸１６はクラッチ軸３ｂから減速駆動されるようになるので、ここで再びクラッチ３を接続して、Ｍ／Ｇ３への通電をやめてエンジン１の駆動にすると操作番号１に記載の１ＥＬに切り替わる。１ＥＬの変速比は、ｉＬ・ｉ１の４．３５５である。
【００３７】
なお、クラッチ３を解放している間は１Ｍでの駆動に切り替わり、短時間ではあるがエンジン１が空転することになるので、必要以上の回転速度にならないように制御する。また、再びクラッチ３を接続する場合は、クラッチ３の滑りが少なくて済むようにエンジン１の回転速度を制御して接続する。この点は、以降のエンジン１が回転している状態での切替えに共通することである。
【００３８】
１ＥＬでの走行で車速が上昇して再び１Ｅへの切替えを行う場合は、上記の逆の制御を行う。すなわち、クラッチ３を解放して一時的に１Ｍの駆動にし、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂを右方へ移動してＭ入力軸１６とクラッチ軸３とを連結し、クラッチ３を接続してＭ／Ｇ２への通電をやめてエンジン１に駆動させると１Ｅに切り替わる。
なお、１ＥＬから偶数段のいずれかに切り替えることも可能であり、その場合は後述する奇数段から偶数段への切替えと同様に行う。
【００３９】
つづいて、１Ｅから操作番号５に記載の２Ｅへの切替えを、奇数段から偶数段の切替えの代表例として説明する。
１Ｅで走行中にクラッチ３を解放してエンジン１での駆動をやめるとともに、Ｍ／Ｇ２による駆動の１Ｍにして、ただちに２−４スリーブ４２ｂを左方へ移動して２速駆動歯車３２ａとＥ入力軸１０とを連結し（操作番号４）、再びクラッチ３を接続してエンジン１による駆動に切り替え、Ｍ／Ｇ２の駆動をやめると２Ｅ（操作番号５）に切り替わる。このときの変速比はｉＤ・ｉ２の１．６００である。
むろん、１Ｅと２Ｅの間に１Ｍでの駆動を行うので、車輪に作用する駆動トルクは途切れることはない。
以上が奇数段から偶数段への切替えに共通する操作であり、１Ｅから２Ｅへの切替えで説明したが、１Ｅに限らず全ての奇数段から全ての偶数段のいずれへの切替えも同様に行うことができる。
【００４０】
つづいて、２Ｅから３Ｅへの切替えについて、偶数段から奇数段への切替えの代表例として説明する。
２Ｅで走行中に、３−５スリーブ４３ｂを左方へ移動（操作番号６）して３速駆動歯車３３ａとＭ入力軸１６を連結して、ただちにクラッチ３を解放してエンジン１での駆動をやめ、それとともに、Ｍ／Ｇ２による駆動の３Ｍ（操作番号７）にして、ただちにＬ−Ｈスリーブ１６ｂを右方へ移動してＭ入力軸１６とクラッチ軸３ｂを連結し、再びクラッチ３を接続してエンジン１に駆動させるとともにＭ／Ｇ２の駆動をやめると、操作番号８の３Ｅに切り替わる。このときの変速比はｉ２の１．２１２である。
むろん、２Ｅから３Ｅへの切替えの間に３Ｍでの駆動を行うので、車輪に作用する駆動トルクが途切れることはない。
【００４１】
以上が偶数段から奇数段への切替えに共通する操作であり、２Ｅから３Ｅへの切替えで説明したが、２Ｅに限らず全ての偶数段から全ての奇数段のいずれへの切替えも同様に行うことができる。
このように、奇数段と偶数段の間の切替えを行うことで、図２の作動表に示した駆動を順次行うことができる。なお、操作番号９と１０は同じ４Ｅであるが、上記の２Ｅで説明したように、つぎに切り替える変速段に備えて３−５スリーブ４３ｂの軸方向位置を切り替えるものである。
また、つづく各変速段における変速比は、４ＥではｉＤ・ｉ４の０．９１９であり、５Ｅではｉ４の０．６９６であり、６ＥではｉＤ・ｉ６の０．５５７である。
【００４２】
つぎに、急加速や急減速などで１段飛び越し変速を行う場合について説明する。
はじめに、偶数段間の飛び越し変速の場合は、６Ｅから４Ｅへの切替えを例にとって説明すると、以下のように行う。
６Ｅで走行中は、３−５スリーブ４３ｂは右方にあって５速の連結になっているので、クラッチ３を解放してエンジン１での駆動をやめるとともに、Ｍ／Ｇ２による駆動の５Ｍ（操作番号１１）にして、ただちに６速スリーブ４４ａを中立にして２−４スリーブ４２ｂを右方へ移動して４速駆動歯車３４ａとＥ入力軸１０とを連結し、再びクラッチ３を接続してエンジン１による駆動に切り替え、Ｍ／Ｇ２の駆動をやめる。
これは、６Ｅ−５Ｍ−４Ｅの順に切り替えるが、同様に４Ｅ−３Ｍ−２Ｅと切り替えることもできる。これらの切替えも、中間で５Ｍまたは３Ｍの駆動があるので車輪に作用する駆動トルクが途切れることなく行うことができる。
【００４３】
それに対して、奇数段間の１段飛び越し変速は、従来例にあっては、前述の奇数段から偶数段への切替えと、偶数段から奇数段への切替えとを繰り返さなければならず、操作が複雑である。
すなわち、５Ｅから３Ｅへの切替えでいうと、５Ｅ−５Ｍ−４Ｅ―３Ｍ−３Ｅという手順になり、前述の偶数段間の切替えに較べて操作が複雑で、必然的に切替えに時間を要することになる。
これに対し、本実施例では、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂによるクラッチ軸３ａとＭ入力軸１６との間で減速駆動を行うことで、１段飛び越し変速に相当する変速比にして対応することで以下のように操作が簡単になる。
【００４４】
すなわち、具体的に５Ｅから１段飛び越し相当の変速比への切替えは、前述の１Ｅから１ＥＬへの切替えと同様に、以下のように行う。
５Ｅで走行中に、クラッチ３を解放してエンジン１での駆動をやめ、それとともに、Ｍ／Ｇ２による駆動の５Ｍ（操作番号１１）にして、Ｍ／Ｇ２で駆動している間にＬ−Ｈスリーブ１６ｂを左方へ移動して、クラッチ軸３ｂがＭ入力軸１６を減速駆動するように切り替えて、再びクラッチ３を接続してエンジン１による駆動を行う。
これは、５Ｅ−５Ｍ−５ＥＬ（操作番号１５）と切り替えたもので、前述の５Ｅから３Ｅへの切替えに較べて操作が大幅に簡素化されていることが分かる。
このときの変速比はｉＬ・ｉ４の１．２１２である。
この１．２１２という変速比は前述の３Ｅと同じ値である。すなわち、５ＥＬが３Ｅと同等の変速比になるようにｉＬの値を設定しておいたからある。
この場合も、５ＭにてＭ／Ｇ２による駆動を行いながら切り替えるので、車輪に作用する駆動トルクは途切れることがない。
【００４５】
これと同様に、３Ｅから切り替える場合は、３Ｅ−３Ｍ−３ＥＬ（操作番号１４）へという切替えを行うと、変速比はｉＬ・ｉ２の２．１１１になる。
この２．１１１という変速比は２Ｅと１Ｅの中間の値であるが、３Ｅとの変速比の比はｉＬであり１段飛び越し相当の変速比と言える値である。
このように、１段飛び越し相当の５ＥＬ、３ＥＬに切り替えた後に、走行条件の変化で再び元の変速段に戻ることや、他の偶数段に切り替えることも自由にできるが、いずれも１ＥＬからの切替えで説明したのと同様であり、説明を省略する。
【００４６】
以上に示した各変速比は１例であるが、１ＥＬを第１段目として６Ｅを第７段目とする前進７段の変速比として見ると、自動車用の変速機として好ましい変速比である。さらに、３ＥＬの変速比を加えると計８種類の変速比にて、エンジン駆動モードで走行することができる。
【００４７】
以上、エンジン駆動モードでの走行を中心に説明したが、切替えの途中でＥＶモードの１Ｍ、３Ｍ、５Ｍの各変速段が存在した。このような切替えの途中ではエンジン１が回転している場合が多いが、これら１Ｍ、３Ｍ、５Ｍの各変速段においてエンジン１を停止するとＭ／Ｇ２のみの駆動によるＥＶモードになる。また、同様にアクセルペダルを放した場合や、ブレーキペダルを踏み込んだ制動時には、Ｍ／Ｇ２に発電させてバッテリーに充電する、いわゆるエネルギー回生を行うことができる。これらは周知であるので詳細の説明は省略するが、走行条件に応じてエンジン駆動モードとＥＶモードを随時、自在に切替えながら燃費が良くなるように制御して走行する。
なお、クラッチ３を解放してＬ−Ｈスリーブ１６ｂを左右のどちらかに移動して場合は、偶数段の変速段においてもＭ／Ｇ２による駆動が可能であるが、通常は運転条件の急な変化への対応に優れる１Ｍ、３Ｍ、５Ｍの３段で駆動する。
【００４８】
つぎに、後進については、図２の操作番号１６と１７に記したように、第２変速機構ＳＧを１Ｅと同じ連結関係にしておいて、ＥＶモードでは１Ｍと同じ経路でＭ／Ｇ２が逆回転して後進駆動を行う。
また、エンジン駆動モードの場合は、第２変速機構ＳＧは１Ｅと同じ連結関係ながらＲスリーブ２２ｅを右方へ移動して第１後進歯車２２ａと第２後進歯車２２ｂを連結することで、Ｍ入力軸１６を逆回転させてエンジン１による駆動が可能になる。
【００４９】
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。
低負荷走行は効率的なＥＶモードで、高負荷走行は動力伝達効率が高いエンジン駆動モードでの、２種類の駆動モードを自在に切替えながら、燃費と環境面に適した走行モードを選択できる上、ＥＶモードで駆動可能な変速段でのエンジン駆動モード走行において、従来例で困難であった１段飛び越し変速に相当する切替えを素早く行うことができるので、急加速や急減速などへの対応性が向上する。
【００５０】
また、エンジン駆動モードにおいて、ベースの前進６段の変速に加えて３ＥＬと１ＥＬの計８種類の変速比を得ることができるので、多様な走行条件に対応可能である。
そして、これらの各駆動モードおよび変速ポジションの切替えにおいて、変速中に車輪に作用する駆動力または制動力が途切れることがないので、ドライバーに違和感を与えずに変速を行うことができる。
【００５１】
このように、急加速などにおける実用性を高めて、特に燃費に有利な動力伝達効率の高いＡＭＴの良さを生かし、ハイブリッド自動車の普及に貢献することができる。
さらに、Ｍ／Ｇ２とＭ入力軸１６との連結に後進段用の第２後進歯車２２ｂと後進被動歯車１６ｃを介在させたことで、最小限の構成でＭ／Ｇ２での駆動を可能にしたため、駆動装置の小型化と低コスト化に貢献することができる。
【実施例２】
【００５２】
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３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。なお、一部のハブおよびスリーブは名称が実施例１と若干異なるが、基本的に同様の機能を有するものには同じ符号をつけている。
【００５３】
実施例２における実施例１との第１の違いは、エンジン１のクランク軸１ａとＥ入力軸１０およびＭ入力軸１６が同じ軸中心であり、Ｅ入力軸１０がクラッチディスク３ａと直接連結していることである。
第２の違いは、第１出力軸１２と第２出力軸１４の２つを有して、第１出力軸１２と一体の第１出力歯車１２ａと第２出力軸１４と一体の第２出力歯車１４ａが、図示しない相手歯車を介して車輪を駆動する。また、第１出力歯車１２ａと第２出力歯車１４ａの歯数は、第２出力軸１４ａの方が第１出力歯車１２ａの方より多くしてあり、その歯数同士の比は第２速と第４速の変速比間の比になる値にしてある。
また、パーキング歯車１４ｂを第２出力軸１４と一体に設けている。
【００５４】
第３の違いは、中間軸１８が中空になっていて、第２出力軸１４ａに回転自在に支持されるとともに、６速駆動歯車３６ａと８速被動歯車３８ｂにＭ入力軸１６を減速駆動する機能の一端を担わせていることである。すなわち、８速被動歯車３８ｂと中間軸１８とＬ駆動歯車１９ａが一体になっており、Ｌ駆動歯車１９ａはＭ入力軸１６上に回転自在でかつＭ入力軸１６と連結可能なＬ被動歯車１９ｂと噛み合っている。したがって、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂにより、Ｍ入力軸１６はＥ入力軸１０のドッグ歯１０ｃと係合して直結する連結状態と、減速駆動される連結状態との間で切り替えることができる。つまり、Ｅ入力軸１０とＭ入力軸１６とは２種類の変速比にて連結可能であることは実施例１と同様である。
【００５５】
第４の違いは、Ｅ入力軸１０と第１および第２出力軸１２、１４との間に偶数段の第１変速機構ＦＧが配置してあり、２速、４速、６速、８速の変速比で駆動可能な４段になっており、Ｍ入力軸１６と第１および第２出力軸１２、１４との間に奇数段の第２変速機構ＳＧが配置してあり、１速、３速、５速、７速の変速比で駆動可能な４段になっていることである。
すなわち、第１出力軸１２側に１−３スリーブ４１ｂと２−６スリーブ４２ｂが、第２出力軸１４側に５−７スリーブ４６ｂと４−８スリーブ４５ｂがそれぞれ配置してあり、８速被動歯車３８ｂが６速駆動歯車３６ａと噛み合って８速の変速比を、Ｍ入力軸１６と一体の７速駆動歯車３７ａと７速被動歯車３７ｂが噛み合って７速の変速比を、それぞれ得るようになっている。
【００５６】
また、これらの４点以外は以下のようになっている。
後進軸２２は第２出力軸１４およびＭ入力軸１６と平行に配置され、第１後進歯車２２ａがＬ駆動歯車１９ａと噛み合い、第２後進歯車２２ｂが７速駆動歯車３７ａと噛み合っている。図３では、第２後進歯車２２ｂと７速駆動歯車３７ａとを便宜上離して描いているが、実際には鎖線で示すように両者は噛み合っている。したがって、これらの歯車を介してＥ入力軸１０がＭ入力軸１６を逆転駆動可能であることは実施例１と同様である。そして、これらと前述のＥ入力軸１０とＭ入力軸１６とを２種類の変速比にて連結可能とした部分は、本発明の第３変速機構を構成する。
【００５７】
また、Ｍ／Ｇ２のＭ駆動歯車２ｃは後進軸２２と一体のＭ被動歯車２ｄと噛み合っており、Ｍ／Ｇ２がＭ入力軸１６を常に駆動可能であることは実施例１と同様である。
つぎに、実施例２の作用であるが、上記したように前進１速から８速の駆動が可能であること以外は実施例１と基本的に同様であるので詳細の説明は省略する。
ただ、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂによりＭ入力軸１６が減速駆動した場合、実施例１と同様に奇数段の各変速段において１段飛び越し変速に相当する変速比を得るが、７速が追加されたため、新たに７ＥＬの変速比が得られるようになっている。
【００５８】
詳細な説明は省略するが、７ＥＬは５Ｅと同等の変速比になるので、上記８段の変速比以外に得られる変速比が、１ＥＬと３ＥＬである点は実施例１と同様である。
したがって、ベースの８段に１ＥＬ加えた前進９段とみなすことができるし、３ＥＬも加えて合計１０種類の変速比にてエンジン１による駆動ができる。
また、説明は省略したが、Ｍ／Ｇ２によるＥＶ駆動モードでは、実施例１の３段に対して新たに７Ｍが加わって計４段の変速比で駆動することができる。
【００５９】
つぎに、図３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であるが、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、変速段数が増加したので、自動車の幅広い走行条件にいっそう柔軟に対応して駆動することができるので、燃費や環境性能をさらに向上させることが期待できる。
【実施例３】
【００６０】
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４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。
ここでは、実施例１および実施例２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。ここでも、一部のスリーブおよびハブは名称が実施例１と若干異なるが、基本的に同様の機能を有するものには同じ符号をつけている。
【００６１】
実施例３における実施例１との第１の違いは、エンジン１のクランク軸１ａとＥ入力軸１０および出力軸１２が同じ軸中心であり、Ｅ入力軸１０がクラッチディスク３ａと直接連結していることである。これと関連して、Ｅ入力軸１０とこれと平行に設けたカウンタ軸２６との間に実施例１と同じ符号で２速と４速の歯車やハブ、スリーブ等が配置してある。また、カウンタ軸２６と一体の出力駆動歯車２６ａが出力軸１２と一体の出力被動歯車２８と噛み合っており、２速と４速のトルクをカウンタ軸２６と出力軸１２間で伝達する。そして、６速ハブ４４ａと６速スリーブ４４ｂはＥ入力軸１０と出力軸１２を直結可能な構成にしてあり、６速の変速比は１である。
さらに、パーキング歯車１２ｂは出力軸１２と一体にした。
【００６２】
第２の違いは、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂが係合する相手のＬ被動歯車１９ｂとＨ被動歯車３０は、Ｌ被動歯車１９ｂが２速駆動歯車３２ａと、Ｈ被動歯車３０が４速駆動歯車３４ａと噛み合って、２種類の変速比でＥ入力軸１０とＭ入力軸１６とを連結可能としたことである。
そのため、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂがＨ被動歯車３０と係合した場合の、Ｅ入力軸１０とＭ入力軸１６の間の変速比が直結の１ではないが、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂがＬ被動歯車１９ｂと係合した場合と、２種類の変速比を有する点は実施例１と同様である。
ここでも、Ｅ入力軸１０とカウンタ軸２６およびＭ入力軸１６との中心間距離を同じ値にして、２速被動歯車３２ｂとＬ被動歯車１９ｂ、また４速被動歯車３４ｂとＨ被動歯車３０は、それぞれ歯車諸元が共通である。
【００６３】
第３の違いは、Ｍ入力軸１６と出力軸１２との間に、１速、３速、５速、７速の第２変速機構ＳＧの構成メンバーを配置していることである。７速は実施例１にはなかったが、Ｍ入力軸１６と一体の７速駆動歯車３７ａと、出力軸１２上に回転自在でかつ出力軸１２と連結可能な７速被動歯車３７ｂが噛み合っている。
すなわち、出力軸１２と一体の１−７ハブ４１ａには、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能な１−７スリーブ４１ｂが装着され、該１−７スリーブ４１ｂは図４に示す位置にあっては中立であるが、軸方向左側へ移動することでその内歯が７速被動歯車３７ｂのドッグ歯３７ｃと係合して７速被動歯車３７ｂと出力軸１２と連結し、右側へ移動することで実施例１と同様に１速の連結を行う。
また、３速と５速は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００６４】
また、これら３点以外は以下のようになっている。
後進軸２２は実施例１と同様にＥ入力軸１０とＭ入力軸１６と平行に配置してあるが、第１後進歯車２２ａが４速駆動歯車３４ａと、また第２後進歯車２２ｂが７速駆動歯車３７ａと噛み合っている点が実施例１と異なる。図４では第１後進歯車２２ａと４速駆動歯車３４ａとを便宜上離して描いているが、実際には鎖線で示すように両者は噛み合っている。これらの歯車を介してＥ入力軸１０がＭ入力軸１６を逆転駆動可能であることは実施例１と同様である。そして、これらと前述の２種類の変速比でＥ入力軸１０とＭ入力軸１６とを連結可能とした部分は、本発明の第３変速機構を構成する。
また、Ｍ／Ｇ２のＭ駆動歯車２ｃは第２後進歯車２２ｂと噛み合っており、さらに７速駆動歯車３７ａを介してＭ入力軸１６を駆動可能である。
【００６５】
つぎに、実施例３の作用であるが、上記したように前進１速から７速の駆動が可能であること以外は実施例１と基本的に同様であるので詳細の説明は省略する。
ただ、実施例２と同様に奇数段に７速が追加されたため、新たに７ＥＬの変速比が得られるようになっている。
詳細な説明は省略するが、７ＥＬは５Ｅと同等の変速比になるので、上記７段の変速比以外に得られる変速比は、１ＥＬと３ＥＬである点は実施例１と同様である。
したがって、ベースの７段に１ＥＬ加えた前進８段とみなすことができるし、３ＥＬも加えて合計９種類の変速比にてエンジン１による駆動ができる。
また、Ｍ／Ｇ２によるＥＶ駆動モードでは、実施例１の３段に対して新たに７Ｍが加わって計４段の変速比で駆動することができる点は実施例２と同様である。
【００６６】
つぎに、図４に示した本発明の実施例３に係る自動車用駆動装置では、実施例２と同様に、変速段数が増加したので、自動車の幅広い走行条件により柔軟に対応して駆動することができるので、燃費や環境性能をいっそう向上させることが期待できる。
また、エンジン１のクランク軸１と出力軸１２の軸中心が同じであるので、車両前部にエンジン１を配置して後輪を駆動する、いわゆるＦＲ車などに適した構成である。
【００６７】
以上の説明で分かるように、上記各実施例の自動車用駆動装置は、Ｍ／Ｇ２が駆動可能な奇数段の変速段においてエンジン１での駆動が可能であるとともに、それら奇数段間での１段飛び越し変速に相当する切替えを素早くできるのがメリットである。
もちろん、それらの全ての変速段の切替えにおいて車輪に作用する駆動力または制動力が途切れることなくできるので、燃費や環境維持に最適な駆動モードを選択して走行することができる。
そのため、特に燃費や環境対応に有利な動力伝達効率の高いＡＭＴの良さを生かした、ハイブリッド自動車の普及に貢献することができる。
【００６８】
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、変速歯車の一部を遊星歯車に置換することや、歯車を追加してさらなる多段化を行うなどの態様で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
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】
【００７０】
ＦＧ    第１変速機構
ＳＧ    第２変速機構
１      エンジン
２      Ｍ／Ｇ（モーター・ジェネレーター）
３      クラッチ
１０    エンジン入力軸
１２    出力軸、第１出力軸
１４    第２出力軸
１６    モーター入力軸
１６ｂ  ロー−ハイスリーブ
１９ｂ  ロー被動歯車
３０    ハイ被動歯車
３１ａ  １速駆動歯車
３２ａ  ２速駆動歯車
３３ａ  ３速駆動歯車
３４ａ  ４速駆動歯車
３５ａ  ５速駆動歯車
３６ａ  ６速駆動歯車
３７ａ  ７速駆動歯車
３８ａ  ８速駆動歯車
【図１】
2018118635.tif 000003
【図２】
2018118635.tif 000004
【図３】
2018118635.tif 000005
【図４】
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