(57)【要約】【課題】  １個のＭ／ＧとＡＭＴからなるハイブリッド自動車用駆動装置において、Ｍ／Ｇで発電している状態で車両の発進および微速前進を可能にする。【解決手段】  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エンジン入力軸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モーター入力軸１６と、出力軸１２と、エンジン入力軸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、モーター入力軸１６と出力軸１２との間に配置されて、少なくとも１段の変速比を得る第２変速機構ＳＧと、エンジン入力軸１０と第２変速機構ＳＧとの間に配置されて、両者間を複数の変速比で連結可能な第３変速機構ＴＧと、エンジン１とモーター入力軸１６とを直接的に連結する連結手段を有した。【選択図】図１
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【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・ジェネレーターとのうちの少なくとも一方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、少なくとも１段の変速比を得る第２変速機構と、
前記エンジン入力軸と前記第２変速機構との間に配置されて、両者間を複数の変速比で連結可能な第３変速機構と、
前記エンジンと前記モーター入力軸とを直接的に連結する連結手段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３変速機構が、前記複数の変速比のひとつとして、前記エンジン入力軸と前記モーター入力軸とを直結する手段を有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】
前記モーター・ジェネレーターが、軸方向には前記第３変速機構と前記エンジンとの間にあって前記第２変速機構とオーバーラップするとともに、径方向には前記第３変速機構とオーバーラップして配置されたことを特徴とする請求項１または請求項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、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】特許第５９５３１９９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で発電している状態にて車両を発進させることができないという問題があった。
すなわち、Ｍ／Ｇで発電する場合は、エンジンとＭ／Ｇとをクラッチで連結しなければならない構成になっているため、両者を連結した状態で車両の発進操作を行うことができない。
これは、例えばバッテリーの充電電力が少なくなってＭ／Ｇに発電させている状態で車両を発進させることも、微速前進させることもできないため、特に夏期に電動エアコンディショナーを稼働させた状態での渋滞路などで問題になる。
【０００５】
解決しようとする問題点は、Ｍ／Ｇで発電している状態にて車両を発進させることができないという点である。
本発明の目的は、バッテリーの充電電力が少なくなってＭ／Ｇに発電させている場合においても、車両を発進させることや、微速前進させることができるようにして、使い勝手のよ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・ジェネレーターとのうちの少なくとも一方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エンジン入力軸と、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、少なくとも１段の変速比を得る第２変速機構と、エンジン入力軸と第２変速機構との間に配置されて、両者間を複数の変速比で連結可能な第３変速機構と、エンジンとモーター入力軸とを直接的に連結する連結手段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、夏期に電動エアコンディショナーを稼働させた状態での渋滞路などで、バッテリーの充電電力が少なくなってＭ／Ｇ駆動に発電させた場合の車両の発進や微速前進を可能にして、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】実施例２の作動表を表す図である。
【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、エンジン入力軸（以下、「Ｅ入力軸」という）１０とが同じ軸中心かつ直列に並んでいて、これらを経てエンジン１の動力を受け入れる。すなわち、クラッチ３は周知のもので、エンジン１とＥ入力軸１０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。
Ｅ入力軸１０と同じ軸中心に中空のモーター入力軸（以下、「Ｍ入力軸」という）１６が配置され、Ｍ入力軸１６はＥ入力軸１０に回転自在に支持されており、これらと平行に出力軸１２、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、Ｅ入力軸１０と出力軸１２との間に第１変速機構ＦＧが配置され、該第１変速機構ＦＧは、Ｅ入力軸１０とそれぞれ一体の２速駆動歯車３２ａ、４速駆動歯車３４ａと、出力軸１２にそれぞれ回転自在に支持され、２速駆動歯車３２ａと噛み合った２速被動歯車３２ｂ、４速駆動歯車３４ａと噛み合った４速被動歯車３４ｂとを有する。
また、Ｍ入力軸１６と出力軸１２との間に第２変速機構ＳＧが配置され、該第２変速機構ＳＧは、Ｍ入力軸１６にそれぞれ回転自在に支持された１速駆動歯車３１ａ、３速駆動歯車３３ａと、出力軸１２とそれぞれ一体で、１速駆動歯車３１ａと噛み合った１速被動歯車３１ｂ、３速駆動歯車３３ａと噛み合った３速被動歯車３３ｂとを有する。
【００１３】
そして、Ｅ入力軸１０と中間軸１８およびＭ入力軸１６との間には第３変速機構ＴＧが配置され、該第３変速機構は、前述の２速駆動歯車３２ａおよび４速駆動歯車３４ａと、これらにそれぞれ噛み合い、中間軸１８に回転自在に支持された、ロー被動歯車（以下、「Ｌ被動歯車」という）１９ｂ、ハイ被動歯車（以下、「Ｈ被動歯車」という）２０ｂと、中間軸１８と一体の第１中間歯車１８ａと、Ｍ入力軸１６と一体で、第１中間歯車１８ａと噛み合う第２中間歯車１８ｂと、を有する。
【００１４】
さらに、後進軸２２に回転自在に設けた第１後進歯車２２ａは２速被動歯車３２ｂと噛み合っており、後進軸２２と一体の第２後進歯車２２ｂは第２中間歯車１８ｂと噛み合っている。図１では、第２後進歯車２２ｂと第２中間歯車１８ｂ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。
【００１５】
ここで、Ｅ入力軸１０およびＭ入力軸１６と、出力軸１２および中間軸１８との、それぞれの中心間距離を同じ値に設定すると、２速被動歯車３２ｂはＬ被動歯車１９ｂと、また４速被動歯車３４ｂはＨ被動歯車２０ｂと、それぞれ歯車諸元を共通にすることができる。実施例１では、両者の歯数をそれぞれ同じにしている。
【００１６】
つぎに、Ｍ入力軸１６は、第１中間歯車１８ａ、第２中間歯車１８ｂを介してＭ／Ｇ２と常に連結している。
すなわち、中間軸１８と平行に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１中間歯車１８ａと噛み合っており、Ｍ入力軸１６を駆動可能である。
ここで、Ｍ駆動歯車２ｃが前述の第２後進歯車２２ｂと噛み合う構成であっても同様の機能を発揮するので、Ｍ／Ｇ２の配置を考慮して適宜選択すればよい。
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】
つづいて、Ｅ入力軸１０、出力軸１２、中間軸１８、後進軸２２の各軸上にあって回転自在の各歯車はそれぞれの軸と、そして各軸同士は、以下のように連結可能である。
すなわち、Ｍ入力軸１６と一体の１−３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１−３スリーブ４１ｂが装着され、該１−３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（図示せず。以降の各スリーブも同様）が１速駆動歯車３１ａのドッグ歯３１ｃと係合して、１速駆動歯車３１ａとＭ入力軸１６とを連結し、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Ｍ入力軸１６とを連結する。
【００１８】
また、出力軸１２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速被動歯車３２ｂのドッグ歯３２ｃと係合して２速被動歯車３２ｂと出力軸１２とを連結し、右側へ移動することでその内歯が４速被動歯車３４ｂのドッグ歯３４ｃと係合して４速被動歯車３４ｂと出力軸１２とを連結する。
【００１９】
つぎに、中間軸１８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、軸方向左側へ移動することでその内歯がＬ被動歯車１９ｂのドッグ歯１９ｃと係合してＬ被動歯車１９ｂと中間軸１８とを連結し、右側へ移動することでその内歯がＨ被動歯車２０ｂのドッグ歯２０ｃと係合してＨ被動歯車２０ｂと中間軸１８とを連結する。
【００２０】
さらに、Ｅ入力軸１０と一体に設けたダイレクトハブ（以下「Ｄハブ」という）１０ｄには、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能なダイレクトスリーブ（以下、「Ｄスリーブ」という）１０ｅが装着され、該Ｄスリーブ１０ｅ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Ｍ入力軸１６のドッグ歯１６ｃと係合して、Ｅ入力軸１０とＭ入力軸１６とを連結する。
【００２１】
したがって、Ｍ入力軸１６とＥ入力軸１０とは、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂを右側へ移動するとハイの変速比で連結され、左側へ移動するとローの変速比で連結されるとともに、Ｄスリーブ１０ｅを右側へ移動すると直結される。
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、Ｍ／Ｇ２から動力を受け入れるＭ入力軸１６とが、３つの変速比にて連結可能であることを意味する。
【００２２】
そして、Ｍ入力軸１６と一体に設けたエンジン連結ハブ（以下、「Ｅ連結ハブ」という）１７ａには、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能なエンジン連結スリーブ（以下、「Ｅ連結スリーブ」という）１７ｂが装着され、該Ｅ連結スリーブ１７ｂ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クラッチ３本体に設けたドッグ歯３ｃと連結する。
したがって、Ｅ連結スリーブ１７ｂは、エンジン１とＭ入力軸１６とを直接的に連結する本発明の連結手段を構成する。
【００２３】
また、後進軸２２と一体の後進ハブ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２２ｅが装着され、該後進スリーブ２２ｅは、図１に示す位置にあっては中立であるが、軸方向左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と後進軸２２とを連結する。
【００２４】
これらの１−３スリーブ４１ｂ、２−４スリーブ４２ｂ、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂ、Ｄスリーブ１０ｅ、Ｅ連結スリーブ１７ｂ、Ｒスリーブ２２ｅ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、１−３スリーブ４１ｂ、２−４スリーブ４２ｂ、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂ、Ｄスリーブ１０ｅ、Ｅ連結スリーブ１７ｂ、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、相手軸との間に、必要に応じて同期装置を設けることができる。
【００２５】
これらの１−３スリーブ４１ｂ、２−４スリーブ４２ｂ、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂ、Ｒスリーブ２２ｅ、Ｄスリーブ１０ｅ、Ｅ連結スリーブ１７ｂを軸方向に移動することにより、第１変速機構ＦＧは基本的に偶数段の変速段でＥ入力軸１０と出力軸１２を連結可能であり、第２変速機構ＳＧは基本的に奇数段の変速段でＭ入力軸１６と出力軸１２を連結可能であり、第３変速機構ＴＧはローとハイおよび直結の３種類の変速比でＥ入力軸１０とＭ入力軸１６とを連結することによりエンジン１とＭ入力軸１６とを連結可能であり、また、Ｅ入力軸１０とＭ入力軸１６が互いに逆回転するように両者を連結可能である。
【００２６】
すなわち、Ｅ入力軸１０は、エンジン１から受け入れた動力を、第１変速機構ＦＧを介して偶数段の変速段で出力軸１２に伝達可能である一方、第３変速機構ＴＧと第２変速機構ＳＧを介して、奇数段の変速段で出力軸１２に伝達可能であり、第１後進歯車２２ａ、第２後進歯車２２ｂと第２変速機構ＳＧを介して後進の伝達も可能である。
また、第２変速機構ＳＧは、Ｍ／Ｇ２から受け入れる動力を、奇数段の変速段に応じた２種類の変速比で出力軸１２に伝達可能である。
【００２７】
上記した第１変速機構ＦＧと第２変速機構ＳＧおよび第３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。
【００２８】
次に、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と、クラッチ３、スリーブ１０ｅ、１６ｂ、１７ｂ、２２ｅ、４１ｂ、４２ｂなどの連結要素との関係を示したもので、左端に説明の便宜上の操作番号を、上端に各連結要素などを割り振って、マトリックスとして描いてある。
【００２９】
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が後述の減速比ｉＬにて駆動される関係であることを示し、同様に「３ＥＨ」の「Ｈ」はＬ−Ｈスリーブ１６ｂが右側にあって、Ｍ入力軸１６が後述の減速比ｉＨにて駆動される関係であることを示し、「１ＥＤ」という表示の「Ｄ」はＤスリーブ１０ｅが右側にあって、Ｍ入力軸１６がＥ入力軸と直結していることを示す。
【００３０】
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、Ｍ／Ｇにあっては駆動または制動状態であることを、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おり、空白は中立を表している。
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。
【００３１】
また、変速比の具体例を示すため、各歯数比を以下のように設定したものとして説明する。なお、各歯数比は「被動側歯車の歯数／駆動側歯車の歯数」を原則とする。
１速のｉ１：１．４３０
２速のｉ２およびローのｉＬ：２．０００
３速のｉ３：０．４９２
４速：のｉ４およびハイのｉＨ：１．０１３
第２中間歯車１８ｂの歯数／第１中間歯車１８ａの歯数比ｉＭ：１．４３０
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。
【００３２】
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、通常は、Ｄスリーブ１０ｅを右側へ移動してＥ入力軸１０とＭ入力軸１６と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。
【００３３】
また、バッテリーの充電電力が少なくてエンジン１の始動後に充電を行うような場合は、Ｅ連結スリーブ１７ｂを右側へ移動して、Ｍ入力軸１６とエンジン１とを連結し、Ｍ／Ｇ２に電力を供給して正回転させて行う。これは、バッテリーを充電しながら、後述する操作番号１に示す２ＥＭでの発進に備えたものである。
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。
【００３４】
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、偶数段のスリーブ４２ｂ、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂおよびＤスリーブ１０ｅ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、奇数段のスリーブ４１ｂ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。
【００３５】
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。１−３スリーブ４１ｂを右方へ移動して１速駆動歯車３１ａとＭ入力軸１６を連結すると、Ｍ／Ｇ２と出力軸１２とは１速の変速段で連結され、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。
【００３６】
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を左方へ移動してＭ入力軸１６とＥ入力軸１０を変速比ｉＬにて連結し、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。
【００３７】
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１ＥＬに切り替わる。１ＥＬの変速比（エンジン１の回転速度／出力軸１２の回転速度。以降も同じ）はｉＬ・ｉＭ・ｉ１であり、４．０９０である。これは一般的なＡＭＴの第１速の値といえる。
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１ＥＬ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。
【００３８】
つぎに、車速が上がってきて、操作番号５に記載の２Ｅへの切替えを、奇数段から偶数段への切替えの代表例として説明する。
１ＥＬでの走行中にクラッチ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速被動歯車３２ｂと出力軸１２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に切り替わる。このときの変速比はｉ２の２．０００である。これは一般的なＡＭＴの第２速の値といえる。
むろん、１Ｅと２Ｅの間に操作番号４に記載の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、１ＥＬから２Ｅへの切替えで説明したが、これ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。
【００３９】
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、エンジン１が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。
【００４０】
２Ｅでの走行で車速が上昇して、操作番号７に記載の１ＥＤへの切替えを、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での走行中は、１−３スリーブ４１ｂが右方にあって駆動に関与していないが、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１Ｍ（操作番号６）にして、ただちにＤスリーブ１０ｄを右方へ移動してＭ入力軸１６とＥ入力軸１０とを直結し、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７の１ＥＤに切り替わる。このときの変速比はｉ１の１．４３０である。これは一般的なＡＭＴの第３速の値といえる。
ここでも、２Ｅから１ＥＤへの切替えの間に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１ＥＤへの切替えで説明したが、これ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。
【００４２】
つづく操作番号９、１０に示す４Ｅへの切替えは、前述の奇数段から偶数段への切替えと同様に行う。４Ｅの変速比はｉ４の１．０１３である。これは一般的なＡＭＴの第４速の値といえる。
図２における４Ｅの操作番号が９と１０に分かれているが、これはつぎに切り替えるのに備えて１−３スリーブ４１ｂを右か左に移動しておくことを参考に表している。
つづく操作番号１２に示す３ＥＨへは、前述の偶数段から奇数段への切替えと同様に、操作番号１１の３Ｍを経て行う。３ＥＨの変速比は、ｉＨ・ｉＭ・ｉ３の０．７１３である。これは一般的なＡＭＴの第５速の値といえる。
つづく３ＥＨから操作番号１４に示す３ＥＤへは、奇数段から奇数段の切替えではあるが、後述するように第３変速機構ＴＧの切替えは偶数段と見なして行うことができるので、前述の偶数段から奇数段への切替えと同様に、操作番号１３の３Ｍを経て行う。３ＥＤの変速比は、ｉ３の０．４９２である。これは一般的なＡＭＴの第６速の値といえる。
【００４３】
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、４Ｅから２Ｅへの切替えを例にとって説明すると、以下のように行う。
４Ｅで走行中に、操作番号１０に示すように１−３スリーブ４１ｂは左方にあって３速の連結になっている場合は、まず操作番号９に示すように１−３スリーブ４１ｂを右方に移動して、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（操作番号６）にして、ただちに２−４速スリーブ４２ｂを左方へ移動して２速駆動歯車３２ａとＭ入力軸１６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、４Ｅ−１Ｍ−２Ｅの順に切り替えるが、中間で１Ｍ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。
【００４４】
それに対して、奇数段間の１段飛び越し変速は、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すと操作が複雑になる場合がある。
すなわち、３ＥＨから１ＥＤへの切替えがそれにあたり、３ＥＨ−３Ｍ−４Ｅ−１Ｍ−１ＥＤという手順になって、前述の偶数段間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、本実施例ではつぎのように切り替えることができる。すなわち、Ｌ−Ｈスリーブ１６ｂの移動によってＥ入力軸１０とＭ入力軸１６との間で直結から減速に切り替えを行い、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。
【００４５】
すなわち、具体的には３ＥＤから操作番号１５に示す３ＥＬへは、３ＥＤにおいてクラッチ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（操作番号８）にして、ただちにＤスリーブ１０ｅを中立にして、つづいてＬ−Ｈスリーブ１６ｂを左方へ移動して、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、３ＥＬに切り替わる。３ＥＬの変速比はｉＬ・ｉＭ・ｉ３の１．４０７であり、前述の１ＥＤの変速比とほぼ同じ値になる。
したがって、実質的に１段飛び越し変速に相当する切替えを、上記した偶数段間の１段飛び越し変速と同様に素早く行うことができる。
また、この３ＥＬから元の３ＥＤに切り替えるのは、これと逆の手順で行えばいいし、他の偶数段へ切替える場合は前述の奇数段から偶数段への切替えと同様に行うことができる。
【００４６】
このように、Ｍ／Ｇ２による駆動中に、第３変速機構ＴＧを切り替える操作を行うことができるので、第３変速機構ＴＧを切り替えは偶数段とみなしてよい。
したがって、３ＥＤから１段飛び越し変速を行うべく４Ｅへ切り替えるのは、奇数段から偶数段の切替えであり、１ＥＤから１ＥＬへの切替えも第３変速機構ＴＧを切り替えであるので、いずれも素早く行うことができる。
これらの切替えも、途中で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。
上記に示した各変速比は１例であるが、１ＥＬを第１速として３ＥＤを第６速とする前進６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値といえる。
【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た場合や、Ｄスリーブ１０ｅを移動した場合は、偶数段においても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の２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を左方へ移動して第１後進歯車２２ａと第２後進歯車２２ｂを連結することで、エンジン１によるＭ入力軸１６を逆回転させての駆動が可能になる。
【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。
バッテリーの充電電力が少なくてエンジン１の動力でＭ／Ｇ２が発電して充電しつつある状態で、車両の発進や微速前進走行が可能であり、特に電動エアコンディショナーを多用する夏期の渋滞路走行などでの実用性が大幅に向上する。
また、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、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も優れている。
【００５０】
そして、エンジン駆動モードにおいて、ベースの前進４段の変速に加えて実質的に計６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段の切替えにおいて、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、夏期の渋滞路走行などでの実用性を高めて、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。
そして、第１変速機構ＦＧと第３変速機構ＴＧとを軸方向にオーバーラップして配置し、Ｍ／Ｇ２を第２変速機構と平行に、かつ第３変速機構ＴＧとエンジン１との間に配置することでその軸方向を短くすることが可能になり、車両への搭載性に優れる構成にすることができる。
【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。
【００５３】
実施例２における実施例１との第１の違いは、第１変速機構ＦＧが主として奇数段で計３段になっており、第２変速機構が偶数段でしかも１段のみであることである。
すなわち、Ｅ入力軸１０と出力軸１２との間には、１速駆動歯車３１ａ、１速被動歯車３１および３速駆動歯車３３ａ、３速被動歯車３３ｂとあらたに６速駆動歯車３６ａ、６速被動歯車３６ｂなどが、Ｍ入力軸１６と出力軸１２との間には、４速駆動歯車３４ａと４速被動歯車３４ｂなどが、それぞれ配置されている。
これに関連して、６−Ｄスリーブ１０ｅは、Ｅ入力軸１０とＭ入力軸１６との連結に加えて、６速駆動歯車３１ａとＥ入力軸１０とを連結する機能を有している。
また、４−Ｅスリーブ１７ｂは、Ｍ入力軸１６とエンジン１との連結に加えて、４速駆動歯車３４ａとＭ入力軸１６を連結する機能を有している。
そして、ローの変速比は１速駆動歯車３１ａとＬ被動歯車１９ｂとで、ハイの変速比は３速駆動歯車３３ｂとＨ被動歯車２０ｂとで、それぞれ得られる。
【００５４】
実施例１との第２の違いは、後進歯車の噛み合い関係が異なることである。
すなわち、第１後進歯車２２ａは第１中間歯車１８ａと、第２後進歯車２２ｂは４速駆動歯車３４ａと、それぞれ噛み合っている。
図３では、第１後進歯車２２ａと第１中間歯車１８ａ、第２後進歯車２２ｂと４速駆動歯車３４ａの、それぞれ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それぞれ噛み合っている。
また、これに関連してＭ／Ｇ２は第１後進歯車２２ａを介してＭ入力軸１６を駆動する連結関係にしている。
【００５５】
つづいて、実施例２の作用を図４に示した作動表を参考にしながら概要を説明する。
図４は、図２と同様の描き方で、主な変速段の連結関係などを記載してある。
また、変速比の具体例を示すため、各歯数比を以下のように設定したものとして説明する。
１速のｉ１およびローのｉＬ：４．０５０
３速：のｉ３およびハイのｉＨ：１．４２１
４速のｉ４：１．０１８
６速のｉ６：０．５９０
第２中間歯車１８ｂの歯数／第１中間歯車１８ａの歯数比ｉＭ：０．５２５
【００５６】
操作番号１の１ＥＭは、実施例１における２ＥＭに対応しているが、１速の変速比で駆動され、変速比はｉ１の４．０５０である。
操作番号２の１Ｍは、１速の伝達経路によるＭ／Ｇ２による駆動である。
操作番号３の１Ｅは、１速の駆動であり変速比はｉ１の４．０５０でる。
操作番号４の４Ｍは、４速と同じ経路でＭ／Ｇ２による駆動であり、１Ｅ以降の各切替え時にＭ／Ｇ２による駆動を行う。
操作番号５の４ＥＬは、２速に相当するもので、変速比はｉＬ・ｉＭ・ｉ４であり、２．１６５である。
操作番号６の３Ｅは、３速の駆動であり変速比はｉ３の１．４２１である。
操作番号７の４ＥＤは、４速の駆動であり変速比はｉ４の１．０１８である。
操作番号８の４ＥＨは、５速に相当するもので、変速比はｉＨ・ｉＭ・ｉ４であり、０．７５９である。
操作番号９の６Ｅは、６速の駆動であり変速比はｉ６の０．５９０である。
操作番号１０、１１の後進は実施例１と同様である。
【００５７】
詳細の説明は省略するが、実施例２も実施例１で説明したのと同様に、１段飛び越し変速を含めて、駆動トルクが途切れることなく、素早く自在に切り替えることができる。
【００５８】
実施例２は、実施例１で説明したことに加えて以下のメリットを有する。
すなわち、操作番号１の１ＥＭでは１速の変速比で駆動するので、Ｍ／Ｇ２に発電させながらの発進および微速前進において、２速での駆動に較べてクラッチ３の制御がしやすいとともに、クラッチ３の摩耗や発熱も少なくて済む。
また、上記した各変速比は自動車用変速機として、より好ましい値といえる。
そして、同じ前進６段に相当する構成でありながら、ハブおよびスリーブの数が実施例１より１個少ないので、スペース、コスト、重量の面でメリットがある。
【００５９】
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、バッテリーの充電電力が少ない状態での、車両の発進や微速前進走行が可能であり、特に夏期の渋滞路走行などでの実用性が大幅に向上する。
また、Ｍ／Ｇ２が駆動可能な奇数段の変速段において、エンジン１で駆動した状態から１段飛び越し変速に相当する切替えを素早くできることと併せて、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、違和感なく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。
【００６０】
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、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】
【００６１】
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】
【００６２】
ＦＧ    第１変速機構
ＳＧ    第２変速機構
ＴＧ    第３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
１０ｅ  ダイレクトスリーブ、６−Ｄスリーブ
１２    出力軸
１６    モーター入力軸
１６ｂ  ロー−ハイスリーブ
１７ｂ  エンジン連結スリーブ、４−Ｅ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
３６ａ  ６速駆動歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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