(57)【要約】【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、Ｍ／Ｇ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３から動力を受け入れ可能なモーター入力軸１６と、出力軸１４と、エンジン入力軸１０と出力軸１４との間に配置されて、少なくとも１段の変速比を得る第１変速機構と、モーター入力軸１６と出力軸１４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１０とモーター入力軸１６との間に配置されて、該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。【選択図】図１
2019026094.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、少なくとも１段の変速比を得る第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モーター入力軸との間に配置されて、該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変速機構によって得られる変速段数をＮ速の１段としたとき、Ｎ速より１段低い変速段と変速比の違いが１０％以下の相当変速段を、前記第３変速機構によって得ることを特徴とした請求項１に記載の自動車用駆動装置。
【請求項３】
前記エンジン入力軸と同じ回転中心に前記モーター入力軸を、前記出力軸と同じ回転中心に中間軸を、それぞれ配置し、
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を直結することと、前記中間軸を介して減速駆動することを、切り替えるように構成し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。
【請求項４】
前記モーター・ジェネレーターがアイドラ歯車を介して前記モーター入力軸を駆動する構成にして、前記エンジン入力軸が駆動歯車および被動歯車を介して前記アイドラ歯車と連結する構成にして、これを前記第３変速機構の一部としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか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（以下、「ＭＴ」という）をベースにクラッチ操作および変速操作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）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２０１４−９７６８８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において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Ｍ／Ｇ駆動しながら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す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素早いスキップシフトができないという問題になる。
【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段飛び越し変速ができないという点である。
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、エンジンから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、少なくとも１段の変速比を得る第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、簡単な操作で素早く行うことが出来るようにして、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】実施例２の作動表−１を表す図である。
【図５】実施例２の作動表−２を表す図である。
【図６】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。
【図７】実施例３の作動表を表す図である。
【図８】本発明の実施例４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２とクラッチ板２ａ、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、これらを経てエンジン１の動力を受け入れる。クラッチ２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。
また、本駆動装置は、後述するようにＥ入力軸１０と平行に設けたＭ／Ｇ（モーター・ジェネレーター）３との間で動力の授受ができる。つまり、Ｍ／Ｇ３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。
【００１１】
はじめに主要な軸の配置を説明する。
Ｅ入力軸１０と平行に出力軸１４が、またＥ入力軸１０と同じ軸中心に管状のモーター入力軸（以下、「Ｍ入力軸」という）１６が、出力軸１４と同じ軸中心に管状の中間軸２０が、それぞれ配置してある。
また、出力軸１４には出力歯車１４ａが一体に設けてあり、出力歯車１４ａ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】
これらの各軸およびＭ／Ｇ３との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。なお、これから述べる各変速歯車は、Ｅ入力軸１０と同じ回転中心の歯車を「駆動歯車」と呼び、該駆動歯車と噛み合って出力軸１４と同じ回転中心の歯車を「被動歯車」と呼ぶ。
また、以下に記すハブとスリーブの名称は、係合する相手歯車の名称と関連づけて、例えばＨ歯車とＬ歯車の係合に関わるものはＨ−Ｌハブ、Ｈ−Ｌスリーブとした。
【００１３】
Ｅ入力軸１０上に回転自在に設けたＡ駆動歯車２１ａは出力軸１４と一体のＡ被動歯車２１ｂと噛み合っている。
また、Ｅ入力軸１０と一体のＢ駆動歯車２２ａは中間軸２０上に回転自在に設けたＢ被動歯車２２ｂと噛み合っている。
Ｍ入力軸１６と一体のＬ駆動歯車２８ａは出力軸１４上に回転自在に設けたＬ被動歯車２８ｂと噛み合っており、同様にＭ入力軸１６と一体のＨ駆動歯車２９ａは出力軸１４上に回転自在に設けた中間軸２０と一体のＨ被動歯車２９ｂと噛み合っている。
【００１４】
また、Ｈ駆動歯車２９ａはアイドラ歯車５を介してＭ／Ｇ３と連結している。すなわち、Ｍ／Ｇ３は回転子３ａとケース４に固定された固定子３ｂからなり、回転子３ａと一体のＭ／Ｇ駆動歯車３ｃがアイドラ歯車５を介して、Ｈ駆動歯車２９ａと常時噛み合っている。
なお、Ｍ／Ｇ３はＭ入力軸１６と適切な変速比で連結できればよいので、Ｈ駆動歯車２９ａとは別の歯車を駆動する構成であってもよい。
【００１５】
ここで、各変速歯車の歯数比（被動歯車側の歯数／駆動歯車側の歯数）を、それぞれＡ駆動歯車２１ａとＡ被動歯車２１ｂとの間にあってはＡ、Ｂ駆動歯車２２ａとＢ被動歯車２２ｂとの間にあってはＢ、Ｌ駆動歯車２８ａとＬ被動２８ｂとの間にあってはＬ、Ｈ駆動歯車２９ａとＨ被動２９ｂとの間にあってはＨ、とする。
【００１６】
Ｅ入力軸１０と一体のＬ−Ａハブ３２には、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能なＬ−Ａスリーブ３３が装着され、該Ｌ−Ａスリーブ３３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Ｍ入力軸１６のドッグ歯１６ｃと係合して、Ｍ入力軸１６とＥ入力軸１０とを連結する。
これとは逆に、Ｌ−Ａスリーブ３３が軸方向右側へ移動することでその内歯がＡ駆動歯車２２ａのドッグ歯２２ｃと係合して、Ａ駆動歯車２２ａとＥ入力軸１０とを連結する。
【００１７】
したがってエンジン１の動力は、Ｌ−Ａスリーブ３３の軸方向移動に伴って、Ａ駆動歯車２１ａ、Ａ被動２１ｂを介して出力軸１４に変速比Ａにて、またはＭ入力軸１６に直接、それぞれ伝達される。
この、Ｅ入力軸１０から出力軸１４に変速比Ａにて動力を伝達するＡ駆動歯車２１ａ、Ａ被動２１ｂとＬ−Ａハブ３２、Ｌ−Ａスリーブ３３は、本発明の第１変速機構を構成する。
【００１８】
出力軸１４と一体のＨ−Ｌハブ３０には、Ｈ−Ｌスリーブ３１が装着され、該Ｈ−Ｌスリーブ３１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がＨ被動歯車２９ｂのドッグ歯２９ｃと係合して、Ｈ被動歯車２９ｂと出力軸１４とを連結する。
これとは逆に、Ｈ−Ｌスリーブ３１が軸方向右側へ移動することでその内歯がＬ被動歯車２８ｂのドッグ歯２８ｃと係合して、Ｌ被動歯車２８ｂと出力軸１４とを連結する。
【００１９】
したがって、Ｍ入力軸１６と出力軸１４とは、Ｈ−Ｌスリーブ３１の軸方向移動に伴って、変速比ＨまたはＬにて連結される。
これらは、Ｍ入力軸１６と出力軸１４とを２種類の変速比で選択的に連結するものであり、本発明の第２変速機構を構成する。
なお、Ｈ−Ｌスリーブ３１を軸方向に移動してＨとＬの変速比を得るのは、後述のようにＭ／Ｇ３による駆動においてハイ（Ｈ）とロー（Ｌ）の２段の変速が可能であることを示しており、これら２段はエンジン１からの駆動も可能である。
【００２０】
中間軸２０と一体のＢハブ３４には、これと回転方向は一体で軸方向に移動可能なＢスリーブ３５が装着され、該Ｂスリーブ３５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がＢ駆動歯車２２ｂのドッグ歯２２ｃと係合して、Ｂ被動歯車２２ｂと中間軸２０とを連結する。
これにより、Ｈ被動歯車２９ｂとＨ駆動歯車２９ａを経由して、Ｅ入力軸１０はＭ入力軸１６を変速比Ｂ／Ｈで減速駆動する。
したがって、Ｅ入力軸１０とＭ入力軸１６とは、前述のＬ−Ａスリーブ３３による直結と、Ｂスリーブ３５による減速駆動の、２段の変速比で連結できる。
これらは、Ｅ入力軸１０とＭ入力軸１６とを２種類の変速比で選択的に連結するものであり、本発明の第３変速機構を構成する。
【００２１】
これらのＨ−Ｌスリーブ３１、Ｌ−Ａスリーブ３３、Ｂスリーブ３５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、これらの各スリーブと、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。
【００２２】
上記した第１変速機構、第２変速機構および第３変速機構は機械的駆動を行うものであって、一般的なＭＴ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。
【００２３】
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考にしながら説明する。図２では、縦方向に１速から４速までと後述の２速相当の変速段を割り振り、変速比の計算式と変速比の例とともに、矢印で各スリーブの移動方向を示した。なお、矢印のない空白は中立を示し、＊は左右両方向の切替えがあることを示す。
ここで、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。
Ａ：１．２０
Ｂ：１．８０
Ｌ：１．８０
Ｈ：０．８０
このように、ＢとＬを同じ歯数比としているが、異なる値に設定してもよい。
【００２４】
はじめにエンジン１の始動は、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−Ａスリーブ３３を左側へ移動してＭ入力軸１６とＥ入力軸１０を連結するとともに、クラッチ２を接続する。これにより、エンジン１とＭ／Ｇ３とが連結されるので、Ｍ／Ｇ３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。
【００２５】
また、エンジン始動後は、この連結状態のまま引き続いてエンジン１の動力でＭ／Ｇ３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２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。
しかし、高速走行時におけるエンジン１の始動を考慮して、エンジン１に図示していない専用のスターターモーターを設けてもよい。
【００２６】
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／Ｇ３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／Ｇ３とエンジン１の両者でＨＥＶモードにて駆動することもできる。
ここで重要なのは後述するように、走行中において、Ｌ−Ａスリーブ３３およびＢスリーブ３５の係合を切替えるのはＭ／Ｇ３による駆動または制動をしている状態のＥＶモードにおいてであり、Ｌ−Ｈスリーブ３１の係合を切り替えるのは、３速でのエンジン１による駆動または制動（いわゆるエンジンブレーキ）をしている状態のエンジン駆動モードにおいてである、というのが基本である。
【００２７】
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。
車両が停止した状態からの発進は、一般にエンジン１が停止した状態で行う。
Ｌ−Ｈスリーブ３１を右方へ移動してＬ被動歯車２８ｂと出力軸１４を連結する。
これにより、Ｍ入力軸１６と出力軸１４とはローで連結され、Ｍ／Ｇ３に電力を供給することで自動車を発進させることができ、ローのＥＶモードでの走行に移行する。
ローの変速比（Ｍ入力軸１６の回転速度／出力軸１４の回転速度）はＬである。
【００２８】
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、Ｂスリーブ３５を左方へ移動してＥ入力軸１０とＭ入力軸１６とを前述した変速比Ｂ／Ｈの減速で連結し、クラッチ２を接続するとエンジン１が回転して、これを始動することができる。
【００２９】
エンジン１が始動した後、Ｍ／Ｇ３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の１速での駆動になり、変速比（Ｅ入力軸１０の回転速度／出力軸１４の回転速度）は、Ｂ・Ｌ／Ｈであり、上記した歯数比では４．０５である。つまり、これは一般的なＭＴにおける１速とほぼ同じ値である。
むろん、エンジン１とともに引き続いてＭ／Ｇ３に駆動させて走ることもできるし、逆に１速のエンジン駆動モードで走行しながらＭ／Ｇ３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。
【００３０】
つづいて、このエンジン駆動モードにおいて、１速から２速への切替えについて説明する。
この場合は、一般的なＭＴやＡＭＴと同様に、クラッチ２を解放してエンジン１の駆動をやめるとともに、Ｍ／Ｇ３に通電してローのＥＶモードでの駆動にして出力軸１４の駆動状態を維持したまま、Ｂスリーブ３５を中立にして、ただちにＬ−Ａスリーブ３３を左側へ移動してＥ入力軸１０とＭ入力軸１６とを直結する。
そして、再びクラッチ２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２速に切り替わる。その変速比は、Ｌの１．８０であり、ＥＶモードのローと同じである。
このように、クラッチ２を解放している間のみＭ／Ｇ３によるＥＶモードの走行に切り替わるので、変速操作中に出力軸１４の駆動トルクが途切れることがない。
これは、以降のエンジン駆動モードにおける切替え（変速）に共通する。
【００３１】
なお、クラッチ２を解放している間はＭ／Ｇ３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、空転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２を接続する場合は、クラッチ２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。この点も、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。
【００３２】
２速での走行中に車速が上昇して３速へ切り替える場合は、上記と同様にクラッチ２を解放して、Ｌ−Ａスリーブ３３を右方へ移動してＥ入力軸１０とＡ駆動歯車２１ａとを連結し、再びクラッチ２を接続することで３速に切り替わる。
この場合も上記と同様に、クラッチ２が解放されている間はＥＶモードの走行に切り替える。
３速の変速比はＡであり、上記した歯数比では１．２０である。
【００３３】
つづく、３速から４速への切替えは、まず３速のエンジン駆動モードにおいて、Ｌ−Ｈスリーブ３１を左方へ移動してＨ被動歯車２９ｂと出力軸１４とを連結する。
これにより、Ｍ入力軸１６と出力軸１４との間が変速比Ｈの０．８０に切り替わり、Ｍ／Ｇ３で駆動する場合はハイになる。
この状態で、上記と同様にクラッチ２を解放して、Ｌ−Ａスリーブ３３を左方へ移動してＥ入力軸１０とＭ入力軸１６とを直結し、再びクラッチ２を接続することでエンジン駆動モードの４速に切り替わる。
４速の変速比はＨであり、上記したハイと同じ０．８０である。つまり、２速と４速は、それぞれＥＶモードにおけるローとハイと同じ動力伝達ルートである。
むろん、ここでもクラッチ２が解放されている間はＥＶモードのハイでの駆動に切り替える。
【００３４】
以上が、自動車の速度上昇とともに順次上位に変速する、いわゆるアップシフトであるが、逆にエンジン駆動モードにおける４速から３速などのダウンシフトは、上記したのと逆の手順で、同様にＭ／Ｇ３による駆動トルクの補填をしながら行うことができる。
つぎに、ドライバーがアクセルペダルを大きく踏み込んだ時などに行われる、スキップシフトと呼ばれる１段飛び越し変速について説明する。
例えば、３速から１速への変速は、上記と同様にクラッチ２を解放して、Ｍ／Ｇ３によるローで駆動トルクの補填をしながら切り替えることができる。
【００３５】
しかし、４速から２速への切替えは、それぞれがＭ／Ｇ３による駆動トルクの伝達を担っている変速段であるので、上記したＭ／Ｇ３による駆動トルクの補填をしながら切り替えることができない。
そこで、４速から２速相当への切替えを行う。すなわち、Ｈ−Ｌスリーブ３１は４速（ハイ）のままで、クラッチ２を解放したらＭ／Ｇ３によるハイでの駆動トルクの補填をしつつ、Ｌ−Ａスリーブ３３を中立にして、Ｂスリーブ３５を左方へ移動してＢ被動歯車２２ｂと中間軸２０とを連結し、クラッチ２を接続すると２速相当へ切り替わる。２速相当のエンジン１による駆動の変速比はＢであり、上記した歯数比では２速と同じ１．８０である。
【００３６】
つまり、２速相当は、Ｍ／Ｇ３による駆動はハイのままで、エンジン１による駆動はＢ駆動歯車２２ａとＢ被動歯車２２ｂによって行われる。
これが可能なのは、本発明の第３変速機構が本発明の第２変速機構の上流（エンジン１に近い方）に存在するからである。
この２速相当の変速段は、本発明の相当変速段を構成する。
むろん、２速相当での走行において、車速が上昇した場合や、アクセルペダルの踏み込みを緩めて急加速の状態でなくなれば、前記のアップシフトと同様に３速または４速などに切り替える。
【００３７】
つぎに後進は、前進におけるＥＶモードの発進と同様であり、Ｍ／Ｇ３を前進とは逆方向の回転をさせることで行う。むろん、一般的なＭＴのように後進のための歯車等を設けてもよい。
【００３８】
つぎに、エンジン駆動モードでの走行中にドライバーが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場合は、ただちにクラッチ２を解放してＭ／Ｇ３に発電させる。すなわち、全ての変速段においてＭ／Ｇ３はローまたはハイのいずれかで動力伝達が可能になっているので、そのまま発電させることができる。
この発電により得られた電力はバッテリーに蓄えて、次の加速などのＥＶモードに使うことで、いわゆるエネルギー回生を行う。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。
【００３９】
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およびＨＥＶモードでの、３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、急加速などへの対応性が向上する。
【００４０】
また、上記で詳しく説明したように、エンジン駆動モードにおける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が途切れることがないので、１段飛び越し相当の変速も含めて、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。
そして、Ｂ駆動歯車２２ａとＢ被動歯車２２ｂによるＥ入力軸１０からＭ入力軸１６への減速駆動を１速の駆動に用いる構成にしたため、２速から１速への切替えは中間軸２０側に配置したＢスリーブ３５を移動するので、Ｂスリーブ３５とＢ被動歯車２２ｂの間に同期装置を設ける場合、一般的なＭＴにおける１速の同期装置よりはるかに小さな容量で済むというメリットもある。
【００４１】
実施例１にあっては、一般的な４段ＭＴと同数の歯車で成り立たせることができる。
実施例１では４段の構成で説明したが、これは本発明の最小構成であり基本的な形態である。
このように、急加速などにおける実用性（スキップシフト）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。
【実施例２】
【００４２】
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。
【００４３】
実施例２における実施例１との違いは、Ｅ入力軸１０と中間軸２０の間にＣ駆動歯車２３ａ、Ｃ被動歯車２３ｂを追加したことである。
すなわち、Ｅ入力軸１０と一体のＣ駆動歯車２３ａは中間軸２０上に回転自在のＣ被動歯車２３ｂと噛み合っている。これに関連して、中間軸２０と一体のＢ−Ｃハブ３４とこれに装着されたＢ−Ｃスリーブ３５が、Ｃ被動歯車２３ｂと中間軸２０との連結を担う。
つまり、Ｂ−Ｃスリーブ３５は図３の中立位置から右方へ移動するとクラッチ歯２３ｃと係合してＣ被動歯車２３ｂと中間軸２０とを連結する。
このＣ駆動歯車２３ａ、Ｃ被動歯車２３ｂは、実施例１で説明した本発明の第３変速機構を構成するメンバーである。
その他の構成は実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００４４】
つぎに、図２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。
実施例１と大きく異なるのは、エンジン駆動モードにおける変速段数を６段にして用いることと、５段で用いることを、選択できることである。
なお、ＥＶモードについては実施例１と同様に２段である。またスキップダウンシフトのための変速段は後述する。
はじめに、図４に示した作動表を参考に、６段として用いる場合について説明する。
ここでは、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、前述のＣ駆動歯車２３ａ、Ｃ被動歯車２３ｂの歯数比はＣとする。
Ａ：１．１３
Ｂ：１．５７
Ｃ：０．６４
Ｌ：２．００
Ｈ：０．８５
【００４５】
まず、１速と２速は実施例１と同様であり、３速は上記したＢ−Ｃスリーブ３５を右方へ移動してＣ被動歯車２３ｂと中間軸２０とを連結し、Ｈ−Ｌスリーブはローの状態で行う。
実施例１における３速、４速は、本実施例では１段ずつ繰り下がって４速、５速になり、あらたに６速が加わる。
すなわち、Ｂ−Ｃスリーブ３５を右方へ移動してＣ被動歯車２３ｂと中間軸２０とを連結し、Ｈ−Ｌスリーブはハイの状態が６速である。
なお、ＥＶモードのローはエンジン駆動モードにおける２速であり、ハイは同様に５速である。
【００４６】
詳細の説明は省略するが、実施例２においても順次変速するアップシフト、ダウンシフトは実施例１と同様に行う。また、１段飛び越しのスキップダウンシフトは、実施例１でも説明したように、６速から４速、４速から２速、３速から１速はアップシフトと同様にＭ／Ｇ３による駆動トルクの補填をしつつ切り替えることができる。
しかし、５速から３速へのスキップシフトは、実施例１における４速から２速に相当するので、ここでもＢ−Ｃスリーブ３５を左方へ移動してＢ被動歯車２２ｂと連結した３速相当に切り替える。この切替えも実施例１で説明したのと同様である。
この３速相当の変速段は、本発明の相当変速段を構成する。
【００４７】
各変速比の例は図４の作動表に記してあるが、ここで特徴的なのは、２速以降の段間比（当該変速段の変速比／１段上位の変速段の変速比）が、ほぼ一定の値（１．３３程度）になることである。
これは、第２変速機構と第３変速機構の各変速段数の積で、最大変速可能段数を得ているからである。
【００４８】
つぎに、図５に示した作動表を参考に、５段として用いる場合について説明する。
ここでは、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。
Ａ：１．２３
Ｂ：１．８０
Ｃ：０．７２
Ｌ：１．８５
Ｈ：０．９１
【００４９】
変速段は図５に見る通り、上記の６段の場合における３速がなくなって、以降の変速段が繰り上がる形で５段になる。したがって、６段における５速から３速へのスキップダウンシフトが、５段にあっては４速から２速になり、６段での３速相当が５段では２速相当の変速段になる。なお、ＥＶモードのローはエンジン駆動モードにおける２速であり、ハイは同様に４速である。
ここでも２速相当の変速段は、本発明の相当変速段を構成する。
その他は、切替え操作を含めて６段と同様である。
【００５０】
各変速比の例は図５に示してあるが、２速以降の段間比は、下位の値が大きく上位にいくほど値が小さくなる。すなわち、２速と３速の段間比が１．５０であるのに対して、４速と５速にあっては１．２６である。
このように、段間比の特性が異なることが６段と５段の相違点である。
実施例２は、実施例１のスキップシフトが可能であることに加え、一般的な５段ＭＴと歯車およびハブ、スリーブの数が同じで、軸方向長さもほぼ同じでありながら、ＥＶモードにおける２段の変速に加えてエンジン駆動モードで５段、または６段の変速が可能であるのが実施例１と対比した効果である。
【実施例３】
【００５１】
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６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。
【００５２】
実施例３における実施例１との第１の違いは、Ｅ入力軸１０と中間軸２０との間にＤ駆動歯車２４ａ、Ｄ被動歯車２４ｂを追加し、これにともなってＤ−Ｈハブ３６とＤＨスリーブ３７を追加したことである。
すなわち、Ｅ入力軸１０上に回転自在に設けたＤ駆動歯車２４ａは、中間軸２０と一体のＤ被動歯車２４ｂと噛み合っている。そして、Ｅ入力軸１０と一体のＤ−Ｈハブ３６に装着したＤ−Ｈスリーブ３７は、図６にあっては中立であるが、左側へ移動するとＤ駆動歯車２４ａのドッグ歯２４ｃと係合してＤ駆動歯車２４ａとＥ入力軸１０とを連結する。なお、Ｄ−Ｈスリーブ３７は右側へ移動するとＥ入力軸１０とＭ入力軸１６とを連結する。
なお、追加したＤ駆動歯車２４ａ、Ｄ被動歯車２４ｂは、Ｄ−Ｈハブ３６とＤＨスリーブ３７などとともに本発明の第３変速機構を構成するメンバーである。
【００５３】
また、これと別の各歯車やハブ、スリーブの配置と、個別の連結関係が変化している。すなわち、配置の説明は省略するが、Ａ−Ｃハブ３２およびＡ−Ｃスリーブ３３は、Ｅ入力軸１０とＡ駆動歯車２１ａおよびＣ駆動歯車２３ａとの連結を行い、Ｂハブ３４およびＢスリーブ３５は、中間軸２０とＢ被動歯車２２ｂとの連結を行う。
【００５４】
実施例１との第２の違いは、Ｍ／Ｇ３の配置である。すなわち、Ｍ／Ｇ３はクラッチ２の径方向外側に配置してあり、その回転子３ａはＭ入力軸１６と直結している。
その他は、基本的に実施例１と同様である。
なお、Ｍ／Ｇ３を実施例１と同様にＥ入力軸１０と平行に配置して、Ｍ入力軸１６と連動して回転する歯車、例えばＣ駆動歯車２３ａをＭ／Ｇ３が駆動するようにしてもよい。
【００５５】
つぎに、図３に示した本発明の実施例３に係る自動車用駆動装置の作用であるが、ここでも図７に示した作動表を参考に、実施例１と異なる点を中心に説明する。
実施例３は、エンジン駆動モードの変速は８段であり、ＥＶモードについては実施例１と同様に２段である。またスキップダウンシフトのため４速相当の変速段を有する。
【００５６】
ここでは、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、前述のＤ駆動歯車２４ａ、Ｄ被動歯車２４ｂの歯数比はＤとする。
Ａ：１．３２
Ｂ：０．６０
Ｃ：１．７２
Ｄ：０．７８
Ｌ：２．９０
Ｈ：１．０１
【００５７】
まず、１速と２速は基本的に実施例１と同様であり、３速はＤ−Ｈスリーブ３７を左方へ移動してＤ駆動歯車２４ａとＥ入力軸１０とを連結し、Ｈ−Ｌスリーブ３１はローの状態で行う。
また、４速はＡ−Ｃスリーブ３３を右方へ移動し、Ｅ入力軸１０とＣ駆動歯車２３ａとを連結し、Ｈ−Ｌスリーブ３１はローの状態で行う。
５速、６速は基本的に実施例１の３速、４速と同様であり、７速はＤ−Ｈスリーブ３７を左方へ移動してＤ駆動歯車２４ａとＥ入力軸１０とを連結し、Ｈ−Ｌスリーブ３１はハイの状態で行う。
また、８速は、Ａ−Ｃスリーブ３３を右方へ移動し、Ｅ入力軸１０とＣ駆動歯車２３ａとを連結し、Ｈ−Ｌスリーブ３１はハイの状態で行う。
なお、ＥＶモードのローはエンジン駆動モードにおける２速であり、ハイは同様に６速である。
【００５８】
詳細の説明は省略するが、実施例３においても順次変速するアップシフト、ダウンシフトは実施例１と同様に行う。また、１段飛び越しのスキップダウンシフトは、実施例１でも説明したように、８速から６速、７速から５速、５速から３速、４速から２速、３速から１速は、アップシフトと同様にＭ／Ｇ３による駆動トルクの補填をしつつ切り替えることができる。
しかし、６速から４速へのスキップシフトは、実施例１における４速から２速に相当するので、ここでもＤ−Ｈスリーブ３７とＢスリーブ３５をそれぞれ移動してＢ被動歯車２２ｂと連結した４速相当に切り替える。この切替えも実施例１で説明したのと同様である。
ここでも４速相当の変速段は、本発明の相当変速段を構成する。
【００５９】
各変速比の例は図７の作動表に記してあるが、これも実施例２の６段の場合と同様に、２速以降の段間比が、ほぼ一定の値（１．３０程度）になる。
なお、具体的な説明は省略するが、実施例２で説明したのと同様に、変速段数を７段または６段に減らすことで、２速以降の段間比の特性が変化する。なお、その場合は本発明の相当変速段も変化するが、これも実施例２と同様である。
【００６０】
図６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１と同様の効果に加えて、歯車の数が６段の一般的なＭＴと同等ながら、エンジン駆動モードにおいて最大８段の変速を行うことができるので、大きさや製造コストを抑えながら多段化ができるというメリットがある。
【実施例４】
【００６１】
次に、本発明の実施例４の自動車用駆動装置につき説明する。
図８は、本発明の実施例４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３と異なる部分を中心に説明し、それら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それらと若干異なるが、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。
【００６２】
実施例４における実施例８との違いは、Ｂ駆動歯車２２ａとＢ被動歯車２２ｂの動力伝達ルートである。
すなわち、Ｍ／Ｇ３が実施例１と同様にアイドラ歯車５を介してＨ駆動歯車２９ａと連結する構成にして、Ｅ入力軸１０と一体のＢ駆動歯車２２ａが、アイドラ歯車５と同じ軸中心に配置したＢ被動歯車２２ｂと噛み合っている。また、アイドラ歯車５はＢ被動歯車２２ｂの軸部２２ｄ上に回転自在に設けてあり、ドッグ歯５ｃを有する。
【００６３】
軸部２４ｄと一体のＢハブ３４に装着されたＢスリーブ３５は、図８に示す位置にあっては中立であるが、図８中、軸方向左側へ移動することでその内歯がドッグ歯５ｃと係合してＢ被動歯車２２ｂとアイドラ歯車５を連結する。
これにより、Ｅ入力軸１０とＨ駆動歯車２９ａとは、Ｂ駆動歯車２２ａとＢ被動歯車２２ｂおよびアイドラ歯車５を介して連結される。これらは、本発明の第３変速機構を構成するメンバーである。
したがって、Ｂスリーブ３５を左方へ移動した際の、Ｅ入力軸１０からＨ駆動歯車２９ａに至る変速比を実施例３と同じになるように設定すると、実質的に作動表が図７に示した実施例３と同じになる。
【００６４】
このように、図７の作動表を含めて作用は実施例８と同様であるので、詳細の説明は省略する。
実施例４は、実施例３と同様にエンジン駆動モードで８段の変速比を得ながら、軸方向長さを実施例３より大幅に小さくできるので、車両への搭載性が向上するメリットがある。
【００６５】
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／Ｇ３が駆動可能な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、それら変速段間での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。
それらも含めて全ての変速段の切替えが、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や、プラグイン・ハイブリッド自動車の普及に貢献することができる。
また、第１変速機構によって得られる変速段数をＮ速の１段としたとき、Ｎ速より１段低い変速段と変速比の違いが１０％以下の相当変速段を、前記第３変速機構によって得るようにして、これを本発明の相当変速段としてスキップシフトを可能としている。
【００６６】
上記の各実施例は、エンジン横置きの前輪駆動車または後輪駆動車に適したレイアウトの構成であるが、エンジンを車両の前部に配置して後輪駆動する場合などの縦置きのレイアウトにすることも可能である。
また、エンジン１と連結した発電機を別に設けて、該発電機で得た電力でＭ／Ｇ３を駆動して、いわゆるシリーズ型のハイブリッド駆動の機能を果たすことも可能である。
さらに、エンジン１の動力を遊星歯車で分割して、一方は別の発電機を駆動し、他方をＥ入力軸１０と連結して、電気的ＣＶＴの機能を備えた構成にすることもできる。
【００６７】
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】
【００６８】
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】
【００６９】
１      エンジン
２      クラッチ
３      モーター・ジェネレーター（Ｍ／Ｇ）
１０    エンジン入力軸
１４    出力軸
１６    モーター入力軸
２０    中間軸
２１ａ  Ａ駆動歯車
２２ａ  Ｂ駆動歯車
２３ａ  Ｃ駆動歯車
２４ａ  Ｄ駆動歯車
２８ａ  Ｌ駆動歯車
２９ａ  Ｈ駆動歯車
３１    Ｌ−Ｈスリーブ
【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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