JP2013148130A - 車両駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速中の加速感喪失を回避しつつ変速ショックを抑えることができる車両駆動装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関２と、内燃機関２からの回転動力の断接を行う第１クラッチ５と、第１クラッチ５からの回転動力が入力される入力軸２１の回転を変速して出力軸２８に伝達可能であるとともに、切換機構３６〜３８により複数の変速段に切換可能な変速機６と、出力軸２８からの回転動力が入力されるとともに左右の車輪８、９に向けて差動可能に回転動力を出力する差動装置７と、内燃機関２からの回転動力を変速して出力軸２８に向けて出力するプラネタリギヤセット４と、を備え、プラネタリギヤセット４は、セット内の所定のギヤ（例えば、４ｅ）の慣性を調節可能な機能を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両を駆動する車両駆動装置に関する。

従来、内燃機関を動力源とする車両駆動装置においては、内燃機関と車輪との間に変速可能な有段歯車変速機と、係合・切断動作する機械的なクラッチ装置とを有するものがある。かかる車両駆動装置では、変速時のクラッチが切断されている間、内燃機関からのトルクが車輪に伝達されていないため、運転者が加速を要求している場合でも車両の加速が０になり、加速感喪失の問題があった。また、変速動作の後期のクラッチ係合動作時に、内燃機関の吹き上がり等による内燃機関の回転数と変速機の入力軸回転数の差に起因して過大な変速ショックが発生するといった問題があった。

このような問題を解決するために、特許文献１に記載の動力伝達装置では、内燃機関の回転動力をプラネタリギヤ及びカウンタギヤを介して変速機の出力軸に伝達可能な構成を有し、当該プラネタリギヤにおけるリングギヤを制動するブレーキで制御することで、変速中にも内燃機関の回転動力により車輪の駆動を行なえるようにしている。また、特許文献２に記載の動力伝達装置では、変速中にモータジェネレータを駆動することで、変速中にも車輪の駆動を行なえるようにしている。さらに、特許文献３に記載の動力伝達装置では、内燃機関の回転動力をカウンタギヤ及びプラネタリギヤを介して変速機の出力軸に伝達可能な構成を有し、該プラネタリギヤにおけるサンギヤをフライホイールと一体に回転するようにして、変速中にも内燃機関の回転動力により車輪の駆動を行なえるようにしている。

国際公開第２０１１／０１０９２８号パンフレット 国際公開第２０１０／０５９０４１号パンフレット

E. Galvagno, M. Velardocchia, A. Vigliani, "A model for a flywheel automatic assisted manual transmission", Mechanism and Machine Theory 44 (2009) 1294-1305

以下の分析は、本願発明者により与えられる。

しかしながら、特許文献１に記載の動力伝達装置では、プラネタリギヤのリングギヤをブレーキで制動した時にサンギヤとキャリアとの間で構成されるギヤ比によって、内燃機関からプラネタリギヤを介して変速機の出力軸に伝達される動力の遮断が必要になってしまう変速機のギヤ段がある。また、特許文献２に記載の動力伝達装置では、変速中にモータジェネレータにより変速中にも車輪の駆動を行なえるが、実際には内燃機関の回転動力は変速中に車輪に伝達されないので、変速中の内燃機関の慣性が持っているエネルギが無駄になる。さらに、特許文献３に記載の動力伝達装置では、変速時にサンギヤとフライホイールとが一体に回転するため、変速機の出力軸側での意図しないトルク変動が発生し、変速ショックが発生する可能性がある。

本発明の主な課題は、変速中の加速感喪失を回避しつつ変速ショックを抑えることができる車両駆動装置を提供することである。

本発明の一視点においては、車両駆動装置において、内燃機関と、前記内燃機関からの回転動力の断接を行う第１クラッチと、前記第１クラッチからの回転動力が入力される入力軸の回転を変速して出力軸に伝達可能であるとともに、切換機構により複数の変速段に切換可能な変速機と、前記出力軸からの回転動力が入力されるとともに左右の車輪に向けて差動可能に回転動力を出力する差動装置と、前記内燃機関からの回転動力を変速して前記出力軸に向けて出力するプラネタリギヤセットと、を備え、前記プラネタリギヤセットは、セット内の所定のギヤの慣性を調節可能な機能を有することを特徴とする。

本発明によれば、変速中でも内燃機関の回転動力がプラネタリギヤセットを介して変速機の出力軸に伝達できるため、変速中の加速感喪失を回避することができる。また、変速時にセット内の所定のギヤの慣性を調整することで、出力トルクの変動を減らし、かつ、シフトアップ時には内燃機関の回転数を早く引き下げて（シフトダウン時には内燃機関の回転数を速く引き上げて）、早く変速を完了することができるので、変速ショックを抑えることができ、燃料消費を改善することができる。

本発明の実施例１に係る車両駆動装置の構成を模式的に示したブロック図である。 本発明の実施例１に係る車両駆動装置における駆動装置の構成を模式的に示したスケルトン図である。 本発明の実施例１に係る車両駆動装置の各走行パターンを模式的に示した表である。 本発明の実施例１に係る車両駆動装置の１速から２速へシフトアップ変速するときの制御動作を模式的に示したタイムチャート図である。 本発明の実施例１に係る車両駆動装置の２速から１速へシフトダウン変速するときの制御動作を模式的に示したタイムチャート図である。

［実施形態の概要］
本発明の実施形態に係る車両駆動装置では、内燃機関（図２の２）と、前記内燃機関からの回転動力の断接を行う第１クラッチ（図２の５）と、前記第１クラッチからの回転動力が入力される入力軸（図２の２１）の回転を変速して出力軸（図２の２８）に伝達可能であるとともに、切換機構（図２の３６〜３８）により複数の変速段に切換可能な変速機（図２の６）と、前記出力軸からの回転動力が入力されるとともに左右の車輪（図２の８、９）に向けて差動可能に回転動力を出力する差動装置（図２の７）と、前記内燃機関からの回転動力を変速して前記出力軸に向けて出力するプラネタリギヤセット（図２の４）と、を備え、前記プラネタリギヤセットは、セット内の所定のギヤ（例えば、図２のサンギヤ４ｅ）の慣性を調節可能な機能を有する。

本発明の前記車両駆動装置において、前記プラネタリギヤセットは、前記内燃機関からの回転動力が入力されるリングギヤと、前記リングギヤの内側で公転可能に前記リングギヤと噛み合うピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを回転可能に支持するとともに、前記リングギヤに対して前記ピニオンギヤが公転した時の回転動力を前記出力軸に向けて出力するキャリアと、外側で前記ピニオンと噛み合うサンギヤと、回転可能に配されたフライホイールと、前記サンギヤと前記フライホイールとの断接を行う第２クラッチと、を備えることが好ましい。

本発明の前記車両駆動装置において、前記プラネタリギヤセットは、前記変速機のどの変速段で回転しているときにも前記サンギヤの回転速度がゼロ以上になり、かつ、最低の変速段で回転しているときに前記サンギヤ回転速度がゼロになるように、前記リングギヤ、前記ピニオンギヤ、及び前記サンギヤの各歯数が設定されていることが好ましい。

本発明の前記車両駆動装置において、前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、及び、前記変速機を制御する電子制御装置を備えることが好ましい。

本発明の前記車両駆動装置において、前記電子制御装置は、前記変速機の変速段を切り換える際、前記第１クラッチを接から断にし、かつ、前記変速機の変速段を切り換え、その後、前記第２クラッチを断から接にし、かつ、前記第１クラッチを断から接にし、その後、前記第１クラッチが接になることにより前記第２クラッチを接から断にするように制御することが好ましい。

なお、本出願において図面参照符号を付している場合は、それらは、専ら理解を助けるためのものであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。以下、実施例について図面を参照しつつ説明する。

本発明の実施例１に係る車両駆動装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１に係る車両駆動装置の構成を模式的に示したブロック図である。図２は、本発明の実施例１に係る車両駆動装置における駆動装置の構成を模式的に示したスケルトン図である。

図１を参照すると、車両駆動装置１は、動力源として、燃料の燃焼エネルギーにより回転動力を出力するエンジン２を備える車両を駆動する装置である。車両駆動装置１は、エンジン２と車輪８、９との間の動力伝達経路上に第１フライホイール３、プラネタリギヤセット４、エンジン用クラッチ５、変速機６、及び差動装置７を有する。車両駆動装置１は、エンジン２、プラネタリギヤセット４、エンジン用クラッチ５、及び変速機６の制御系として、エンジン制御装置１０と、変速機制御装置１１と、センサ１２と、を有する。

エンジン２は、例えば、燃料（例えば、ガソリン、軽油などの炭化水素系）の燃焼により、クランクシャフト２ａから回転動力を出力する内燃機関である（図１、図２参照）。クランクシャフト２ａには、第１フライホイール３が固定されており、第１フライホイール３と一体に回転する。クランクシャフト２ａの回転動力は、プラネタリギヤセット４のリングギヤ４ａ、及び、エンジン用クラッチ５の入力側部材に伝達される。エンジン２は、各種センサ（エンジン回転センサ等）、アクチュエータ（インジェクタ、スロットルバルブを駆動するアクチュエータ等）を有し、エンジン制御装置１０に通信可能に接続されており、エンジン制御装置１０によって制御される。

第１フライホイール３は、エンジン２のクランクシャフト２ａと一体に回転する慣性体である（図１、図２参照）。第１フライホイール３は、エンジン２とプラネタリギヤセット４との間に配され、クランクシャフト２ａに固定されている。

プラネタリギヤセット４は、変速中のエンジン用クラッチ５が断のときにもエンジン２からの駆動力を変速機６の出力軸２８に伝達可能にするための歯車機構である（図１、図２参照）。プラネタリギヤセット４は、セット内の所定のギヤ（図２ではサンギヤ４ｅ）の慣性を調節可能な機能を有する。プラネタリギヤセット４は、リングギヤ４ａと、ピニオンギヤ４ｂと、キャリア４ｃと、ドライブギヤ４ｄと、サンギヤ４ｅと、第２フライホイール４ｆと、フライホイール用クラッチ４ｇと、を有する。リングギヤ４ａは、エンジン２のクランクシャフト２ａと一体に回転するリング状の内歯の歯車である。ピニオンギヤ４ｂは、リングギヤ４ａの内側にて公転可能に噛み合う外歯の歯車であり、キャリア４ｃに回転可能に保持されている。キャリア４ｃは、複数のピニオンギヤ４ｂを回転可能に保持する部材であり、リングギヤ４ａの内側でピニオンギヤ４ｂが公転した時の回転動力を出力するドライブギヤ４ｄと一体に回転する。ドライブギヤ４ｄは、外歯のリング状の歯車であり、変速機６の出力軸２８と一体に回転するドリブンギヤ３５と噛み合っている。サンギヤ４ｅは、プラネタリギヤセット４の中心に配された外歯の歯車であり、外側にてピニオンギヤ４ｂが公転するようにピニオンギヤ４ｂと噛み合っている。サンギヤ４ｅは、フライホイール用クラッチ４ｇを介して慣性体となる第２フライホイール４ｆと接続可能な構成となっている。

フライホイール用クラッチ４ｇは、サンギヤ４ｅ及び第２フライホイール４ｆとの間の動力伝達経路上に配設されるとともに、サンギヤ４ｅから第２フライホイール４ｆへの回転動力を断接可能な装置である（図２参照）。フライホイール用クラッチ４ｇの係合／非係合動作は、変速機制御装置１１によって駆動制御されるアクチュエータ（図示せず）によって行われる。

エンジン用クラッチ５は、エンジン２及び変速機６との間の動力伝達経路上に配設されるとともに、エンジン２から変速機６への回転動力を断接可能にする装置である（図１、図２参照）。エンジン用クラッチ５は、クランクシャフト２ａと入力軸２１との間の動力伝達経路上において、クラッチ部５ａ及びダンパ部５ｂを有する。クラッチ部５ａは、クランクシャフト２ａと一体に回転する入力側部材と、ダンパ部５ｂの入力側に接続される中間部材と、が係合することで、入力側部材から中間部材へ回転動力を伝達する部分である。エンジン用クラッチ５の係合／非係合動作は、変速機制御装置１１によって駆動制御されるアクチュエータ（図示せず）によって行われる。ダンパ部５ｂは、クラッチ部５ａの出力側に接続される中間部材と、変速機６の入力軸２１と一体に回転する出力側部材と、の間に生じた変動トルクを弾性力によって吸収する部分である。

変速機６は、エンジン２からの回転動力を変速して差動装置７に向けて出力する歯車機構である（図１、図２参照）。変速機６は、入力軸２１、及び、入力軸２１に略平行に配置された出力軸２８を有し、かつ、前進５速段に切換可能な平行２軸５速変速機構を有する。変速機６は、入力軸２１と、第１ドライブギヤ２２と、第２ドライブギヤ２３と、第３ドライブギヤ２４と、第４ドライブギヤ２５と、第５ドライブギヤ２６と、リバースドライブギヤ２７と、出力軸２８と、第１ドリブンギヤ２９と、第２ドリブンギヤ３０と、第３ドリブンギヤ３１と、第４ドリブンギヤ３２と、第５ドリブンギヤ３３と、出力ドライブギヤ３４と、ドリブンギヤ３５と、第１切換機構３６と、第２切換機構３７と、第３切換機構３８と、リバースドリブンギヤ３９と、リバースアイドラギヤ４０と、を有する。

入力軸２１は、エンジン２からの回転動力が入力される軸であり、エンジン用クラッチ５の出力側部材と一体に回転する（図１、図２参照）。入力軸２１の外周には、エンジン用クラッチ５側から順に、第１ドライブギヤ２２、リバースドライブギヤ２７、第２ドライブギヤ２３、第３ドライブギヤ２４、第２切換機構３７、第４ドライブギヤ２５、第５ドライブギヤ２６、第３切換機構３８が配されている。入力軸２１は、変速機６のハウジング（図示せず）に回転可能に支持されている。入力軸２１は、第１ドライブギヤ２２、リバースドライブギヤ２７、及び、第２ドライブギヤ２３と一体に回転する。入力軸２１は、第３ドライブギヤ２４、第４ドライブギヤ２５、及び、第５ドライブギヤ２６を空転可能に支持する。入力軸２１は、第２切換機構３７によって、第３ドライブギヤ２４又は第４ドライブギヤ２５と選択的に連結可能である。入力軸２１は、第３切換機構３８によって、第５ドライブギヤ２６と選択的に連結可能である。

第１ドライブギヤ２２は、第１ドリブンギヤ２９を駆動する１速用のギヤである（図２参照）。第１ドライブギヤ２２は、入力軸２１と一体に回転する。第１ドライブギヤ２２は、第１ドリブンギヤ２９と噛合っている。第１ドライブギヤ２２の径は、第２〜第５ドライブギヤ２３〜２６の径よりも小さい。

第２ドライブギヤ２３は、第２ドリブンギヤ３０を駆動する２速用のギヤである（図２参照）。第２ドライブギヤ２３は、入力軸２１と一体に回転する。第２ドライブギヤ２３は、第２ドリブンギヤ３０と噛合っている。第２ドライブギヤ２３の径は、第１ドライブギヤ２２の径よりも大きく、かつ、第３〜第５ドライブギヤ２４〜２６の径よりも小さい。

第３ドライブギヤ２４は、第３ドリブンギヤ３１を駆動する３速用のギヤである（図２参照）。第３ドライブギヤ２４は、入力軸２１に空転可能に支持されている。第３ドライブギヤ２４は、第２切換機構３７において、入力軸２１と連結可能に構成されている。第３ドライブギヤ２４は、第３ドリブンギヤ３１と噛合っている。第３ドライブギヤ２４の径は、第１、第２ドライブギヤ２２、２３の径よりも大きく、かつ、第４、第５ドライブギヤ２５、２６の径よりも小さい。

第４ドライブギヤ２５は、第４ドリブンギヤ３２を駆動する４速用のギヤである（図２参照）。第４ドライブギヤ２５は、入力軸２１に空転可能に支持されている。第４ドライブギヤ２５は、第２切換機構３７において、入力軸２１と連結可能に構成されている。第４ドライブギヤ２５は、第４ドリブンギヤ３２と噛合っている。第４ドライブギヤ２５の径は、第１〜第３ドライブギヤ２２〜２４の径よりも大きく、かつ、第５ドライブギヤ２６の径よりも小さい。

第５ドライブギヤ２６は、第５ドリブンギヤ３３を駆動する５速用のギヤである（図２参照）。第５ドライブギヤ２６は、入力軸２１に空転可能に支持されている。第５ドライブギヤ２６は、第３切換機構３８において、入力軸２１と連結可能に構成されている。第５ドライブギヤ２６は、第５ドリブンギヤ３３と噛合っている。第５ドライブギヤ２６の径は、第１〜第４ドライブギヤ２２〜２５の径よりも大きい。

リバースドライブギヤ２７は、リバースアイドラギヤ４０と噛み合ったときに、リバースアイドラギヤ４０を介してリバースドリブンギヤ３９を駆動するリバース用のギヤである（図２参照）。リバースドライブギヤ２７は、入力軸２１と一体に回転する。リバースドライブギヤ２７は、リバースアイドラギヤ４０と断接可能に噛合っている。

出力軸２８は、変速機６に入力され変速された回転動力を差動装置７に向けて出力する軸である（図１、図２参照）。出力軸２８の外周には、エンジン側（図２の左側）から順に、ドリブンギヤ３５、出力ドライブギヤ３４、第１ドリブンギヤ２９、第１切換機構３６（リバースドリブンギヤ３９を含む）、第２ドリブンギヤ３０、第３ドリブンギヤ３１、第４ドリブンギヤ３２、第５ドリブンギヤ３３が配されている。出力軸２８は、変速機６のハウジング（図示せず）に回転可能に支持されている。出力軸２８は、第１ドリブンギヤ２９及び第２ドリブンギヤ３０を空転可能に支持する。出力軸２８は、第３ドリブンギヤ３１、第４ドリブンギヤ３２、第５ドリブンギヤ３３、出力ドライブギヤ３４、及び、ドリブンギヤ３５と一体に回転する。出力軸２８は、第１切換機構３６によって、第１ドリブンギヤ２９又は第２ドリブンギヤ３０と選択的に連結可能である。出力軸２８は、第１切換機構３６においてスプライン係合するスリーブに取り付けられたリバースドリブンギヤ３９と一体に回転する。

第１ドリブンギヤ２９は、第１ドライブギヤ２２によって駆動される１速用のギヤである（図２参照）。第１ドリブンギヤ２９は、出力軸２８に対して同軸で空転可能に支持されている。第１ドリブンギヤ２９は、第１切換機構３６によって、出力軸２８と連結可能に構成されている。第１ドリブンギヤ２９は、第１ドライブギヤ２２と噛合っている。第１ドリブンギヤ２９の径は、第２〜第５ドリブンギヤ３０〜３３の径よりも大きく構成されている。

第２ドリブンギヤ３０は、第２ドライブギヤ２３によって駆動される２速用のギヤである（図２参照）。第２ドリブンギヤ３０は、出力軸２８に対して同軸で空転可能に支持されている。第２ドリブンギヤ３０は、第１切換機構３６によって、出力軸２８と連結可能に構成されている。第２ドリブンギヤ３０は、第２ドライブギヤ２３と噛合っている。第２ドリブンギヤ３０の径は、第１ドリブンギヤ２９の径よりも小さく、かつ、第３〜第５ドリブンギヤ３１〜３３の径よりも大きく構成されている。

第３ドリブンギヤ３１は、第３ドライブギヤ２４によって駆動される３速用のギヤである（図２参照）。第３ドリブンギヤ３１は、出力軸２８と一体に回転する。第３ドリブンギヤ３１は、第３ドライブギヤ２４と噛合っている。第３ドリブンギヤ３１の径は、第１、第２ドリブンギヤ２９、３０の径よりも小さく、かつ、第４、第５ドリブンギヤ３２、３３の径よりも大きく構成されている。

第４ドリブンギヤ３２は、第４ドライブギヤ２５によって駆動される４速用のギヤである（図２参照）。第４ドリブンギヤ３２は、出力軸２８と一体に回転する。第４ドリブンギヤ３２は、第４ドライブギヤ２５と噛合っている。第４ドリブンギヤ３２の径は、第１〜第３ドリブンギヤ２９〜３１の径よりも小さく、かつ、第５ドリブンギヤ３３の径よりも大きく構成されている。

第５ドリブンギヤ３３は、第５ドライブギヤ２６によって駆動される５速用のギヤである（図２参照）。第５ドリブンギヤ３３は、出力軸２８と一体に回転する。第５ドリブンギヤ３３は、第５ドライブギヤ２６と噛合っている。第５ドリブンギヤ３３の径は、第１〜第４ドリブンギヤ２９〜３２の径よりも小さく構成されている。

出力ドライブギヤ３４は、出力軸２８の回転動力を差動装置７のリングギヤ７ｃに向けて出力するギヤである。出力ドライブギヤ３４は、出力軸２８と一体に回転する。出力ドライブギヤ３４は、リングギヤ７ｃと噛合っている。

ドリブンギヤ３５は、ドライブギヤ４ｄによって駆動されるギヤである（図２参照）。ドリブンギヤ３５は、出力軸２８と一体に回転する。ドリブンギヤ３５は、ドライブギヤ４ｄと噛合っている。

第１切換機構３６は、出力軸２８に対して第１ドリブンギヤ２９又は第２ドリブンギヤ３０を選択して連結及びその解除を切り換える機構である（図２参照）。第１切換機構３６は、第１ドリブンギヤ２９と第２ドリブンギヤ３０との間に配されている。第１切換機構３６は、出力軸２８とスプライン係合するスリーブを「Ｌ」側に移動して第１ドリブンギヤ２９とスプライン係合することで出力軸２８と第１ドリブンギヤ２９とを連結して出力軸２８と第１ドリブンギヤ２９とを一体回転するようにする。第１切換機構３６は、出力軸２８とスプライン係合するスリーブを「Ｒ」側に移動して第２ドリブンギヤ３０とスプライン係合することで出力軸２８と第２ドリブンギヤ３０とを連結して出力軸２８と第２ドリブンギヤ３０とを一体回転するようにする。第１切換機構３６のスリーブには、リバースドリブンギヤ３９が固定されており、リバースドリブンギヤ３９と一体に回転する。第１切換機構３６の切換動作は、アクチュエータ（図示せず）によって行われる。アクチュエータ（図示せず）は、変速機制御装置１１によって駆動制御される。

第２切換機構３７は、入力軸２１に対して第３ドライブギヤ２４又は第４ドライブギヤ２５を選択して連結及びその解除を切り換える機構である（図２参照）。第２切換機構３７は、第３ドライブギヤ２４と第４ドライブギヤ２５との間に配されている。第２切換機構３７は、入力軸２１とスプライン係合するスリーブを「Ｌ」側に移動して第３ドライブギヤ２４とスプライン係合することで入力軸２１と第３ドライブギヤ２４とを連結して入力軸２１と第３ドライブギヤ２４とを一体回転するようにする。第２切換機構３７は、入力軸２１とスプライン係合するスリーブを「Ｒ」側に移動して第４ドライブギヤ２５とスプライン係合することで入力軸２１と第４ドライブギヤ２５とを連結して入力軸２１と第４ドライブギヤ２５とを一体回転するようにする。第２切換機構３７の切換動作は、変速アクチュエータ（図示せず）によって行われる。変速アクチュエータ（図示せず）は、変速機制御装置１１によって駆動制御される。

第３切換機構３８は、入力軸２１と第５ドライブギヤ２６との連結及びその解除を切り換える機構である（図２参照）。第３切換機構３８は、入力軸２１とスプライン係合するスリーブが第５ドライブギヤ２６とスプライン係合することで第５ドライブギヤ２６と入力軸２１とを連結して第５ドライブギヤ２６と入力軸２１とを一体回転するようにし、当該スリーブを第５ドライブギヤ２６とのスプライン係合を解除することで第５ドライブギヤ２６と入力軸２１との連結を解除して第５ドライブギヤ２６と入力軸２１とを相対回転可能にする。第３切換機構３８の切換動作は、変速アクチュエータ（図示せず）によって行われる。変速アクチュエータ（図示せず）は、変速機制御装置１１によって駆動制御される。

リバースドリブンギヤ３９は、リバースアイドラギヤ４０と噛合ったときに、リバースドライブギヤ２７によってリバースアイドラギヤ４０を介して駆動されるリバース用のギヤである（図２参照）。リバースドリブンギヤ３９は、後退するときにリバースアイドラギヤ４０と噛み合い、後退以外のときにリバースアイドラギヤ４０と噛み合わない。リバースドリブンギヤ３９は、第１切換機構３６において出力軸２８とスプライン係合するスリーブに取り付けられており、当該スリーブ及び出力軸２８と一体に回転する。

リバースアイドラギヤ４０は、リバースドライブギヤ２７及びリバースドリブンギヤ３９と噛合ったときに、リバースドライブギヤ２７の回転駆動を受けてリバースドリブンギヤ３９を駆動するギヤである（図２参照）。リバースアイドラギヤ４０は、変速機６のハウジング（図示せず）に対して軸方向に移動可能であり、後退するときにリバースドライブギヤ２７及びリバースドリブンギヤ３９の両方と噛み合い、後退以外のときにリバースドライブギヤ２７及びリバースドリブンギヤ３９の両方と噛み合わず空転可能となる。リバースアイドラギヤ４０は、変速機６のハウジング（図示せず）に回転可能かつ軸方向移動可能に支持されている。リバースアイドラギヤ４０の軸方向の移動は、変速アクチュエータ（図示せず）によって行われる。変速アクチュエータ（図示せず）は、変速機制御装置１１によって駆動制御される。

差動装置７は、変速機６の出力軸２８から入力された回転動力を差動可能に車輪８、９に伝達する装置である（図１、図２参照）。差動装置７は、出力ドライブギヤ３４と噛合うリングギヤ７ｃを有する。差動装置７は、リングギヤ７ｃから入力された回転動力を、差をつけて車軸７ａ、７ｂに振り分けることが可能である。車軸７ａは、車輪８と一体に回転する。車軸７ｂは、車輪９と一体に回転する。

エンジン制御装置１０は、エンジン２の動作を制御するコンピュータ（電子制御装置）である（図１参照）。エンジン制御装置１０は、エンジン２に内蔵された各種アクチュエータ（図示せず；例えば、スロットルバルブ、インジェクタ等を駆動するアクチュエータ）、各種センサ（図示せず；例えば、エンジン回転センサ等）、及び、変速機制御装置１１と電気的に接続されている。エンジン制御装置１０は、変速機制御装置１１との間でデータのやり取りが可能である。エンジン制御装置１０は、所定のプログラム（データベース、マップ等を含む）に基づいて制御処理を行う。

変速機制御装置１１は、プラネタリギヤセット４におけるフライホイール用クラッチ４ｇ、エンジン用クラッチ５、及び変速機６の動作を制御するコンピュータ（電子制御装置）である（図１参照）。変速機制御装置１１は、各種アクチュエータ（図２の切換機構３６〜３８を含む）、及び、各種センサ（図示せず；例えば、回転センサ等）と電気的に接続されている。変速機制御装置１１は、エンジン制御装置１０との間でデータのやり取りが可能である。変速機制御装置１１は、所定のプログラム（データベース、変速マップ等を含む）に基づいて制御処理を行う。

以上のような車両駆動装置において、プラネタリギヤセット４では、変速機６の１速から５速で回転しているときにサンギヤ４ｅの回転速度がゼロ以上となり、かつ、１速で回転しているときにサンギヤ４ｅの回転速度がゼロになるように、サンギヤ４ｅ、ピニオンギヤ４ｂ、及び、リングギヤ４ａの歯数が設定される。このとき、ドリブンギヤ３５の回転速度をＺ_Ｖ、キャリア４ｃの回転速度をＺ_Ｃ、第１ドリブンギヤ２９の回転速度をＺ_２（１）、第１ドライブギヤ２２の回転速度をＺ_２（１）、リングギヤ４ａの回転速度をＺ_Ｒ、サンギヤ４ｅの回転速度をＺ_Ｓとすると、［数式１］のような関係が成り立つ。

［数式１］

このとき、出力トルクＴ_Ｏは、出力ドライブギヤ３４の回転速度をＺ_ｄ１、リングギヤ７ｃの回転速度をＺ_ｄ２、フライホイール用クラッチ４ｇのトルクをＴ_ｃｆｗ、エンジン用クラッチ５のトルクをＴ_ｃとすると、［数式２］のようになる。

［数式２］

［数式２］より、フライホイール用クラッチ４ｇの作動時に出力トルクに影響を及ぼさない条件（Ｔ_Ｏ＝０）では、［数式３］のようになる。

［数式３］

エンジン回転数Ｉ_ｅω_ｅは、第１フライホイール３のトルクをＴ_ｅｆ、入力軸２１の回転速度をＺ_１、出力軸２８の回転速度をＺ_２とすると、［数式４］のようになる。

［数式４］

以上の関係から、変速時のフライホイール用クラッチ４ｇの作動時にサンギヤ４ｅと第２フライホイール４ｆとの間のフライホイール用クラッチ４ｇのトルクを調整することで、出力トルクの変動を減らし、かつ、エンジン回転数を早く引き下げて、早く変速を完了できるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例１に係る車両駆動装置の各走行パターンについて図面を用いて説明する。図３は、本発明の実施例１に係る車両駆動装置の各走行パターンを模式的に示した表である。

パターン（１）のニュートラルでは、エンジン用クラッチ５がＯＦＦ（非係合）、第１切換機構３６がＯＦＦ（ニュートラル）、第２切換機構３７がＯＦＦ（ニュートラル）、第３切換機構３８がＯＦＦ、リバースアイドラギヤ４０がＯＦＦ（リバースアイドラギヤ４０がリバースドライブギヤ２７及びリバースドリブンギヤ３９と非噛合）である。

パターン（２）の前進１速では、エンジン用クラッチ５がＯＮ（係合）、第１切換機構３６がＬ側でＯＮ（出力軸２８と第１ドリブンギヤ２９とが連結）、第２切換機構３７がＯＦＦ、第３切換機構３８がＯＦＦ、リバースアイドラギヤ４０がＯＦＦである。

パターン（３）の前進２速では、エンジン用クラッチ５がＯＮ、第１切換機構３６がＲ側でＯＮ（出力軸２８と第２ドリブンギヤ３０とが連結）、第２切換機構３７がＯＦＦ、第３切換機構３８がＯＦＦ、リバースアイドラギヤ４０がＯＦＦである。

パターン（４）の前進３速では、エンジン用クラッチ５がＯＮ、第１切換機構３６がＯＦＦ、第２切換機構３７がＬ側でＯＮ（入力軸２１と第３ドライブギヤ２４とが連結）、第３切換機構３８がＯＦＦ、リバースアイドラギヤ４０がＯＦＦである。

パターン（５）の前進４速では、エンジン用クラッチ５がＯＮ、第１切換機構３６がＯＦＦ、第２切換機構３７がＲ側でＯＮ（入力軸２１と第４ドライブギヤ２５とが連結）、第３切換機構３８がＯＦＦ、リバースアイドラギヤ４０がＯＦＦである。

パターン（６）の前進５速では、エンジン用クラッチ５がＯＮ、第１切換機構３６がＯＦＦ、第２切換機構３７がＯＦＦ、第３切換機構３８がＯＮ（入力軸２１と第５ドライブギヤ２６とが連結）、リバースアイドラギヤ４０がＯＦＦである。

パターン（７）のリバースでは、エンジン用クラッチ５がＯＮ、第１切換機構３６がＯＦＦ、第２切換機構３７がＯＦＦ、第３切換機構３８がＯＦＦ、リバースアイドラギヤ４０がＯＮ（リバースアイドラギヤ４０がリバースドライブギヤ２７及びリバースドリブンギヤ３９と噛合い）である。

次に、本発明の実施例１に係る車両駆動装置の動作について図面を用いて説明する。図４は、本発明の実施例１に係る車両駆動装置の１速から２速へシフトアップ変速するときの制御動作を模式的に示したタイムチャート図である。図５は、本発明の実施例１に係る車両駆動装置の２速から１速へシフトダウン変速するときの制御動作を模式的に示したタイムチャート図である。

１速から２速へシフトアップ変速する場合について説明する。図４を参照すると、変速機制御装置１１は、１速から２速へシフトアップ変速の指示があると、エンジン用クラッチ５を接から断になるように制御し、かつ、変速機６の変速段を１速から２速になるように制御する（ステップＡ１；図４のＴ１−Ｔ２間参照）。その後、変速機制御装置１１は、エンジン用クラッチ５を断から接に制御し、かつ、フライホイール用クラッチ４ｇを断から接に制御する（ステップＡ２；図４のＴ２−Ｔ３間参照）。ステップＡ２では、車輪８、９にはエンジン２から増速させようとする方向にトルクがかかるが、それと同時に第２フライホイール４ｆから減速される方向にトルクがかかるため、両方のトルクを制御して出力トルクをコントロールする。このとき、エンジン回転数は引き下げられ、第２フライホイール回転数は引き上げられる。その後、変速機制御装置１１は、エンジン用クラッチ５が接になると、フライホイール用クラッチ４ｇを接から断に制御して終了する（ステップＡ３；図４のＴ３以降参照）。

２速から１速へシフトダウン変速する場合について説明する。図５を参照すると、変速機制御装置１１は、２速から１速へシフトダウン変速の指示があると、エンジン用クラッチ５を接から断になるように制御し、かつ、変速機６の変速段を２速から１速になるように制御する（ステップＢ１；図５のＴ１−Ｔ２間参照）。その後、変速機制御装置１１は、エンジン用クラッチ５を断から接に制御し、かつ、フライホイール用クラッチ４ｇを断から接に制御する（ステップＢ２；図５のＴ２−Ｔ３間参照）。ステップＢ２では、車輪８、９にはエンジン２から増速させようとする方向にトルクがかかるが、それと同時に第２フライホイール４ｆから減速される方向にトルクがかかるため、両方のトルクを制御して出力トルクをコントロールできる。このとき、エンジン回転数は引き上げられ、フライホイール回転数は引き下げられる。その後、変速機制御装置１１は、エンジン用クラッチ５が接になると、フライホイール用クラッチ４ｇを接から断に制御して終了する（ステップＢ３；図５のＴ３以降参照）。

実施例１によれば、変速中でもエンジン２の回転動力がプラネタリギヤセット４を介して変速機６の出力軸２８に伝達できるため、変速中の加速感喪失を回避することができる。また、変速時のフライホイール用クラッチ４ｇの作動時にサンギヤ４ｅと第２フライホイール４ｆとの間のクラッチトルクを調整することで、出力トルクの変動を減らし、かつ、シフトアップ時にはエンジン回転数を早く引き下げて（シフトダウン時にはエンジン回転数を速く引き上げて）、早く変速を完了することができるので、変速ショックを抑えることができ、燃料消費を改善することができる。

なお、本発明の全開示（請求の範囲及び図面を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲及び図面を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１ 車両駆動装置
２ エンジン（内燃機関）
２ａ クランクシャフト
３ 第１フライホイール
４ プラネタリギヤセット
４ａ リングギヤ
４ｂ ピニオンギヤ
４ｃ キャリア
４ｄ ドライブギヤ
４ｅ サンギヤ
４ｆ 第２フライホイール（フライホイール）
４ｇ フライホイール用クラッチ（第２クラッチ）
５ エンジン用クラッチ（第１クラッチ）
５ａ クラッチ部
５ｂ ダンパ部
６ 変速機
７ 差動装置
７ａ、７ｂ 車軸
７ｃ リングギヤ
８、９ 車輪
１０ エンジン制御装置
１１ 変速機制御装置
１２ センサ
２１ 入力軸
２２ 第１ドライブギヤ
２３ 第２ドライブギヤ
２４ 第３ドライブギヤ
２５ 第４ドライブギヤ
２６ 第５ドライブギヤ
２７ リバースドライブギヤ
２８ 出力軸
２９ 第１ドリブンギヤ
３０ 第２ドリブンギヤ
３１ 第３ドリブンギヤ
３２ 第４ドリブンギヤ
３３ 第５ドリブンギヤ
３４ 出力ドライブギヤ
３５ ドリブンギヤ
３６ 第１切換機構（切換機構）
３７ 第２切換機構（切換機構）
３８ 第３切換機構（切換機構）
３９ リバースドリブンギヤ
４０ リバースアイドラギヤ

Claims (5)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関からの回転動力の断接を行う第１クラッチと、
   前記第１クラッチからの回転動力が入力される入力軸の回転を変速して出力軸に伝達可能であるとともに、切換機構により複数の変速段に切換可能な変速機と、
   前記出力軸からの回転動力が入力されるとともに左右の車輪に向けて差動可能に回転動力を出力する差動装置と、
   前記内燃機関からの回転動力を変速して前記出力軸に向けて出力するプラネタリギヤセットと、
   を備え、
   前記プラネタリギヤセットは、セット内の所定のギヤの慣性を調節可能な機能を有することを特徴とする車両駆動装置。
2. 前記プラネタリギヤセットは、
   前記内燃機関からの回転動力が入力されるリングギヤと、
   前記リングギヤの内側で公転可能に前記リングギヤと噛み合うピニオンギヤと、
   前記ピニオンギヤを回転可能に支持するとともに、前記リングギヤに対して前記ピニオンギヤが公転した時の回転動力を前記出力軸に向けて出力するキャリアと、
   外側で前記ピニオンと噛み合うサンギヤと、
   回転可能に配されたフライホイールと、
   前記サンギヤと前記フライホイールとの断接を行う第２クラッチと、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の車両駆動装置。
3. 前記プラネタリギヤセットは、前記変速機のどの変速段で回転しているときにも前記サンギヤの回転速度がゼロ以上になり、かつ、最低の変速段で回転しているときに前記サンギヤ回転速度がゼロになるように、前記リングギヤ、前記ピニオンギヤ、及び前記サンギヤの各歯数が設定されていることを特徴とする請求項２記載の車両駆動装置。
4. 前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、及び、前記変速機を制御する電子制御装置を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の車両駆動装置。
5. 前記電子制御装置は、前記変速機の変速段を切り換える際、
   前記第１クラッチを接から断にし、かつ、前記変速機の変速段を切り換え、その後、前記第２クラッチを断から接にし、かつ、前記第１クラッチを断から接にし、その後、前記第１クラッチが接になることにより前記第２クラッチを接から断にするように制御することを特徴とする請求項４記載の車両駆動装置。

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