JP2018075876A - 車両の駆動装置 - Google Patents

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朋亮 ▲柳▼田
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Yoshio Ito
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Abstract

【課題】補機の接続先をエンジン側と車輪側とに切り替える際、簡素な制御で接続先を切り替えること。【解決手段】エンジン１から出力された動力を車輪２に伝達する動力伝達機構１０と、動力伝達機構１０から副軸５０を介して補機２０に動力を伝達する補機駆動機構３０とを備える車両Ｖｅの駆動装置１００において、副軸５０は、エンジン１の出力軸３と動力伝達可能に連結されている第１軸５１と、車軸８と動力伝達可能に連結されている第２軸５２と、補機２０の駆動軸である第３軸５３とを含み、補機駆動機構３０は、第１軸５１と第２軸５２とのうちいずれか一方を選択的に第３軸５３と動力伝達可能に接続する一つの切替クラッチＣを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の駆動装置に関する。
特許文献１には、オイルポンプやオルタネータなどの補機に動力を伝達する補機駆動機構として、補機の接続先をエンジンと車輪とのうちのいずれか一方に選択的に切り替える二つのクラッチを備えた構成が開示されている（特許文献１の図４参照）。その構成では、二つのクラッチを掴み替えることにより、エンジンによって補機を駆動する場合と、車輪から伝達される動力によって補機が駆動される場合とを切り替えることができる。
特開２０１１−２３１８４４号公報
しかしながら、特許文献１の図４に開示されている構成では、補機の接続先を切り替える際に、二つのクラッチの動作を制御しなければならない。この場合には、接続先の切替時、一方のクラッチを開放させるタイミングと、他方のクラッチを係合させるタイミングとを合わせなければならないなど、二つのクラッチを制御対象として、複雑かつ高精度な制御が必要になる。
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、補機の接続先をエンジン側と車輪側とに切り替える際、簡素な制御で接続先を切り替えることができる車両の駆動装置を提供することを目的とする。
本発明は、エンジンから出力された動力を車輪に伝達する動力伝達機構と、前記エンジンの出力軸とは別軸線上に配置された副軸を有し、前記動力伝達機構から前記副軸を介して補機に動力を伝達する補機駆動機構とを備える車両の駆動装置において、前記副軸は、前記エンジンの出力軸と動力伝達可能に連結されている第１軸と、前記車輪に取り付けられた車軸と動力伝達可能に連結されている第２軸と、前記第１軸および前記第２軸と相対回転可能な回転軸であり、かつ前記補機の駆動軸である第３軸とを含み、前記補機駆動機構は、前記第１軸と前記第２軸とのうちいずれか一方を選択的に前記第３軸と動力伝達可能に接続する一つの切替クラッチを備えていることを特徴とする。
本発明では、一つの切替クラッチによって補機の接続先をエンジンと車輪とに切り替えることができる。これにより、補機の接続先を切り替える際、一つの切替クラッチを動作させることによって接続先を切り替えることができるので、構造や切替制御が簡素になる。さらに、補機の接続先を切り替えるためのクラッチが一つ設けられればよいため、駆動装置の小型化および軽量化が図れる。また、切替クラッチは、第１軸と第２軸とのうちいずれか一方を選択的に第３軸と動力伝達可能に接続するように構成されている、すなわち第３軸に第１軸を接続させた状態で第３軸に第２軸を接続できない構造を有している。つまり、切替クラッチの構造上、補機を駆動させる際に第１軸と第２軸とが接続されてしまうことは発生しない。そのため、従来構造のように第１軸と第２軸とを接続可能な二つのクラッチを有する構成の切替制御に比べて、簡素な制御を実施することができる。
本発明は、上記発明において、前記第１軸と前記第２軸と前記第３軸と前記切替クラッチとは、同一軸線上に配置されており、前記第１軸と前記第２軸とのうちいずれか一方は、中空軸であり、前記第３軸は、前記中空軸の内部を貫通して配置されていることが好ましい。
本発明では、中空軸により構成された第１軸または第２軸の内部に第３軸を貫通して配置するので、補機駆動機構の軸方向長さが大きくなることを抑制できる。これにより、駆動装置の小型化および軽量化が図れる。
本発明は、上記発明において、前記補機は、前記第３軸が回転することによって駆動するとともに、潤滑必要部位に潤滑油を供給する機械式オイルポンプを含み、前記切替クラッチは、噛合式クラッチであり、前記車両のイグニッションスイッチがオフの場合、前記噛合式クラッチは、前記第１軸と前記第３軸との間を動力伝達可能に接続し、かつ前記第２軸と前記第３軸との間を動力伝達不能に遮断することが好ましい。
本発明では、車両のイグニッションスイッチがオフの状態で機械式オイルポンプとエンジンとの間が動力伝達可能に接続されている。そのため、エンジンを始動した際、エンジンによって機械式オイルポンプをすぐに駆動でき、潤滑必要部位に潤滑油を供給できる。また、切替クラッチが噛合式クラッチにより構成されているので、クラッチ構造が簡素かつ小型になり、クラッチの搭載性が向上する。これにより、駆動装置の小型化および軽量化が図れる。
本発明は、上記発明において、前記動力伝達機構は、走行中に前記エンジンを前記車輪から切り離すことが可能な切り離しクラッチをさらに備え、前記補機は、前記第３軸が回転することによって駆動するとともに、潤滑必要部位に潤滑油を供給する機械式オイルポンプを含み、前記切替クラッチは、噛合式クラッチであり、前記車両の走行中に前記エンジンへの燃料供給および点火を停止し、かつ前記切り離しクラッチを開放して前記エンジンと前記車輪とを切り離した車両状態の場合、前記噛合式クラッチは、前記第２軸と前記第３軸との間を動力伝達可能に接続し、かつ前記第１軸と前記第３軸との間を動力伝達不能に遮断することが好ましい。
本発明では、走行中にエンジンへの燃料供給および点火を停止し、かつエンジンと車輪とを切り離した車両状態の場合に、切替クラッチによって機械式オイルポンプと車軸との間が動力伝達可能に接続されている。そのため、車輪の動力によって機械式オイルポンプを駆動でき、潤滑必要部位に潤滑油を供給できる。
本発明は、上記発明において、前記補機は、前記機械式オイルポンプと動力伝達可能に連結され、かつ発電機および電動機として機能するモータ・ジェネレータをさらに含み、前記車両状態の場合、かつ前記噛合式クラッチが前記第２軸と前記第３軸との間を動力伝達可能に接続する場合、前記モータ・ジェネレータは、前記車輪に伝達される動力を出力する走行用動力源として機能し、あるいは前記車輪から前記車軸に入力される回転力によって発電機として機能することが好ましい。
本発明では、エンジンを車輪から切り離した状態で切替クラッチによってモータ・ジェネレータと車輪との間が動力伝達可能に接続されている。そのため、モータ・ジェネレータから出力される動力によって走行することでき、あるいは車輪の動力によってモータ・ジェネレータで回生発電することができる。その際、エンジンは車輪から切り離されているので、その動力がエンジンを回転させるために使われることを防止でき、エネルギー損失を低減できる。また、切替クラッチが補機と車輪との間を動力伝達可能に接続する場合、モータ・ジェネレータは走行用動力源あるいは回生発電用の発電機として機能することができる。切替クラッチが補機とエンジンとの間を動力伝達可能に接続する場合、モータ・ジェネレータは発電機あるいはエンジンの始動装置として機能することができる。
本発明は、上記発明において、前記切替クラッチは、前記第１軸および前記第２軸が前記第３軸との間で動力伝達不能に遮断される中立状態に切替可能であり、前記補機は、前記第３軸が回転することによって駆動するとともに、潤滑必要部位に潤滑油を供給する機械式オイルポンプと、前記機械式オイルポンプと動力伝達可能に連結され、かつ電動機および発電機として機能するモータ・ジェネレータとを含み、前記切替クラッチが前記中立状態の場合、前記機械式オイルポンプは、前記モータ・ジェネレータによって駆動されることが好ましい。
本発明では、一つの切替クラッチによって、補機とエンジンとの間が動力伝達可能に接続された状態、補機と車輪との間が動力伝達可能に接続された状態、補機がエンジンおよび車輪から切り離された中立状態の三つの状態に切替可能である。切替クラッチが中立状態の場合、モータ・ジェネレータによって機械式オイルポンプを駆動して潤滑必要部位に潤滑油を供給できる。
本発明によれば、補機の接続先をエンジン側と車輪側とに切り替える際、一つの切替クラッチを動作させればよいため、簡素な制御で接続先を切り替えることができる。
図１は、実施形態における車両の駆動装置を示すスケルトン図である。 図２は、補機がエンジン軸に接続された状態を説明するための図である。 図３は、補機が車軸に接続された状態でエンジンによって車輪が駆動する場合を説明するための図である。 図４は、補機が車軸に接続された状態でエンジンが停止している場合を説明するための図である。 図５は、補機がエンジン軸および車軸に接続されていない状態を説明するための図である。 図６は、変形例における車両の駆動装置を示すスケルトン図である。 図７は、摩擦式の切替クラッチの一例を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における車両の駆動装置について具体的に説明する。
図１は、実施形態における車両の駆動装置を示すスケルトン図である。図１に示すように、駆動装置１００は、車両Ｖｅに搭載されるものであり、走行用動力源としてエンジン（Ｅｎｇ）１を備えている。エンジン１は周知の内燃機関により構成されている。また、駆動装置１００は、エンジン１から出力された動力を車輪２に伝達する動力伝達機構１０と、補機２０に動力を伝達する補機駆動機構３０とを備えている。
動力伝達機構１０は、エンジン１と車輪２との間の動力伝達経路を構成する。動力伝達機構１０には、エンジン１の出力軸（以下「エンジン軸」という）３、トルクコンバータ４、タービン軸５、エンジン切り離し用クラッチＫ０（以下単に「クラッチＫ０」という）、入力軸６、自動変速機７、および車軸８が含まれる。
トルクコンバータ４は、エンジン軸３と一体回転するポンプインペラ４ａと、ポンプインペラ４ａに対向して配置されたタービンランナ４ｂと、ロックアップクラッチ（以下「Ｌ／Ｕクラッチ」という）４ｃとを備えている。タービンランナ４ｂにはタービン軸５が一体回転するように連結されている。タービン軸５はトルクコンバータ４の出力軸である。
また、トルクコンバータ４の内部には図示しない油圧回路からオイル（油圧）が供給される。その油圧回路から供給される油圧によってＬ／Ｕクラッチ４ｃは係合状態と開放状態とに切り替えられる。Ｌ／Ｕクラッチ４ｃが係合すると、エンジン１はタービン軸５と直結される。Ｌ／Ｕクラッチ４ｃが開放すると、エンジン１の動力はトルクコンバータ４内部のオイルを介してタービンランナ４ｂに伝達される。なお、トルクコンバータ４の内部には、ポンプインペラ４ａとタービンランナ４ｂとの間にステータが配置されている。そのステータは一方向クラッチを介してケースに保持されている（いずれも図示せず）。
クラッチＫ０は、エンジン１を車輪２から切り離すためのクラッチである。そのクラッチＫ０は、エンジン１と車輪２との間を動力伝達可能に接続する係合状態と、エンジン１と車輪２との間を動力伝達不能に遮断する開放状態とを選択的に切り替え可能に構成されている。図１に示す例では、エンジン１から車輪２に至る動力伝達経路中でトルクコンバータ４と自動変速機７との間にクラッチＫ０が設けられている。クラッチＫ０は、タービン軸５と一体回転する入力側の係合要素と、入力軸６と一体回転する出力側の係合要素とを備えている。例えば、クラッチＫ０は、油圧式の摩擦クラッチにより構成される。この場合、クラッチＫ０は図示しない油圧アクチュエータを備え、油圧アクチュエータに上記油圧回路から油圧が供給されることによって、入力側の係合要素と出力側の係合要素とが摩擦係合されるように構成されている。
入力軸６は、エンジン１から出力された動力を自動変速機７に入力する部材である。図１に示す例では、動力伝達経路中でタービン軸５と入力軸６との間にクラッチＫ０が設けられている。つまり、エンジン１はクラッチＫ０を介して自動変速機７に連結される。
自動変速機７は、周知の自動変速機により構成されている。例えば、自動変速機７は遊星歯車機構と係合装置とを有し、係合装置を係合状態と開放状態とに切り替えることにより複数の変速比を設定可能に構成されている。また、図１に示す自動変速機７には、左右の車軸８に連結されたデファレンシャルギヤ機構が含まれる。車軸８は、車輪２に取り付けられ車輪２と一体回転する。
また、駆動装置１００は、エンジン１によって補機２０を駆動する場合と、車輪２から伝達された動力によって補機２０を駆動する場合とを切り替え可能に構成されている。図１に示すように、補機駆動機構３０は、エンジン１側で動力伝達機構１０と補機２０とを動力伝達可能に連結する第１伝動装置４１と、車輪２側で動力伝達機構１０と補機２０とを動力伝達可能に連結する第２伝動装置４２とを備えている。その補機駆動機構３０は、補機２０の接続先をエンジン１と車輪２とのうちいずれか一方に選択的に切り替えるように構成された一つの切替クラッチＣを備えている。なお、上述したエンジン１側および車輪２側は、エンジン１から車輪２に至る動力伝達経路においてクラッチＫ０を基準にしてエンジン１側であるか、あるいは車輪２側であるかを表す。
詳細には、補機２０は、電動機および発電機として機能するモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２１と、機械式オイルポンプ（ＭＯＰ）２２とを含む。モータ・ジェネレータ２１と機械式オイルポンプ２２とは動力伝達可能に接続されている。モータ・ジェネレータ２１は、電動機として機能する場合、エンジン１を始動させる装置（始動装置）や、機械式オイルポンプ２２を駆動される装置として機能する。機械式オイルポンプ２２は、駆動装置１００に含まれる潤滑必要部位（ギヤなど）に潤滑油を供給するオイル供給源である。図１に示す例では、モータ・ジェネレータ２１の回転軸（ロータ軸）に設けられたドライブギヤ３１と、機械式オイルポンプ２２の回転軸（ポンプ軸）に設けられたドリブンギヤ３２とが噛み合っている。また、モータ・ジェネレータ２１のロータ軸は、副軸５０と同一軸線上に配置されている。
補機駆動機構３０は、エンジン軸３とは別軸線上に配置された副軸５０を有する。副軸５０には、第１伝動装置４１を介してエンジン軸３（エンジン１）と動力伝達可能に連結された第１軸５１と、第２伝動装置４２を介して車軸８（車輪２）と動力伝達可能に連結された第２軸５２と、補機２０の駆動軸である第３軸５３とが含まれる。また、第３軸５３は、第１軸５１および第２軸５２と相対回転可能な回転軸である。
図１に示すように、第１軸５１と第２軸５２と第３軸５３とは、いずれも同一軸線上に配置されている。第１軸５１は、エンジン軸３と平行に配置されている。第２軸５２は、中空軸により構成され、入力軸６と平行に配置されている。第３軸５３は、第２軸５２の内部を貫通して配置され、その両端部は第２軸５２の両端部よりも突出している。さらに、第３軸５３は、モータ・ジェネレータ２１のロータ軸であり、ドライブギヤ３１が設けられている。
第１伝動装置４１は、第１軸５１とエンジン軸３との間を動力伝達可能に連結している機構である。例えば、第１伝動装置４１はチェーン式、ベルト式、あるいはギヤ対など、周知の伝動装置により構成される。図１に示す第１伝動装置４１は、チェーン式であり、エンジン軸３に設けられた第１ギヤ４１ａと、第１軸５１に設けられた第２ギヤ４１ｂと、第１ギヤ４１ａおよび第２ギヤ４１ｂに巻き掛けられたチェーン４１ｃとを有する。また、第１伝動装置４１の変速比、すなわちエンジン軸３の回転数と第１軸５１の回転数との比は任意の値に設定されればよい。
第２伝動装置４２は、第２軸５２と車輪２との間を動力伝達可能に連結している機構である。例えば、第２伝動装置４２はチェーン式、ベルト式、あるいはギヤ対など、周知の伝動装置により構成される。図１に示す第２伝動装置４２は、チェーン式であり、入力軸６に設けられた第１ギヤ４２ａと、第２軸５２に設けられた第２ギヤ４２ｂと、第１ギヤ４２ａおよび第２ギヤ４２ｂに巻き掛けられたチェーン４２ｃとを有する。また、第２伝動装置４２の変速比、すなわち入力軸６の回転数と第２軸５２の回転数との比は任意の値に設定されればよい。さらに、第２伝動装置４２の変速比と第１伝動装置４１の変速比との関係も任意の関係に設定することができる。
切替クラッチＣは、副軸５０と同一軸線上に設けられた噛合式クラッチにより構成されている。その切替クラッチＣは、第１軸５１と第２軸５２とのうちいずれか一方を第３軸５３に選択的に接続するように構成されている。具体的には、切替クラッチＣは、第１軸５１と第３軸５３とを動力伝達可能に接続する第１係合状態と、第２軸５２と第３軸５３とを動力伝達可能に接続する第２係合状態と、第１軸５１および第２軸５２が第３軸５３との間で動力伝達不能に遮断された中立状態（ニュートラル状態）とに切り替わることができる。
図１に示すように、切替クラッチＣは、第１軸５１と一体回転する噛合式の第１係合要素７１と、第２軸５２と一体回転する噛合式の第２係合要素７２と、第３軸５３と一体回転するように連結されたクラッチハブ７３と、軸線方向に移動可能なスリーブ７４とを備えている。第１係合要素７１、第２係合要素７２、およびクラッチハブ７３の外周面には、それぞれにスプライン歯（ドグ歯）が形成されている。スリーブ７４の内周面にはスプライン歯が形成されている。スリーブ７４はクラッチハブ７３とスプライン嵌合したまま軸方向に移動する。例えば、切替クラッチＣは、油圧式であり、油圧アクチュエータによってスリーブ７４が軸線方向に移動する。この場合、切替クラッチＣには、軸方向で第１係合要素７１側にスリーブ７４を移動させようとする荷重を作用する弾性部材（リターンスプリング）が設けられている。
図１に実線で示すように、スリーブ７４が第１係合要素７１側に位置し、スリーブ７４のスプライン歯が第１係合要素７１のスプライン歯と噛み合うことによって、切替クラッチＣは第１係合状態となる。第１係合状態では、エンジン１と補機２０との間（第１経路）が動力伝達可能に接続される。一方、第２係合要素７２のスプライン歯にはスリーブ７４のスプライン歯が噛み合っていない。そのため、第１係合状態では、車輪２と補機２０との間（第２経路）が動力伝達不能に遮断されている。
図１に破線で示すように、スリーブ７４が第２係合要素７２側に位置し、スリーブ７４のスプライン歯が第２係合要素７２のスプライン歯と噛み合うことによって、切替クラッチＣは第２係合状態となる。第２係合状態では、車輪２と補機２０との間（第２経路）が動力伝達可能に接続される。一方、第１係合要素７１のスプライン歯にはスリーブ７４のスプライン歯が噛み合っていない。そのため、第２係合状態では、エンジン１と補機２０との間（第１経路）が動力伝達不能に遮断されている。
スリーブ７４のスプライン歯が第１係合要素７１のスプライン歯と第２係合要素７２のスプライン歯とのどちらにも噛み合わないことによって、切替クラッチＣはニュートラル状態となる。ニュートラル状態では、エンジン１と補機２０との間（第１経路）および車輪２と補機２０との間（第２経路）が動力伝達不能に遮断されている。
さらに、切替クラッチＣは、第１軸５１と第２軸５２とが係合しない構造に構成されている。そのため、補機駆動機構３０では切替クラッチＣを介して第１軸５１と第２軸５２とが動力伝達可能に接続されることがない。つまり、駆動装置１００は、エンジン１から出力された動力が補機駆動機構３０を介して車輪２に伝達不可能な構造を有している。これにより、副軸５０側でエンジン軸３と車軸８とが接続されることを防止できる。
切替クラッチＣは、車両状態に応じて、第１係合状態と第２係合状態とニュートラル状態とのうちいずれかの状態に制御される。また、駆動装置１００はクラッチＫ０を有するので、車両状態に応じて走行中にクラッチＫ０を開放することができる。例えば、駆動装置１００は、車両Ｖｅが前進走行中にエンジン１への燃料供給および点火を停止（フューエルカット）し、かつクラッチＫ０を開放してエンジン１を車輪２から切り離した走行状態で、車両Ｖｅを惰性走行（フリーラン）させることができる。つまり、車両Ｖｅはエンジン１の自動停止および再始動が可能な車両である。なお、フリーランの実行条件の一例として、車速が所定車速よりも高い走行状態でアクセルペダルおよびブレーキペダルが踏み込まれていない場合が挙げられる。
図２は、補機２０がエンジン軸３に接続された状態を説明するための図である。図２に示すように、切替クラッチＣが第１係合状態の場合、補機２０はエンジン１との間で動力伝達可能に接続された状態となる。なお、図２に示すドット模様を付した部位は、第１係合状態で補機２０の駆動軸（第３軸５３）が回転する際、第３軸５３に同期して回転する部位を表す。
そして、切替クラッチＣは車両状態に応じて第１係合状態に制御される。この場合、図示しない電子制御装置（ＥＣＵ）によって切替クラッチＣの動作および状態が制御される。例えば、車両Ｖｅのイグニッションスイッチがオフの場合（第１車両状態：イグニッションＯＦＦ時）、切替クラッチＣは第１係合状態となり、補機２０がエンジン軸３との間で動力伝達可能に接続される。すなわち、切替クラッチＣの初期状態は第１係合状態である。そして、スリーブ７４の初期位置は、スリーブ７４が第１係合要素７１およびクラッチハブ７３と係合する位置である。また、切替クラッチＣが第１係合状態となる車両状態の他の例として、エンジン１がアイドル回転数で回転している状態で車両Ｖｅが停車している場合（第２車両状態：アイドル停車時）や、トルクコンバータ４のＬ／Ｕクラッチ４ｃが開放している状態でエンジン１の動力によって車両Ｖｅが走行している場合（第３車両状態：ロックアップＯＦＦかつエンジン走行時）が挙げられる。
図３，図４を参照して、補機２０が車軸８に接続された状態（第２係合状態）について説明する。図３は、補機２０が車軸８に接続された状態でエンジン１が駆動している場合を説明するための図である。図４は、補機２０が車軸８に接続された状態でエンジン１が停止している場合を説明するための図である。なお、図３に示すドット模様を付した部位は、第２係合状態でエンジン１を駆動して第３軸５３が回転する際、第３軸５３に同期して回転する部位を表す。図４に示すドット模様を付した部位は、第２係合状態でエンジン１を停止して第３軸５３が回転する際、第３軸５３に同期して回転する部位を表す。
図３に示すように、切替クラッチＣが第２係合状態の場合、補機２０と車輪２との間が動力伝達可能に接続された状態となる。この状態で、クラッチＫ０を係合してエンジン１を駆動すると、エンジン１から入力軸６に伝達された動力が第２伝動装置４２を介して第２軸５２に伝達される。すなわち、エンジン１によって補機２０が駆動される。例えば、トルクコンバータ４のＬ／Ｕクラッチ４ｃが係合し、かつクラッチＫ０を係合している状態でエンジン１の動力によって走行している場合（第４車両状態：ロックアップＯＮかつエンジン走行時）に、切替クラッチＣを第２係合状態にする。
図４に示す車両状態は、上述した図３に示す車両状態とは異なり、エンジン１を停止し、かつクラッチＫ０を開放してエンジン１を車輪２から切り離した車両状態である。つまり、切替クラッチＣを第２係合状態にする場合として、エンジン１を停止し、かつエンジン１を車輪２から切り離した状態で車両Ｖｅが走行している車両状態が挙げられる。
より詳細には、図４に示す車両状態として、モータ・ジェネレータ２１を走行用動力源として機能させて走行している場合（第５車両状態：ＥＶ走行時）や、走行中にエンジン１への燃料供給および点火を停止し、かつクラッチＫ０を開放して惰性走行している場合（第６車両状態：フリーラン時）や、減速時など車輪２から車軸８に入力される外力（回転力）によってモータ・ジェネレータ２１で回生発電する場合（第７車両状態：ＭＧ回生時）が挙げられる。
ＥＶ走行時には、モータ・ジェネレータ２１から出力された動力が第３軸５３から切替クラッチＣを介して第２軸５２に伝達されるとともに、第２軸５２から第２伝動装置４２を介して入力軸６に伝達される。さらに、モータ・ジェネレータ２１によって機械式オイルポンプ２２が駆動される。また、クラッチＫ０は開放しているので、モータ・ジェネレータ２１から出力された動力によってエンジン１が連れ回されることを防止できる。そのため、モータ・ジェネレータ２１から車輪２に伝達される動力がエンジン１を回転するために使われることを防止でき、ＥＶ走行時の動力損失を低減できる。
フリーラン時に切替クラッチＣを第２係合状態にすることにより、エンジン１を停止している状態であっても、車輪２から車軸８に入力される外力（回転力）によって機械式オイルポンプ２２が駆動される。これにより、エンジン１を停止した走行状態であっても、機械式オイルポンプ２２から駆動装置１００の潤滑必要部位に潤滑油を供給することができる。
ＭＧ回生時には、車両Ｖｅが走行中に車輪２から車軸８に入力される外力（回転力）が第２伝動装置４２を介して補機２０に伝達される。この場合、クラッチＫ０が開放しているので、車輪２から動力伝達機構１０に入力された外力（逆入力された動力）によってエンジン１が連れ回されることを防止できる。そのため、車輪２から補機２０に伝達される動力がエンジン１を回転するために使われることを防止でき、ＭＧ回生時のエネルギー損失を低減できる。
図５は、補機２０がエンジン軸３および車軸８に接続されていない状態を説明するための図である。図５に示すように、切替クラッチＣがニュートラル状態の場合、補機２０はエンジン１からも車輪２からも切り離される。このニュートラル状態であっても、モータ・ジェネレータ２１と機械式オイルポンプ２２とは動力伝達可能に接続されているので、モータ・ジェネレータ２１によって機械式オイルポンプ２２を駆動することが可能である。例えば、切替クラッチＣがニュートラル状態となる車両状態として、信号待ちなどによって車両Ｖｅが一時的に停車した際にエンジン１への燃料供給および点火を停止した状態（第８車両状態：アイドリングストップ時）や、エンジン１への燃料供給および点火を停止した状態で車両Ｖｅが極低車速で走行している場合（第９車両状態：極低車速走行時）が挙げられる。なお、極低車速とは、例えば車速が数ｋｍ／ｈの場合である。なお、図５に示すドット模様を付した部位は、ニュートラル状態で第３軸５３が回転する際、第３軸５３に同期して回転する部位を表す。
以上説明した通り、駆動装置１００によれば、一つの切替クラッチＣによって、補機２０の接続先をエンジン１と車輪２とに切り替えることができる。つまり、切替クラッチＣのみを動作させればよいため、従来構成のように二つのクラッチを動作させる必要がある構成よりも、補機２０の接続先を切り替える制御が簡素になる。また、補機２０の接続先をエンジン１側と車輪２側とに切り替える制御を実施する際、制御対象となるクラッチが切替クラッチＣの一つのみとなるため、接続先の切替制御が簡素になる。
また、切替クラッチＣは、一つのクラッチでありながら、補機２０をエンジン１に接続する第１係合状態と、補機２０を車輪２に接続する第２係合状態と、ニュートラル状態との三つの状態を実現可能である。さらに、第１係合状態では補機２０と車輪２との間を動力伝達不能に遮断し、第２係合状態では補機２０とエンジン１との間を動力伝達不能に遮断する。つまり、係合状態の切替クラッチＣは、エンジン軸３と車軸８とのうちいずれか一方としか接続できないため、副軸５０を介してエンジン軸３と車軸８とが動力伝達可能に接続されることがない。これにより、接続先の切替制御が簡素になる。
さらに、従来構成の二つの切替クラッチから一つの切替クラッチＣとなるため、車両Ｖｅの搭載性が向上する。加えて、切替クラッチＣのアクチュエータすなわち補機２０の接続先を切り替えるためのアクチュエータも一つ設けられていればよいので、駆動装置１００の大型化を抑制できる。例えば、切替クラッチＣのアクチュエータが油圧アクチュエータの場合、二つの切替クラッチが必要な従来構成に比べて油圧回路を簡素化することもできる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、切替クラッチＣは油圧式に限定されず、電磁式のクラッチにより構成されてもよい。電磁式の切替クラッチＣでは、スリーブ７４を軸方向に移動させる電磁アクチュエータを有する。その電磁アクチュエータがオフの場合、スリーブ７４は第１係合要素７１と噛み合う位置（初期位置）にある。つまり、切替クラッチＣが電磁式の場合も、スリーブ７４はリターンスプリングの付勢力によって第１係合要素７１と噛み合う位置に戻されている。そして、電磁アクチュエータがオンの状態では、第１係合要素７１側から第２係合要素７２側に向けてスリーブ７４が軸方向に移動する。
また、噛合式の切替クラッチＣは、スリーブ７４の内周面に形成されたスプライン歯が噛み合うように構成された外嵌スリーブ式に限定されない。例えば、噛合式の切替クラッチＣは、第１係合要素７１に設けられたドグ歯（軸線方向の突出する歯）と、クラッチハブ７３に設けられた一方のドグ歯（エンジン側ドグ歯）とが噛み合うように構成された噛合式の切替クラッチＣを構成できる。この場合の切替クラッチＣは、第２係合要素７２に設けられたドグ歯と、クラッチハブ７３に設けられた他方のドグ歯（車輪側ドグ歯）とが噛み合うように構成することができる。この切替クラッチＣは、スリーブ７４が軸方向に移動することによって、第１係合要素７１のドグ歯とクラッチハブ７３のドグ歯とが噛み合い、かつ第２係合要素７２のドグ歯とクラッチハブ７３のドグ歯とが噛み合っていない状態（第１係合状態）と、第２係合要素７２のドグ歯とクラッチハブ７３のドグ歯とが噛み合い、かつ第１係合要素７１のドグ歯とクラッチハブ７３のドグ歯とが噛み合っていない状態（第２係合状態）とを切替可能に構成されている。
また、補機駆動機構３０は、第１軸５１と第２軸５２とのうち少なくともいずれか一方の軸が中空軸に形成され、その中空軸の内部に第３軸５３が貫通するように配置されるように構成できる。図６は、第１軸５１が中空軸に形成された場合を示すスケルトン図である。図６に示す補機駆動機構３０は、中空軸である第１軸５１の内部に第３軸５３が貫通して配置されている。この例では、第２軸５２は中空軸ではない。そして、第３軸５３のうち第１軸５１の一方の端部側から突出している一方の突出部分にクラッチハブ７３が設けられ、第３軸５３のうち第１軸５１の他方の端部側から突出している他方の突出部分にドライブギヤ３１が設けられている。
さらに、切替クラッチＣは、噛合式に限らず、摩擦式であってもよい。切替クラッチＣが摩擦クラッチの場合、クラッチハブ７３と一体回転するように設けられた一方の摩擦係合要素が第１係合要素７１と摩擦係合し、クラッチハブ７３と一体回転するように設けられた他方の摩擦係合要素が第２係合要素７２と摩擦係合するように構成されている。例えば、摩擦式の切替クラッチＣが油圧アクチュエータを有する場合、一つの油圧アクチュエータによって第１係合状態と第２係合状態とニュートラル状態とを切り替えることができるように構成されている。摩擦式の切替クラッチＣの一例を図７に示す。なお、摩擦式の切替クラッチＣの説明では、上述した実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。
図７に示すように、摩擦式の切替クラッチＣは、多板クラッチであって、第１軸５１と第３軸５３との間を選択的に動力伝達可能に接続する第１摩擦係合部７１０と、第２軸５２と第３軸５３との間を選択的に動力伝達可能に接続する第２摩擦係合部７２０と、一つのピストン７５を動作させる油圧アクチュエータ８０とを備えている。ピストン７５は、軸方向で第１摩擦係合部７１０と第２摩擦係合部７２０との間に配置された円環状の部材であって、第３軸５３上を軸方向に移動できるように構成されている。
具体的には、ピストン７５は、第３軸５３の外周部に取り付けられるボス部７５ａと、ボス部７５ａから径方向外側に延びるフランジ部７５ｂと、フランジ部７５ｂから軸方向の一方に突出する第１押圧部７５ｃと、フランジ部７５ｂから軸方向の他方に突出する第２押圧部７５ｄとを有する。第１押圧部７５ｃは第１摩擦係合部７１０を押圧する部分である。第２押圧部７５ｄは第２摩擦係合部７２０を押圧する部分である。また、ボス部７５ａ内周面と第３軸５３の外周面との間はシール材７６によりシールされている。そして、ピストン７５は、後述するリターンスプリング８５の付勢力によって第１摩擦係合部７１０側に押されている。
第１摩擦係合部７１０では、第１軸５１と一体回転する摩擦板である第１係合要素７１１と、第３軸５３と一体回転する摩擦板である第３係合要素７１２とが摩擦係合する。第３係合要素７１２は第１クラッチハブ７３Ａの外周部に取り付けられている。第１クラッチハブ７３Ａの内周部は第３軸５３にスプライン嵌合している。また、第２摩擦係合部７２０では、第２軸５２と一体回転する摩擦板である第２係合要素７２１と、第３軸５３と一体回転する摩擦板である第４係合要素７２２とが摩擦係合する。第４係合要素７２２は第２クラッチハブ７３Ｂの外周部に取り付けられている。第２クラッチハブ７３Ｂの内周部は第３軸５３にスプライン嵌合している。
油圧アクチュエータ８０は、ピストン７５と、第１油圧室８１と、第２油圧室８２と、円環状の板部材である第１シリンダ８３と、円環状の板部材である第２シリンダ８４と、第２油圧室８２の内部に設けられたリターンスプリング８５とを有する。
第１シリンダ８３と第２シリンダ８４とは、軸方向でピストン７５のフランジ部７５ｂを挟んで反対側に配置されている。第１シリンダ８３はピストン７５の第１押圧部７５ｃの径方向内側に配置されている。第２シリンダ８４はピストン７５の第２押圧部７５ｄの径方向内側に配置されている。そして、第１シリンダ８３の内周部は第３軸５３の外周部にシールされた状態で取り付けられている。第１シリンダ８３の外周部は第１押圧部７５ｃの内周部にシールされた状態で取り付けられている。一方、第２シリンダ８４の内周部は第３軸５３の外周部にシールされた状態で取り付けられている。第２シリンダ８４の外周部は第２押圧部７５ｄの内周部にシールされた状態で取り付けられている。なお、第１シリンダ８３および第２シリンダ８４は軸方向に移動できないように構成されている。
第１油圧室８１は、ピストン７５と第１シリンダ８３とによって区画されており、クラッチ制御用の油路８６を介して機械式オイルポンプ２２から吐出されたオイルが供給される。第２油圧室８２は、ピストン７５と第２シリンダ８４とによって区画されており、キャンセル用の油路８７を介して機械式オイルポンプ２２から吐出されたオイルが供給される。各油路８６，８７は第３軸５３に設けられている。
さらに、リターンスプリング８５は第２シリンダ８４とピストン７５とに軸方向両側から挟まれるように縮んだ状態で配置されている。機械式オイルポンプ２２が停止している場合には第１油圧室８１にオイルが供給されないため、リターンスプリング８５の付勢力によってピストン７５が第１摩擦係合部７１０を押圧する位置に止まっている状態（第１係合状態）となる。そして、機械式オイルポンプ２２が駆動して第１油圧室８１にオイルを供給されると、ピストン７５はリターンスプリング８５の付勢力に抗して軸方向で第２摩擦係合部７２０側に向けて移動して第２摩擦係合部７２０を押圧した状態（第２係合状態）となる。また、第２油圧室８２にオイルを供給して、第２油圧室８２の油圧とリターンスプリング８５の付勢力との合計と第１油圧室８１の油圧とが釣り合うことにより、ピストン７５は第１摩擦係合部７１０と第２摩擦係合部７２０との両方から離れた位置に止まっている状態（ニュートラル状態）となる。
なお、図７に示す例では、第１軸５１および第２軸５２が中空軸に形成されている。さらに、第１軸５１は、軸受９１を介して第３軸５３と相対回転可能であり、かつ軸受９２を介して第１クラッチハブ７３Ａと相対回転可能である。第１軸５１にスプライン嵌合している第２ギヤ４１ｂは、軸受９３によって固定部（図示せず）に対して回転自在に支持されている。また、第２軸５２は、軸受９４を介して第３軸５３と相対回転可能であり、かつ軸受９５を介して第２クラッチハブ７３Ｂと相対回転可能である。第２軸５２にスプライン嵌合している第２ギヤ４２ｂは、軸受９６によって固定部（図示せず）に対して回転自在に支持されている。
１ エンジン
２ 車輪
３ エンジン軸
４ トルクコンバータ
５ タービン軸
６ 入力軸
７ 自動変速機
８ 車軸
１０ 動力伝達機構
２０ 補機
３０ 補機駆動機構
４１ 第１伝動装置
４２ 第２伝動装置
５０ 副軸
５１ 第１軸
５２ 第２軸
５３ 第３軸
７１ 第１係合要素
７２ 第２係合要素
７３ クラッチハブ
７４ スリーブ
１００ 駆動装置
Ｃ 切替クラッチ
Ｋ０ エンジン切り離し用クラッチ

Claims (6)

  1. エンジンから出力された動力を車輪に伝達する動力伝達機構と、
    前記エンジンの出力軸とは別軸線上に配置された副軸を有し、前記動力伝達機構から前記副軸を介して補機に動力を伝達する補機駆動機構とを備える車両の駆動装置において、
    前記副軸は、
    前記エンジンの出力軸と動力伝達可能に連結されている第１軸と、
    前記車輪に取り付けられた車軸と動力伝達可能に連結されている第２軸と、
    前記第１軸および前記第２軸と相対回転可能な回転軸であり、かつ前記補機の駆動軸である第３軸とを含み、
    前記補機駆動機構は、前記第１軸と前記第２軸とのうちいずれか一方を選択的に前記第３軸と動力伝達可能に接続する一つの切替クラッチを備えている
    ことを特徴とする車両の駆動装置。
  2. 前記第１軸と前記第２軸と前記第３軸と前記切替クラッチとは、同一軸線上に配置されており、
    前記第１軸と前記第２軸とのうちいずれか一方は、中空軸であり、
    前記第３軸は、前記中空軸の内部を貫通して配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動装置。
  3. 前記補機は、前記第３軸が回転することによって駆動するとともに、潤滑必要部位に潤滑油を供給する機械式オイルポンプを含み、
    前記切替クラッチは、噛合式クラッチであり、
    前記車両のイグニッションスイッチがオフの場合、前記噛合式クラッチは、前記第１軸と前記第３軸との間を動力伝達可能に接続し、かつ前記第２軸と前記第３軸との間を動力伝達不能に遮断する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動装置。
  4. 前記動力伝達機構は、走行中に前記エンジンを前記車輪から切り離すことが可能な切り離しクラッチをさらに備え、
    前記補機は、前記第３軸が回転することによって駆動するとともに、潤滑必要部位に潤滑油を供給する機械式オイルポンプを含み、
    前記切替クラッチは、噛合式クラッチであり、
    前記車両の走行中に前記エンジンへの燃料供給および点火を停止し、かつ前記切り離しクラッチを開放して前記エンジンと前記車輪とを切り離した車両状態の場合、前記噛合式クラッチは、前記第２軸と前記第３軸との間を動力伝達可能に接続し、かつ前記第１軸と前記第３軸との間を動力伝達不能に遮断する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動装置。
  5. 前記補機は、前記機械式オイルポンプと動力伝達可能に連結され、かつ発電機および電動機として機能するモータ・ジェネレータをさらに含み、
    前記車両状態の場合、かつ前記噛合式クラッチが前記第２軸と前記第３軸との間を動力伝達可能に接続する場合、前記モータ・ジェネレータは、前記車輪に伝達される動力を出力する走行用動力源として機能し、あるいは前記車輪から前記車軸に入力される回転力によって発電機として機能する
    ことを特徴とする請求項４に記載の車両の駆動装置。
  6. 前記切替クラッチは、前記第１軸および前記第２軸が前記第３軸との間で動力伝達不能に遮断される中立状態に切替可能であり、
    前記補機は、
    前記第３軸が回転することによって駆動するとともに、潤滑必要部位に潤滑油を供給する機械式オイルポンプと、
    前記機械式オイルポンプと動力伝達可能に連結され、かつ電動機および発電機として機能するモータ・ジェネレータとを含み、
    前記切替クラッチが前記中立状態の場合、前記機械式オイルポンプは、前記モータ・ジェネレータによって駆動される
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の駆動装置。
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