JP2019056467A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２機の電動機を有する動力装置において、ワンウェイクラッチを介して動力伝達される一方の電動機について、より広い動作範囲で効率よく運転できるようにする。【解決手段】動力伝達装置１０は、第１電動機Ｍ/Ｇ１に接続されている第１入力軸１４と、第２電動機Ｍ/Ｇ２に接続されている第２入力軸１６と、第１入力軸１４からの動力と第２入力軸１６からの動力が統合される中間軸３０と、第１入力軸１４から中間軸３０へ、第１速度比で動力を伝達する第１伝達要素列と、第２入力軸１６から中間軸３０へ、第１速度比未満の第２速度比で動力を伝達する第２伝達要素列であって、第２入力軸側の速度が中間軸側の速度未満のときには第２入力軸１６と中間軸３０の結合を解除するワンウェイクラッチ２２を有する、第２伝達要素列と、第２入力軸１６から中間軸３０へ、第２速度比を超える第３速度比で選択的に動力を伝達する第３伝達要素列と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、原動機、特に複数の原動機の動力を伝達する動力伝達装置に関する。

複数の原動機の動力を選択して、また合流させて出力する動力伝達装置が知られている。下記特許文献１には、原動機として２機のモータジェネレータ（２，３）を備えた車両駆動装置（１）が開示されている。２機のモータジェネレータ（２，３）の動力は、第２シャフト（２５）で統合される。第１モータジェネレータ（２）の動力は、速度比の異なる２つの経路のいずれかが選択されて第２シャフト（２５）に伝達される。下記特許文献１の図６に示される実施例においては、第２モータジェネレータ（３）の動力を第２シャフト（２５）に伝達する経路には、ワンウェイクラッチ（３６）が設けられている。ワンウェイクラッチ（３６）は、第２モータジェネレータ（３）側よりも第２シャフト（２５）側の回転速度が高速のとき結合が解除される。よって、第２モータジェネレータ（３）は、主に低速走行時に第１モータジェネレータ（２）をアシストするために用いられる。

第１モータジェネレータ（２）の動力を高速側の伝達経路、すなわちドライブギア（２２）とドリブンギア（２７）を含む経路を介して伝達することで、第１モータジェネレータ（２）の速度を、ドライブギア（２１）とドリブンギア（２６）を含む低速側の伝達経路を用いる場合より低くすることができる。よって、高速走行時においても低速走行時と近い回転速度で第１モータジェネレータ（２）を運転することができ、より広い速度範囲で効率の高い運転が可能になる。一方、第２モータジェネレータ（３）の動力を伝達する経路は１つしかない。

なお、上記の（ ）内の符号は下記特許文献１で用いられている符号であり、本願の実施形態の説明で用いられる符号とは関連しない。

特開２０１３−１０８６０４号公報

上記特許文献１において、高速走行時に、本来低速用の第２モータジェネレータの動力を利用しようとすると、回転速度を高めなければならず、効率が低下する場合がある。

本発明は、ワンウェイクラッチが設けられた伝達経路を介して動力を出力する原動機を高速走行に用いるとき、当該原動機を効率の良い領域で運転できるようにすることを目的とする。

本発明に係る動力伝達装置は、第１原動機に接続されている第１入力軸と、第２原動機に接続されている第２入力軸と、第１入力軸からの動力と第２入力軸からの動力が統合される統合軸と、第１入力軸から統合軸へ、第１速度比で動力を伝達する第１伝達要素列と、第２入力軸から統合軸へ、第１速度比未満の第２速度比で動力を伝達する第２伝達要素列であって、第２入力軸側の速度が統合軸側の速度未満のときには第２入力軸と統合軸の結合を解除するワンウェイクラッチを有する、第２伝達要素列と、第２入力軸から統合軸へ、第２速度比を超える第３速度比で選択的に動力を伝達する第３伝達要素列と、を有する。

また、第３速度比は、第１速度比を超えるものとすることができる。

また、第１伝達要素列は、選択的に動力を統合軸に伝達するものとすることができる。

また、第１伝達要素列を構成する要素が、第３伝達要素列を構成する要素の一部の要素として動作するようにできる。

ワンウェイクラッチを有する第２伝達要素列と別に第２入力軸から統合軸に動力を伝達する第３伝達要素列を設け、統合軸が高速で回転しているとき、第２伝達要素列以上の速度比を有する第３伝達要素列を用いて動力伝達を行うことで、第２入力軸の回転速度を低くすることができる。

本実施形態の動力伝達装置を備えた動力装置の構成を示す模式図である。 図１に示す動力装置の動作モードの例を示す図である。 図１に示す動力装置の動作モードの例を示す図である。 図１に示す動力装置の動作モードの例を示す図である。 図１に示す動力装置の動作モードの例を示す図である。 図１に示す動力装置の動作モードの例を示す図である。 図１に示す動力装置の効率分布を示す図である。 図１に示す動力装置の第１電動機のトルクの分担割合を示す図である。 図１に示す動力装置の第２電動機のトルクの分担割合を示す図である。 電動機が１機の動力装置の効率分布を示す図である。 他の実施形態の動力伝達装置を備えた動力装置の構成を示す模式図である。 図１１に示す動力装置の動作モードの例を示す図である。 図１１に示す動力装置の動作モードの例を示す図である。 図１１に示す動力装置の動作モードの例を示す図である。 図１１に示す動力装置の動作モードの例を示す図である。 図１１に示す動力装置の効率分布を示す図である。 図１１に示す動力装置の第１電動機のトルクの分担割合を示す図である。 図１１に示す動力装置の第２電動機のトルクの分担割合を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の動力伝達装置１０を含む車両の動力装置１２の構成を示す模式図である。

動力装置１２は、車両駆動用の原動機として同一仕様の第１電動機Ｍ/Ｇ１と第２電動機Ｍ/Ｇ２の、２機の電動機を備える。第１および第２電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２は、発電機としても動作可能な電動機であってよい。第１電動機Ｍ/Ｇ１のロータ軸は、動力伝達装置１０の第１入力軸１４と接続されている。第１電動機Ｍ/Ｇ１のロータ軸と第１入力軸１４は、一体となっていてもよく、また歯車対などの伝達要素を介して接続されてもよい。第２電動機Ｍ/Ｇ２のロータ軸は、動力伝達装置１０の第２入力軸１６と接続されている。第２電動機Ｍ/Ｇ２のロータ軸と第２入力軸１６は、一体となっていてもよく、また歯車対などの伝達要素を介して接続されてもよい。

第１入力軸１４上には、軸受を介して第１入力歯車１８が回転可能に支持されている。さらに、第１入力軸１４上には、第１入力軸１４と第１入力歯車の接続と切断を制御する第１クラッチ２０が配置されている。第１クラッチ２０が結合状態のとき第１入力歯車１８は第１入力軸１４と一体となって回転し、第１クラッチ２０が解放状態のとき第１入力歯車１８は第１入力軸１４と独立して回転可能である。

第２入力軸１６上には、ワンウェイクラッチ２２を介して第２入力歯車２４が支持されている。ワンウェイクラッチ２２は、第２入力軸１６と一体に回転するインナレースと、第２入力歯車２４と一体に回転するアウタレースを有し、インナレースとアウタレースの間にこれらの相対回転の向きに応じて結合と解除が切り替えられる切替機構が設けられている。ワンウェイクラッチ２２は、インナレースの回転速度つまり第２入力軸１６の回転速度が、アウタレースの回転速度つまり第２入力歯車２４の回転速度以上であるとき結合状態となり、第２入力軸１６の回転が第２入力歯車２４に伝達される。逆に、第２入力歯車２４の回転速度が第２入力軸１６の回転速度を上回るときには、ワンウェイクラッチ２２は空転状態となる。

第２入力軸１６上には、さらに、軸受を介して第３入力歯車２６が回転可能に支持される。また、第２入力軸１６上には、第２入力軸１６と第３入力歯車２６の接続と切断を制御する第２クラッチ２８が配置されている。第２クラッチ２８が結合状態のとき第３入力歯車２６は第２入力軸１６と一体となって回転し、第２クラッチ２８が解放状態のとき第３入力歯車２６は第２入力軸１６と独立して回転可能である。

第１、第２および第３入力歯車１８，２４，２６はそれぞれ中間軸３０上の第１中間歯車３２、第２中間歯車３４および第３中間歯車３６と噛み合っている。第１，第２および第３中間歯車３２，３４，３６は、中間軸３０と一体に回転する。後述するように、中間軸３０上で第１電動機Ｍ/Ｇ１と第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力が統合され、中間軸３０は２機の電動機の動力を統合する統合軸として機能する。

第２入力歯車２４と第２中間歯車３４からなる第２歯車対（２４，３４）のギア比（＝出力側歯車の歯数／入力側歯車の歯数）は、第１入力歯車１８と第１中間歯車３２からなる第１歯車対（１８，３２）のギア比よりも大きい。したがって、第２歯車対（２４，３４）の速度比（＝出力側速度／入力側速度）は第１歯車対（１８，３２）の速度比未満である。

第３入力歯車２６と第３中間歯車３６からなる第３歯車対（２６，３６）のギア比は、第２歯車対（２４，３４）のギア比よりも小さい。よって、第３歯車対（２６，３６）の速度比は第２歯車対（２４，３４）の速度比を超える。また、第３歯車対（２６，３６）のギア比は、第１歯車対（１８，３２）のギア比を未満とすることができ、この場合、第３歯車対の速度比は第１歯車対の速度比を超える。

中間軸３０には、さらに出力ピニオン３８が設けられ、出力ピニオン３８は出力軸４０上のリング歯車４２に噛み合っている。出力ピニオン３８とリング歯車４２は終減速歯車対を構成してよい。

第１クラッチ２０および第１歯車対（１８，３２）は、第１入力軸１４から中間軸（統合軸）３０に選択的に動力を伝達する要素であり、第１伝達要素列を構成する。第１クラッチ２０が動力の伝達状態を選択する切替要素である。

ワンウェイクラッチ２２と第２歯車対（２４，３４）は、第２入力軸１６から中間軸（統合軸）３０に動力を伝達する要素であり、第２伝達要素列を構成する。ワンウェイクラッチ２２は、第２入力軸１６の速度が、中間軸３０の速度を第２歯車対（２４，３４）の速度比で除算した値未満の場合に空転する。

第２クラッチ２８および第３歯車対（２６，３６）は、第２入力軸１６から中間軸（統合軸）３０に選択的に動力を伝達する要素であり、第３伝達要素列を構成する。第２クラッチ２８が動力の伝達状態を選択する切替要素である。

動力装置１２は、動力伝達装置１０の第１クラッチ２０、第２クラッチ２８の状態を変更することにより、５つの異なる動作状態で運転することができる。図２から図６は、動力装置１２の５つの異なる動作状態（モードＩ〜Ｖ）を示す図である。

図２は、第１電動機Ｍ/Ｇ１の動力により走行するモードＩの状態を示す図である。第１クラッチ２０が結合状態とされ、第２クラッチ２８が解放状態とされる。第１電動機Ｍ/Ｇ１は運転され、第２電動機Ｍ/Ｇ２は停止される。

第１クラッチ２０が結合状態であるため、第１入力軸１４と第１入力歯車１８が一体に回転する。第１入力歯車１８が、これと噛み合う第１中間歯車３２を駆動し、これにより中間軸３０が回転する。中間軸３０の回転が、出力ピニオン３８とリング歯車４２を介して出力軸４０に伝達される。一方、第２電動機Ｍ/Ｇ２は停止しており、ワンウェイクラッチ２２は、空転状態になる。

図２に示されるモードＩは、例えば、街中の平坦な道路を走行する車速が３０〜５０km/hの中速低負荷時に使用される。

図３は、第１および第２電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２の動力により走行するモードIIの状態を示す図である。第１クラッチ２０が結合状態とされ、第２クラッチ２８が解放状態とされる。第１電動機Ｍ/Ｇ１および第２電動機Ｍ/Ｇ２は共に運転される。第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、第２歯車対（２４，３４）を介して中間軸３０に伝達される。

第１クラッチ２０が結合状態であるため、モードＩと同様に、第１電動機Ｍ/Ｇ１の動力が第１歯車対（１８，３２）を介して中間軸３０に伝達される。一方、第２電動機Ｍ/Ｇ２は、ワンウェイクラッチ２２が結合状態となる速度で運転され、第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力が第２歯車対（２４，３４）を介して中間軸３０に伝達される。第１電動機Ｍ/Ｇ１および第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、中間軸３０上で統合され、終減速歯車対（３８，４２）を介して出力軸４０に伝達される。

図３に示されるモードIIは、例えば、発進時や登坂路のような低速高負荷時に使用される。

図４は、第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力により走行するモードIIIの状態を示す図である。第１クラッチ２０が解放状態とされ、第２クラッチ２８が結合状態とされる。第１電動機Ｍ/Ｇ１は停止され、第２電動機Ｍ/Ｇ２は運転される。第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、第３歯車対（２６，３６）を介して中間軸３０に伝達される。

第２クラッチ２８が結合状態であるため、第２入力軸１６と第３入力歯車２６が一体に回転する。第３入力歯車２６が、これと噛み合う第３中間歯車３６を駆動し、これにより中間軸３０が回転する。中間軸３０の回転に伴い第２中間歯車３４を介して第２入力歯車２４も回転するが、第３歯車対（２６，３６）の速度比が第２歯車対（２４，３４）の速度比を超えているため、ワンウェイクラッチ２２は空転状態となる。中間軸３０の回転が、終減速歯車対（３８，４２）を介して出力軸４０に伝達される。一方、第１クラッチ２０は解放され、中間軸３０の回転は第１入力軸１４には伝達されない。よって、第１電動機Ｍ/Ｇ１のロータは停止する。

図４に示されるモードIIIは、例えば、平坦な幹線道路や高速道路を走行する高速低負荷時に使用される。

図５は、第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力により走行するモードIVの状態を示す図である。第１クラッチ２０および第２クラッチ２８は、共に解放状態とされる。第１電動機Ｍ/Ｇ１は停止され、第２電動機Ｍ/Ｇ２は運転される。第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、第２歯車対（２４，３４）を介して中間軸３０に伝達され、さらに終減速歯車対（３８，４２）を介して出力軸４０に伝達される。一方、第１入力クラッチ２０は解放されており、中間軸３０の回転は第１入力軸１４には伝達されず、第１電動機Ｍ/Ｇ１のロータは停止する。

図５に示されるモードIVは、例えば、路地や渋滞路を走行する低速低負荷時に使用される。

図６は、第１および第２電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２の動力により走行するモードＶの状態を示す図である。第１クラッチ２０および第２クラッチ２８は、共に結合状態とされる。第１電動機Ｍ/Ｇ１および第２電動機Ｍ/Ｇ２は共に運転される。第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、第３歯車対（２６，３６）を介して中間軸３０に伝達される。

第１クラッチ２０が結合状態であるため、モードＩと同様に、第１電動機Ｍ/Ｇ１の動力は第１歯車対（１８，３２）を介して中間軸３０に伝達される。一方、第２クラッチ２８が結合状態であるため、第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、モードIIIと同様に第３歯車対（２６，３６）を介して中間軸３０に伝達される。第１電動機Ｍ/Ｇ１および第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、中間軸３０上で統合され、終減速歯車対（３８，４２）を介して出力軸４０に伝達される。

図６に示されるモードＶは、例えば、上り勾配のある幹線道路や高速道路を走行する高速高負荷時に使用される。また、長い下り坂を走行する際、発電ブレーキを効かせるために使用されてもよい。

図７は、動力装置１２の車両の走行速度（車速）と出力軸４０のトルク（ファイナルトルク）に対する２機の電動機の総合効率を示す図である。２機の電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２は同一諸元の電動機であり、第１歯車対（１８，３２）の速度比が１、第２歯車対（２４，３４）の速度比が０．５、第３歯車対の速度比が１．５の場合を示している。図中にプロットされた点群は、ある走行モードにおいて出現する車速とファイナルトルクの組を示している。２機の電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２の総合効率は、第１電動機Ｍ/Ｇ１のトルクをＴ_MG1、第２電動機Ｍ/Ｇ２のトルクをＴ_MG2、第１電動機Ｍ/Ｇ１の効率をη_MG1、第２電動機Ｍ/Ｇ２の効率をη_MG2としたとき、次の式（１）で表される。
（η_MG1×Ｔ_MG1＋η_MG2×Ｔ_MG2）／（Ｔ_MG1＋Ｔ_MG2） ・・・（１）
式（１）を最大にするように第１電動機Ｍ/Ｇ１と第２電動機Ｍ/Ｇ２のトルクの配分が定められ、その結果が図７に示されている。

図８および図９は、図７に示す総合効率を得たときの第１電動機Ｍ/Ｇ１と第２電動機Ｍ/Ｇ２のトルクの分担割合を示す図である。図中に示される数字が分担割合を示す。例えば、図８において、「０．２−０．４」は、これが記載された細線で囲まれる領域における第１電動機Ｍ/Ｇ１のトルクの分担が０．２から０．４の範囲であることが示される。このとき、第２電動機Ｍ/Ｇ２のトルク分担は０．８から０．６の範囲であり、これが図９に「０．６−０．８」として示されている。また、図８，９において、太い実線はモードＩ〜Ｖの境界を示している。動力装置１２においては、第２クラッチ２８を結合または解放動作する際、第１電動機Ｍ/Ｇ１の動力伝達を維持できるため、変速動作時のトルク抜けを抑制できる。

図１０は、第１および第２電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２の合計出力を出力可能な単一の電動機で動力装置を構成した場合の効率を示す図である。この比較例の動力装置は、変速機は使用せず、本実施形態の動力装置１２と等しい速度比の終減速歯車対を介して車両を駆動する。

図１０にプロットされた点群は、図７と同じ走行モードにおいて出現する車速とファイナルトルクの組を示している。図７と図１０を比較すると、図７の方が、運転領域のより広い範囲で効率が高いことが理解できる。

図１１は、本実施形態の他の動力伝達装置５０を含む車両の動力装置５２の構成を示す模式図である。

動力装置５２は、車両駆動用の原動機として同一仕様の第１電動機Ｍ/Ｇ１と第２電動機Ｍ/Ｇ２の、２機の電動機を備える。第１および第２電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２は、発電機としても動作可能な電動機であってよい。第１電動機Ｍ/Ｇ１のロータ軸は、動力伝達装置５０の第１入力軸５４と接続されている。第１電動機Ｍ/Ｇ１のロータ軸と第１入力軸５４は、一体となっていてもよく、また歯車対などの伝達要素を介して接続されてもよい。第２電動機Ｍ/Ｇ２のロータ軸は、動力伝達装置５０の第２入力軸５６と接続されている。第２電動機Ｍ/Ｇ２のロータ軸と第２入力軸５６は、一体となっていてもよく、また歯車対などの伝達要素を介して接続されてもよい。

第１入力軸５４上には、第１入力軸５４と一体に回転する第１入力歯車５８が設けられている。また、第１入力軸５４と第２入力軸５６同士の接続と切断を制御する入力軸接続クラッチ６０が設けられている。入力軸接続クラッチ６０が結合状態のとき、第１入力軸５４と第２入力軸５６は一体となって回転し、入力軸接続クラッチ６０が解放状態のとき、第１入力軸５４と第２入力軸５６は独立して回転可能である。

第２入力軸５６上には、ワンウェイクラッチ６２を介して第２入力歯車６４が支持されている。ワンウェイクラッチ６２は、第２入力軸５６と一体に回転するインナレースと、第２入力歯車６４と一体に回転するアウタレースを有し、インナレースとアウタレースの間にこれらの相対回転の向きに応じて結合と解除が切り替えられる切替機構が設けられている。ワンウェイクラッチ６２は、インナレースの回転速度つまり第２入力軸５６の回転速度が、アウタレースの回転速度つまり第２入力歯車６４の回転速度以上であるとき結合状態となり、第２入力軸５６の回転が第２入力歯車６４に伝達される。逆に、第２入力歯車６４の回転速度が第２入力軸５６の回転速度を上回るときには、ワンウェイクラッチ６２は空転状態となる。

第１および第２入力歯車５８，６４はそれぞれ中間軸７０上の第１中間歯車７２および第２中間歯車７４と噛み合っている。第１および第２中間歯車７２，７４は、中間軸７０と一体に回転する。後述するように、中間軸７０上で第１電動機Ｍ/Ｇ１と第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力が統合され、中間軸７０は２機の電動機の動力を統合する統合軸として機能する。

第２入力歯車６４と第２中間歯車７４からなる第２歯車対（６４，７４）のギア比（＝出力側歯車の歯数／入力側歯車の歯数）は、第１入力歯車５８と第１中間歯車７２からなる第１歯車対（５８，７２）のギア比よりも大きい。したがって、第２歯車対（６４，７４）の速度比（＝出力側速度／入力側速度）は第１歯車対（５８，７２）の速度比未満である。

中間軸７０には、さらに出力ピニオン７８が設けられ、出力ピニオン７８は出力軸８０上のリング歯車８２に噛み合っている。出力ピニオン７８とリング歯車８２は終減速歯車対を構成してよい。

第１歯車対（５８，７２）は、第１入力軸５４から中間軸（統合軸）７０に動力を伝達する要素であり、第１伝達要素列を構成する。

ワンウェイクラッチ６２と第２歯車対（６４，７４）は、第２入力軸５６から中間軸（統合軸）７０に動力を伝達する要素であり、第２伝達要素列を構成する。ワンウェイクラッチ６２は、第２入力軸５６の速度が、中間軸７０の速度を第２歯車対（６４，７４）の速度比で除算した値未満の場合に空転する。

入力軸接続クラッチ６０および第１歯車対（５８，７２）は、第２入力軸５６から中間軸（統合軸）７０に選択的に動力を伝達する要素であり、第３伝達要素列を構成する。入力軸接続クラッチ６０が動力の伝達状態を選択する切替要素である。第１伝達要素列の構成要素である第１歯車対（５８，７２）は、第３伝達要素列の構成要素の一部として機能する。第１伝達要素列と第３伝達要素列の速度比を決定している要素は、いずれも第１歯車対（５８，７２）であるので、第１伝達要素列と第３伝達要素列の速度比は同一となる。

動力装置５２は、動力伝達装置５０の入力軸接続クラッチ６０の状態を変更することにより、４つの異なる動作状態で運転することができる。図１２から図１５は、動力装置５２の４つの異なる動作状態（モードＩ，II，IV，Ｖ）を示す図である。動力装置５２の４つのモードは、前述の動力装置１２の各モードに対応したモード番号を付して説明する。動力装置５２においては、動力装置１２のモードIIIに対応するモードがない。

図１２は、第１電動機Ｍ/Ｇ１の動力により走行するモードＩの状態を示す図である。入力軸接続クラッチ６０が解放状態とされる。第１電動機Ｍ/Ｇ１は運転され、第２電動機Ｍ/Ｇ２は停止される。

第１入力軸５４が回転すると、これと一体の第１入力歯車５８が回転し、更に第１入力歯車５８と噛み合う第１中間歯車７２が回転する。これにより中間軸７０が回転する。中間軸７０の回転が、出力ピニオン７８とリング歯車８２を介して出力軸８０に伝達される。一方、第２電動機Ｍ/Ｇ２は停止しており、ワンウェイクラッチ６２は、空転状態になる。

図１３は、第１および第２電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２の動力により走行するモードIIの状態を示す図である。入力軸接続クラッチ６０が解放状態とされる。第１電動機Ｍ/Ｇ１および第２電動機Ｍ/Ｇ２は共に運転される。第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、第２歯車対（６４４，７４）を介して中間軸７０に伝達される。

第１入力軸５４が回転すると、モードＩと同様に、第１電動機Ｍ/Ｇ１の動力が第１歯車対（５８，７２）を介して中間軸７０に伝達される。一方、第２電動機Ｍ/Ｇ２は、ワンウェイクラッチ６２が結合状態となる速度で運転され、第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力が第２歯車対（６４，７４）を介して中間軸７０に伝達される。第１電動機Ｍ/Ｇ１および第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、中間軸７０上で統合され、終減速歯車対（７８，８２）を介して出力軸８０に伝達される。

図１４は、第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力により走行するモードIVの状態を示す図である。入力軸接続クラッチ６０は解放状態とされる。第１電動機Ｍ/Ｇ１は空転し、第２電動機Ｍ/Ｇ２は運転される。第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、第２歯車対（６４，７４）を介して中間軸７０に伝達され、さらに終減速歯車対（７８，８２）を介して出力軸８０に伝達される。一方、中間軸７０の回転が第１入力軸５４に伝達され、第１電動機Ｍ/Ｇ１のロータが空転する。ただし、モードIVは低速域に対応したモードであり、空転の回転速度が低いため第１電動機Ｍ/Ｇ１の引きずり損失は大きな問題とならない。

図１５は、第１および第２電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２の動力により走行するモードＶの状態を示す図である。入力軸接続クラッチ６０は結合状態とされる。第１電動機Ｍ/Ｇ１および第２電動機Ｍ/Ｇ２は共に運転される。第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、第１歯車対（５８，７２）を介して中間軸７０に伝達される。

第１入力軸５４が回転すると、モードＩと同様に、第１電動機Ｍ/Ｇ１の動力は第１歯車対（５８，７２）を介して中間軸７０に伝達される。一方、入力軸接続クラッチ６０が結合状態であるため、第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、第１入力軸５４に入力し、第１歯車対（５８，７２）を介して中間軸７０に伝達される。第１電動機Ｍ/Ｇ１および第２電動機Ｍ/Ｇ２の動力は、中間軸７０上に伝達され、終減速歯車対（７８，８２）を介して出力軸８０に伝達される。

図１６は、動力装置５２の車両の走行速度（車速）と出力軸８０のトルク（ファイナルトルク）に対する２機の電動機の総合効率を示す図である。２機の電動機Ｍ/Ｇ１，Ｍ/Ｇ２は同一諸元の電動機であり、第１歯車対（５８，７２）の速度比が１．５、第２歯車対（６４，７４）の速度比が０．６７の場合を示している。図中にプロットされた点群は、図７の場合と同じ走行モードにおいて出現する車速とファイナルトルクの組を示している。前述の式（１）を最大にするように第１電動機Ｍ/Ｇ１と第２電動機Ｍ/Ｇ２のトルクの配分が定められ、その結果が図１６に示されている。

図１７および図１８は、図１６に示す総合効率を得たときの第１電動機Ｍ/Ｇ１と第２電動機Ｍ/Ｇ２のトルクの分担割合を示す図である。図８，９と同様、図中に示される数字が分担割合を示し、太い実線がモードＩ，II，IV，Ｖの境界を示している。

動力装置５２においては、入力軸接続クラッチ６０を結合または解放動作する際、第１電動機Ｍ/Ｇ１の動力伝達を維持できるため、変速動作時のトルク抜けを抑制できる。

上述の実施形態における第１および第２クラッチ、入力軸接続クラッチは、様々な形式のクラッチを採用することができる。例えば、入力側と出力側の部材間の摩擦により動力伝達を行う摩擦クラッチ、入力側と出力側に設けられた歯を噛み合わせて動力伝達を行うドグクラッチを採用することができる。また、動力伝達装置１０において、第１クラッチ２０および第２クラッチ２８に替えて、中間軸３０に設けられたクラッチを採用してもよい。この場合、第１入力歯車１８および第３入力歯車２６はそれぞれ第１入力軸１４および第２入力軸１６と一体にされ、第１中間歯車３２と第３中間歯車３６が中間軸３０に回転可能に支持される。中間軸３０上に設けられたクラッチにて中間軸３０と第１および第３中間歯車３２，３６の結合と解放状態が切り替えられる。

また、上述の各歯車対は、他の伝達要素、例えばチェーンとスプロケット、ベルトとプーリなどを採用することもできる。さらに、２機の電動機は、異なる仕様のものを採用することもできる。

１０，５０ 動力伝達装置、１２，５２ 動力装置、１４，５４ 第１入力軸、１６，５６ 第２入力軸、１８，５８ 第１入力歯車、２０ 第１クラッチ、２２，６２ ワンウェイクラッチ、２４，６４ 第２入力歯車、２６ 第３入力歯車、２８ 第２クラッチ、３０，７０ 中間軸（統合軸）、３２，７２ 第１中間歯車、３４，７４ 第２中間歯車、３６ 第３中間歯車、３８ 出力ピニオン、４０ 出力軸、４２ リング歯車、６０ 入力軸接続クラッチ。

Claims (4)

1. 第１原動機に接続されている第１入力軸と、
   第２原動機に接続されている第２入力軸と、
   第１入力軸からの動力と第２入力軸からの動力が統合される統合軸と、
   第１入力軸から統合軸へ、第１速度比で動力を伝達する第１伝達要素列と、
   第２入力軸から統合軸へ、第１速度比未満の第２速度比で動力を伝達する第２伝達要素列であって、第２入力軸側の速度が統合軸側の速度未満のときには第２入力軸と統合軸の結合を解除するワンウェイクラッチを有する、第２伝達要素列と、
   第２入力軸から統合軸へ、第２速度比を超える第３速度比で選択的に動力を伝達する第３伝達要素列と、
   を有する、動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の動力伝達装置であって、第３速度比が第１速度比を超えている、動力伝達装置。
3. 請求項１または２に記載の動力伝達装置であって、第１伝達要素列は、選択的に動力を統合軸に伝達する、動力伝達装置。
4. 請求項１に記載の動力伝達装置であって、第１伝達要素列を構成する要素が、第３伝達要素列を構成する要素の一部の要素として動作する、動力伝達装置。

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