JP2021011226A

JP2021011226A - ハイブリッド車両の駆動装置

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Publication number: JP2021011226A
Application number: JP2019127541A
Authority: JP
Inventors: 宏光竹中; Hiromitsu Takenaka
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-02-04
Anticipated expiration: 2039-07-09
Also published as: JP7275943B2

Abstract

【課題】力行時には回転電機からファイナルドリブンギヤに回転を十分に減速して伝達でき、回生時にはファイナルドリブンギヤから回転電機へ効率よく動力伝達を行うことができるハイブリッド車両の駆動装置を提供すること。【解決手段】減速機２８は、モータ入力軸２９上に、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２を備える。回転電機２６の正転方向の力行時は、回転電機２６からファイナルドリブンギヤ１９に第１のワンウェイクラッチ５１を介して正転方向の回転を減速して動力伝達を行い、かつ、逆方向の動力伝達を第２のワンウェイクラッチ５２で遮断する。回転電機２６の正転方向の回生時は、ファイナルドリブンギヤ１９から回転電機２６に第２のワンウェイクラッチ５２を介して動力伝達を行い、かつ、逆方向の動力伝達を第１のワンウェイクラッチ５１で遮断する。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に関する。

一般に、燃料の燃焼により動力を出力する内燃機関と、電力の供給により動力を出力する回転電機としてのモータとを搭載したハイブリッド車両としては、動力源が内燃機関のみである車両の駆動装置を大幅に改造することなく、駆動装置にモータを取付けるようにしたものが知られている。この種のハイブリッド車両に採用される駆動装置として、手動変速機の基本構造を基礎として変速動作を自動化した自動変速機であるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）がある。

従来のこの種のハイブリッド車両の駆動装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、回転電機とファイナルドリブンギヤとの間で動力を伝達する減速機を備え、減速機は、回転電機からファイナルドリブンギヤへ回転を減速して伝達し、かつ、ファイナルドリブンギヤから回転電機への動力伝達を遮断する第１動力伝達経路と、ファイナルドリブンギヤから回転電機へ回転を増速することなく伝達し、かつ、回転電機からファイナルドリブンギヤへの動力伝達を遮断する第２動力伝達経路とを有している。また、このハイブリッド車両の駆動装置は、第１動力伝達経路と第２動力伝達経路との切替をワンウェイクラッチにより実現している。

特許文献１に記載のハイブリッド車両の駆動装置によれば、回転電機の回生時は、ファイナルドリブンギヤからの動力を、第２動力伝達経路によって増速することなく回転電機へと伝達できため、回転電機が回生時に許容回転数を超えるのを防止することができる。また、アクチュエータで駆動される複雑な切替機構を用いずに動力伝達経路を切替えることができるため、減速機の構造を簡単にできる。この結果、回転電機が許容回転数を超えるのを防止しつつ、構造が簡単で小型化できる駆動装置を実現できる。

特許第６４２８１５７号公報

ここで、特許文献１では、回転電機が許容回転数を超えないようにすることを主目的に、減速機が、所望の十分な減速比を得るように構成されている。一方、減速機は、減速用のギヤ対や回転軸等の構成要素が多くなるほど摩擦損失が増えるという特性がある。このため、減速機の構成部品を少なくして減速機における動力伝達効率を向上させることが望まれていた。

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、力行時には回転電機からファイナルドリブンギヤに回転を十分に減速して伝達でき、回生時にはファイナルドリブンギヤから回転電機へ効率よく動力伝達を行うことができるハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、内燃機関から伝達された回転を変速する変速機と、前記変速機の動力が伝達されるファイナルドリブンギヤを有し、前記変速機の動力を左右のドライブシャフトに分配するディファレンシャル装置と、力行および回生が可能な回転電機と、前記回転電機の回転を減速する減速機と、を備えたハイブリッド車両の駆動装置であって、前記変速機は、前記内燃機関から回転が伝達される入力軸と、前記入力軸から変速ギヤ対を介して伝達された回転を前記ファイナルドリブンギヤに伝達するカウンタ軸と、を有し、前記減速機は、前記回転電機に連結されたモータ入力軸と、前記モータ入力軸と前記ファイナルドリブンギヤとの間で動力伝達を行うモータカウンタ軸と、を有し、前記モータ入力軸は、前記カウンタ軸に切替機構を介して動力伝達可能に設けられた変速ギヤに噛み合う第１のモータ出力ギヤと、前記モータカウンタ軸との間で動力伝達を行う第２のモータ出力ギヤと、を有し、前記モータカウンタ軸は、前記第２のモータ出力ギヤに噛み合うモータ側ギヤと、前記ファイナルドリブンギヤに噛み合うディファレンシャル側ギヤと、を有し、前記モータ入力軸と前記第１のモータ出力ギヤとの間に、前記モータ入力軸から前記第１のモータ出力ギヤに動力伝達を行う第１のワンウェイクラッチが設けられ、前記モータ入力軸と前記第２のモータ出力ギヤとの間に、前記第２のモータ出力ギヤから前記モータ入力軸に動力伝達を行う第２のワンウェイクラッチが設けられ、前記回転電機の正転方向の力行時に、前記回転電機から前記ファイナルドリブンギヤに、前記第１のワンウェイクラッチ、前記入力軸、前記カウンタ軸を介して前記正転方向の回転を減速して動力伝達を行い、かつ、前記ファイナルドリブンギヤから前記回転電機への前記モータカウンタ軸を介した動力伝達を第２のワンウェイクラッチで遮断する第１動力伝達状態が形成され、前記回転電機の前記正転方向の回生時に、前記ファイナルドリブンギヤから前記回転電機に、前記モータカウンタ軸および前記第２のワンウェイクラッチを介して動力伝達を行い、かつ、前記回転電機から前記ファイナルドリブンギヤへの前記入力軸および前記カウンタ軸を介した動力伝達を前記第１のワンウェイクラッチで遮断する第２動力伝達状態が形成されることを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、力行時には回転電機からファイナルドリブンギヤに回転を十分に減速して伝達でき、回生時にはファイナルドリブンギヤから回転電機へ効率よく動力伝達を行うことができるハイブリッド車両の駆動装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の構成を示すスケルトン図である。図２は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の前進力行時の動力伝達状態を示すスケルトン図である。図３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の前進回生時の動力伝達状態を示すスケルトン図である。図４は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の後進力行時の動力伝達状態を示すスケルトン図である。図５は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の後進力行時の他の動力伝達状態を示すスケルトン図である。図６は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の２つのワンウェイクラッチの動力遮断時の動力伝達状態を示すスケルトン図である。図７は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の前進走行時の２つのワンウェイクラッチの状態を示す図である。図８は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の後進走行時の２つのワンウェイクラッチの状態を示す図である。図９は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の諸元の一例を示す図である。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関から伝達された回転を変速する変速機と、変速機の動力が伝達されるファイナルドリブンギヤを有し、変速機の動力を左右のドライブシャフトに分配するディファレンシャル装置と、力行および回生が可能な回転電機と、回転電機の回転を減速する減速機と、を備えたハイブリッド車両の駆動装置であって、変速機は、内燃機関から回転が伝達される入力軸と、入力軸から変速ギヤ対を介して伝達された回転をファイナルドリブンギヤに伝達するカウンタ軸と、を有し、減速機は、回転電機に連結されたモータ入力軸と、モータ入力軸とファイナルドリブンギヤとの間で動力伝達を行うモータカウンタ軸と、を有し、モータ入力軸は、カウンタ軸に切替機構を介して動力伝達可能に設けられた変速ギヤに噛み合う第１のモータ出力ギヤと、モータカウンタ軸との間で動力伝達を行う第２のモータ出力ギヤと、を有し、モータカウンタ軸は、第２のモータ出力ギヤに噛み合うモータ側ギヤと、ファイナルドリブンギヤに噛み合うディファレンシャル側ギヤと、を有し、モータ入力軸と第１のモータ出力ギヤとの間に、モータ入力軸から第１のモータ出力ギヤに動力伝達を行う第１のワンウェイクラッチが設けられ、モータ入力軸と第２のモータ出力ギヤとの間に、第２のモータ出力ギヤからモータ入力軸に動力伝達を行う第２のワンウェイクラッチが設けられ、回転電機の正転方向の力行時に、回転電機からファイナルドリブンギヤに、第１のワンウェイクラッチ、入力軸、カウンタ軸を介して正転方向の回転を減速して動力伝達を行い、かつ、ファイナルドリブンギヤから回転電機へのモータカウンタ軸を介した動力伝達を第２のワンウェイクラッチで遮断する第１動力伝達状態が形成され、回転電機の正転方向の回生時に、ファイナルドリブンギヤから回転電機に、モータカウンタ軸および第２のワンウェイクラッチを介して動力伝達を行い、かつ、回転電機からファイナルドリブンギヤへの入力軸およびカウンタ軸を介した動力伝達を第１のワンウェイクラッチで遮断する第２動力伝達状態が形成されることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の駆動装置は、力行時には回転電機からファイナルドリブンギヤに回転を十分に減速して伝達でき、回生時にはファイナルドリブンギヤから回転電機へ効率よく動力伝達を行うことができる。

以下、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置について、図面を用いて説明する。図１から図９は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置を示す図である。

まず、構成を説明する。図１において、ハイブリッド車両（以下、単に車両という）１は、内燃機関としてのエンジン２と駆動装置３とを備えている。エンジン２は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等から構成されている。

駆動装置３は、エンジン２から伝達された回転を変速する変速機９を備えている。変速機９は、クラッチ１７と、このクラッチ１７を介してクランクシャフト２Ａの回転中心と同軸上に設置された入力軸１１と、この入力軸１１と平行に配置されるカウンタ軸１３とを備えている。入力軸１１には、クラッチ１７を介してエンジン２の回転が伝達される。カウンタ軸１３は、入力軸１１から後述する変速ギヤ対を介して伝達された回転をファイナルドリブンギヤ１９に伝達する。

クラッチ１７は、エンジン２と入力軸１１との間の動力伝達を接続または切断する発進装置である。クラッチ１７は、エンジン２のクランクシャフト２Ａと変速機９の入力軸１１との間に設けられており、図示しないアクチュエータにより操作される。

入力軸１１には、複数の変速ドライブギヤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅが、エンジン２に近い端部側から順次設けられている。変速ドライブギヤ１０Ａ、１０Ｂは入力軸１１に一体回転可能に固定されており、変速ドライブギヤ１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅは入力軸１１に空転可能に配置されている。

カウンタ軸１３には、複数の変速ドリブンギヤ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅが、エンジン２に近い端部側から順次設けられている。変速ドリブンギヤ１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅはカウンタ軸１３一体回転可能に固定されており、変速ドリブンギヤ１２Ａ、１２Ｂは、カウンタ軸１３に空転可能に配置されている。

変速ドライブギヤ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅと、変速ドリブンギヤ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅとは、互いに常時噛み合っており、１速段から５速段の変速段をそれぞれ構成している。

変速ドライブギヤ１０Ａと変速ドリブンギヤ１２Ａは１速段を、変速ドライブギヤ１０Ｂと変速ドリブンギヤ１２Ｂは２速段を、変速ドライブギヤ１０Ｃと変速ドリブンギヤ１２Ｃは３速段を、変速ドライブギヤ１０Ｄと変速ドリブンギヤ１２Ｄは４速段を、変速ドライブギヤ１０Ｅと変速ドリブンギヤ１２Ｅは５速段を、それぞれ構成している。

１速段における変速ドライブギヤ１０Ａと変速ドリブンギヤ１２Ａとのギヤ対のように、変速段を構成するように常時噛み合うギヤ対は、それぞれ本発明における変速ギヤ対を構成している。

また、変速機９は、切替機構としての複数のシフトスリーブ１４、１５、１６を備えている。これらのシフトスリーブ１４、１５、１６は、図示しないアクチュエータの駆動により図示しないシフトアンドセレクトシャフトやシフトフォーク等を介して操作されることにより、変速段を１速段から５速段の前進段、または後進段の何れかに切り替える。シフトスリーブ１４、１５、１６は、これらが配置された軸上を軸線方向に移動可能に配置されており、軸方向に隣接するギヤと側面で係合することによりそのギヤと軸とを一体回転させ、１速段から５速段の前進ギヤ段または後進ギヤ段に対応する動力伝達経路を形成する。シフトスリーブ１４、１５、１６には図示しない同期機構（シンクロナイザ）が設けられている。

シフトスリーブ１４は、入力軸１１上の変速ドライブギヤ１０Ｃと１０Ｄの間に配置されており、３速段または４速段を形成する。シフトスリーブ１５は、入力軸１１上の変速ドライブギヤ１０Ｅと隣り合って配置されており、５速段または後進段を形成するように機能する。シフトスリーブ１６は、カウンタ軸１３上の変速ドリブンギヤ１２Ａと１２Ｂの間に配置されており、１速段または２速段を形成するように機能する。

入力軸１１には、変速ドライブギヤ１０Ａと１０Ｂの間に、リバースドライブギヤ３３が一体回転可能に固定されている。リバース軸３４にはリバースドリブンギヤ３５が固定されている。後進段を形成する時に、リバース軸３４が動いてリバースドリブンギヤ３５がシフトスリーブ１６とリバースドライブギヤ３３に噛み合う。

変速機９は、アクチュエータによりクラッチ１７およびシフトスリーブ１４、１５、１６が操作されることにより自動で変速動作が行われるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）として構成されている。

駆動装置３は、ディファレンシャル装置１８を備えている。ディファレンシャル装置１８は、変速機９の動力が伝達されるファイナルドリブンギヤ１９を有し、変速機９の動力を左右のドライブシャフト２４に分配するようになっている。ディファレンシャル装置１８は、外周部にファイナルドリブンギヤ１９が取付けられ、ファイナルドリブンギヤ１９と共に一体回転するデフケース２０と、デフケース２０に回転自在に取付けられた図示しない一対のピニオンギヤと、ピニオンギヤに噛合する左右で一対の図示しないサイドギヤとを備えている。サイドギヤには、左右で一対のドライブシャフトがスプライン嵌合により一体回転可能に固定されている。

ファイナルドリブンギヤ１９は、カウンタ軸１３のエンジン２に近い側の端部に設けられたファイナルドライブギヤ２５に噛合している。ファイナルドライブギヤ２５によりファイナルドリブンギヤ１９が回転されると、デフケース２０がサイドギヤの軸心回りに回転し、デフケース２０の回転がピニオンギヤおよびサイドギヤを介して左右のドライブシャフト２４に差動回転可能に伝達され、車両１が走行する。

駆動装置３は、バッテリ４０と、このバッテリ４０との間で電気エネルギと運動エネルギとを相互に変化する回転電機２６と、を備えている。回転電機２６は、モータおよび発電機の機能を備えたいわゆるモータジェネレータである。つまり、回転電機２６は、力行および回生が可能な回転電機である。

駆動装置３は、回転電機２６の回転を減速する減速機２８を備えている。減速機２８は、回転電機２６に連結されたモータ入力軸２９と、モータ入力軸２９とファイナルドリブンギヤ１９との間で動力伝達を行うモータカウンタ軸３０と、を有している。

モータ入力軸２９は、第１のモータ出力ギヤ４１と、第２のモータ出力ギヤ４２と、を有している。第１のモータ出力ギヤ４１は、カウンタ軸１３にシフトスリーブ１６を介して動力伝達可能に設けられた２速段用の変速ドリブンギヤ１２Ｂに噛み合っている。

これにより、シフトスリーブ１６を中立（ニュートラル）の状態にすることにより、第１のモータ出力ギヤ４１から変速ドリブンギヤ１２Ｂに伝達された回転を、カウンタ軸１３には伝達させず、変速ドライブギヤ１０Ｂを介して入力軸１１に伝達させることができる。そして、入力軸１１から他の変速段のギヤ対を介してカウンタ軸１３に伝達された回転をファイナルドリブンギヤ１９に伝達することができる。一方、シフトスリーブ１６を変速ドリブンギヤ１２Ｂに係合させた場合は、第１のモータ出力ギヤ４１から変速ドリブンギヤ１２Ｂに伝達された回転を、カウンタ軸１３からファイナルドリブンギヤ１９に伝達することができる。

第２のモータ出力ギヤ４２は、モータカウンタ軸３０上のモータ側ギヤ４３と噛み合っており、モータ側ギヤ４３を介してモータカウンタ軸３０との間で動力伝達を行う。モータカウンタ軸３０は、第２のモータ出力ギヤ４２に噛み合うモータ側ギヤ４３と、ファイナルドリブンギヤ１９に噛み合うディファレンシャル側ギヤ４４と、を有している。

モータ入力軸２９と第１のモータ出力ギヤ４１との間には、モータ入力軸２９から第１のモータ出力ギヤ４１に動力伝達を行う第１のワンウェイクラッチ５１が設けられている。また、モータ入力軸２９と第２のモータ出力ギヤ４２との間には、第２のモータ出力ギヤ４２からモータ入力軸２９に動力伝達を行う第２のワンウェイクラッチ５２が設けられている。

回転電機２６の正転方向の力行による車両１の前進走行時は、第１のワンウェイクラッチ５１は、モータ入力軸２９の回転速度が第１のモータ出力ギヤ４１より速い場合に動力伝達状態（ロック状態）となり、モータ入力軸２９の回転を第１のモータ出力ギヤ４１に伝達する。したがって、第１のワンウェイクラッチ５１は、モータ入力軸２９から第１のモータ出力ギヤ４１の方向にだけ動力伝達を行う。

また、回転電機２６の正転方向の力行による車両１の前進走行時は、第２のワンウェイクラッチ５２は、第２のモータ出力ギヤ４２の回転速度がモータ入力軸２９より速い場合に動力伝達状態（ロック状態）となり、第２のモータ出力ギヤ４２の回転をモータ入力軸２９に伝達する。したがって、第２のワンウェイクラッチ５２は、第２のモータ出力ギヤ４２からモータ入力軸２９の方向にだけ動力伝達を行う。

駆動装置３において、回転電機２６の正転方向の力行時は、第１のワンウェイクラッチ５１が動力伝達状態となり、第２のワンウェイクラッチ５２が遮断状態となる。このため、図２、図４に示すように、回転電機２６からファイナルドリブンギヤ１９に、第１のワンウェイクラッチ５１、入力軸１１、カウンタ軸１３を介して正転方向の回転を減速して動力伝達を行い、かつ、ファイナルドリブンギヤ１９から回転電機２６へのモータカウンタ軸３０を介した動力伝達を第２のワンウェイクラッチ５２で遮断する第１動力伝達状態が形成される。

ここで、回転電機２６の正転方向とは、変速機９が前進段に設定されている場合に車両１を前進走行させる回転方向をいう。第１動力伝達状態では、例えば、図２に示すように変速機４が２速段に設定されている場合、車両１は２速段で前進走行する。また、第１動力伝達状態において、図４に示すように変速機４が後進段に設定されている場合、車両は後進走行する。

また、駆動装置３において、回転電機２６の正転方向の回生時は、第１のワンウェイクラッチ５１が遮断状態となり、第２のワンウェイクラッチ５２が動力伝達状態となる。このため、図３に示すように、ファイナルドリブンギヤ１９から回転電機２６に、モータカウンタ軸３０および第２のワンウェイクラッチ５２を介して動力伝達を行い、かつ、回転電機２６からファイナルドリブンギヤ１９への入力軸１１およびカウンタ軸１３を介した動力伝達を第１のワンウェイクラッチ５１で遮断する第２動力伝達状態が形成される。

また、減速機２８において、回転電機２６の逆転方向の力行時は、第１のワンウェイクラッチ５１が遮断状態となり、第２のワンウェイクラッチ５２が動力伝達状態となる。このため、減速機２８は、図５に示すように、回転電機２６からファイナルドリブンギヤ１９に、第２のワンウェイクラッチ５２およびモータカウンタ軸３０を介して逆転方向の回転を伝達し、かつ、入力軸１１から回転電機２６への動力伝達を第１のワンウェイクラッチ５１で遮断する第３動力伝達状態を形成する。

本実施例では、変速機９の前進用の変速段を形成する全ての変速ギヤ対の各ギヤ比は、図９に一例を示す各ギヤ比に設定されている。このようにすることで、第１のモータ出力ギヤ４１の回転数が第２のモータ出力ギヤ４２の回転数よりも大きくなる関係が常時成立するため、回転電機２６の回転方向および回転速度を制御することにより、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２の動力伝達状態と遮断状態とが切り替わり、第１動力伝達状態、第２動力伝達状態、第３動力伝達状態または第４動力伝達状態への切替えを行うことができる。

詳しくは、回転電機２６の回転数に応じて、モータ入力軸２９と第１のモータ出力ギヤ４１との回転速度の大小関係、および、モータ入力軸２９と第２のモータ出力ギヤ４２との回転速度の大小関係が決定され、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２が動力伝達状態または遮断状態に切り替わることで、第１動力伝達状態と第２動力伝達状態との切替えが行われる。

また、駆動装置３において、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２がともに遮断状態となる遮断領域内の回転数で回転電機２６を回転させることにより、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２がともにモータ入力軸２９に対して相対回転する第４の動力伝達状態が形成される。

この第４の動力伝達状態では、図６に示すように、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２がともに遮断状態となり、モータ入力軸２９は、カウンタ軸１３およびモータカウンタ軸３０との間で動力伝達を行わない。また、第４の動力伝達状態において、回転電機２６は、第４の動力伝達状態を形成する所定の回転数領域で回転しているため、速やかに第１の動力伝達状態または第２の動力伝達状態に移行することができる。

図７において、所定の前進段（例えば、４速段）における車両１の前進走行時の入力軸１１の回転数を横軸とし、その状態でのギヤ回転数（第１のモータ出力ギヤ４１および第２のモータ出力ギヤ４２の回転数）を縦軸としている。

第１のモータ出力ギヤ４１が動力伝達（ロック）状態となり第１動力伝達状態が形成される領域は、第２のモータ出力ギヤ４２が動力伝達（ロック）状態となり第２動力伝達状態が形成される領域よりも、高回転側に形成されている。

また、第１動力伝達状態の領域と第２動力伝達状態の領域との間は遮断領域となる。この遮断領域は、第１動力伝達状態の領域と第２動力伝達状態の領域に挟まれた領域である。遮断領域では、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２がともに遮断状態となるため、第４の動力伝達状態が形成される。

図８において、後進段における車両１の後進走行時の入力軸１１の回転数を横軸とし、その状態でのギヤ回転数（第１のモータ出力ギヤ４１および第２のモータ出力ギヤ４２の回転数）を縦軸としている。

また、第３動力伝達状態は、回転電機２６が逆転方向に力行することにより形成される。第１動力伝達状態の領域と第３動力伝達状態の領域との間は遮断領域となる。この遮断領域は、第１動力伝達状態の領域と第３動力伝達状態の領域に挟まれた領域である。この遮断領域では、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２がともに遮断状態となるため、第４の動力伝達状態が形成される。

次に、作用を説明する。本実施例の駆動装置３において、減速機２８は、回転電機２６に連結されたモータ入力軸２９と、モータ入力軸２９とファイナルドリブンギヤ１９との間で動力伝達を行うモータカウンタ軸３０と、を有している。

また、モータ入力軸２９は、カウンタ軸１３にシフトスリーブ１６を介して動力伝達可能に設けられた変速ドリブンギヤ１２Ｂに噛み合う第１のモータ出力ギヤ４１と、モータカウンタ軸３０との間で動力伝達を行う第２のモータ出力ギヤ４２と、を有している。モータカウンタ軸３０は、第２のモータ出力ギヤ４２に噛み合うモータ側ギヤ４３と、ファイナルドリブンギヤ１９に噛み合うディファレンシャル側ギヤ４４と、を有している。

また、モータ入力軸２９と第１のモータ出力ギヤ４１との間には、モータ入力軸２９から第１のモータ出力ギヤ４１に動力伝達を行う第１のワンウェイクラッチ５１が設けられている。モータ入力軸２９と第２のモータ出力ギヤ４２との間には、第２のモータ出力ギヤ４２からモータ入力軸２９に動力伝達を行う第２のワンウェイクラッチ５２が設けられている。

そして、駆動装置３において、回転電機２６の正転方向の力行時は、回転電機２６からファイナルドリブンギヤ１９に、第１のワンウェイクラッチ５１、入力軸１１、カウンタ軸１３を介して正転方向の回転を減速して動力伝達を行い、かつ、ファイナルドリブンギヤ１９から回転電機２６へのモータカウンタ軸３０を介した動力伝達を第２のワンウェイクラッチ５２で遮断する第１動力伝達状態が形成される。

一方、駆動装置３において、回転電機２６の正転方向の回生時は、ファイナルドリブンギヤ１９から回転電機２６に、モータカウンタ軸３０および第２のワンウェイクラッチ５２を介して動力伝達し、かつ、回転電機２６からファイナルドリブンギヤ１９への入力軸１１およびカウンタ軸１３を介した動力伝達を第１のワンウェイクラッチ５１で遮断する第２動力伝達状態が形成される。

この構成により、回転電機２６の前進力行時には、第１動力伝達状態が形成され、変速機９を介して回転を減速して動力伝達を行うことができるので、変速機９の機構を共通で利用し回転電機２６の使用する回転範囲を小さくできる。

よって、回転電機２６が小型の回転電機であっても、十分なアシストトルクをファイナルドリブンギヤ１９に伝達することができる。

一方、回転電機２６の前進回生時には、第２動力伝達状態が形成され、モータカウンタ軸３０を介して回生が行われる。これにより、力行時の第１動力伝達状態よりも、ディファレンシャル装置１８から回転電機２６まで、経路上のギヤが少ないモータカウンタ軸３０を介した動力伝達経路を経て動力が伝達されるため、動力の伝達効率の低下を抑制できる。

よって、回転電機２６の力行時と回生時との両方で、それぞれ有利な動力伝達状態を構成することができる。また、回転電機２６の大型化を抑制でき、減速機２８を小型化できるので、駆動装置３全体として小型化を達成できる。

さらに、回転電機２６の力行時には、回転電機２６の出力が小さいものであっても、減速機２８における十分な減速比によって必要なトルクをファイナルドリブンギヤ１９に伝達できるので、バッテリ４０の消費電力を少なくできる。よって、バッテリ４０の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）の減少を抑制でき、燃費を向上することができる。

一方、回転電機２６の回生時には、ファイナルドリブンギヤ１９から回転電機２６までの動力伝達経路上のギヤの数が少ないため、ギヤの摩擦等によるエネルギ損失を少なくでき、回生時の回転電機２６の発生電力量を多くすることができる。このため、バッテリ４０への充電を速やかに行うことができ、バッテリ４０のＳＯＣを高く保つことができ、燃費の向上を達成できる。

また、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２の機能によって力行時と回生時の動力伝達経路を切替えることができるので、他の複雑な切替機構を用いる必要がなくなり、減速機２８の構造を簡単にすることができる。よって、駆動装置３２を小型化できる。

これに加え、駆動装置３においては、変速機９の変速段を切替える際に、第１のモータ出力ギヤ４１の回転数よりもモータ入力軸２９の回転数が低くなるように回転電機２６を制御して、第１のワンウェイクラッチ５１を遮断状態にし、モータ入力軸２９と入力軸１１との間の動力伝達を遮断することができる。したがって、変速段を切替える際の入力軸１１の慣性（イナーシャ）を低下させることができ、変速段の切替え時のシフトスリーブ１４、１５、１６の同期時間を短くすることができる。

また、変速機９の変速段をダウンシフトする際は、回転電機２６の回転数を増加させて、アップシフト後の変速段と同期する回転数まで入力軸１１の回転数を増加させることにより、シフトスリーブ１４、１５、１６の同期時間を短くすることができる。また、エンジン２よりもトルクの立ち上がりが速い回転電機２６によって、入力軸１１の回転数を同期回転数にまで増加させるので、同期時間を短縮することができる。

また、シフトスリーブ１４、１５、１６での同期完了後は、クラッチ１７の再接続の完了前であっても、エンジン２の動力の代わりに回転電機２６の動力を用いて車両１を走行させることができる。このため、変速に伴うクラッチ１７の切断中の車両１の減速を回避できる。

本実施例の駆動装置３において、減速機２８は、回転電機２６の逆転方向の力行時に、回転電機２６からファイナルドリブンギヤ１９に、第２のワンウェイクラッチ５２およびモータカウンタ軸３０を介して逆転方向の回転を伝達し、かつ、入力軸１１から回転電機２６への動力伝達を第１のワンウェイクラッチ５１で遮断する第３動力伝達状態を形成する。

これにより、回転電機２６の逆転方向の力行による動力が、回転電機２６からファイナルドリブンギヤ１９に、第２のワンウェイクラッチ５２およびモータカウンタ軸３０を介して伝達される。このため、回転電機２６の回転方向を切替えるだけで車両１の前進と後進とを切り替えることができる。したがって、車両１の前進と後進とを切り替えるための切替機構を変速機９に設けることを不要にでき、変速機９の部品点数の削減、構成の単純化、小型化を達成できる。

本実施例の駆動装置３において、第１のモータ出力ギヤ４１の回転数が第２のモータ出力ギヤ４２の回転数よりも大きくなるように、変速機９の前進用の変速段を形成する全ての変速ギヤ対のギヤ比が設定されている。

そして、回転電機２６の回転数に応じて、第１のワンウェイクラッチ５１および第２のワンウェイクラッチ５２が動力伝達状態または遮断状態に切り替わることで、第１動力伝達状態と第２動力伝達状態との切替えが行われる。

これにより、回転電機２６の回転数が遮断領域内にあるときは、第４の動力伝達状態が形成されるので、回転電機２６とファイナルドリブンギヤ１９との間で動力伝達が遮断された状態を安定して形成することができる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１...車両、２...エンジン（内燃機関）、３...駆動装置、９...変速機、１１...入力軸、１２Ａ...変速ドリブンギヤ、１２Ｂ...変速ドリブンギヤ（変速ギヤ）、１２Ｃ...変速ドリブンギヤ、１２Ｄ...変速ドリブンギヤ、１２Ｅ...変速ドリブンギヤ、１３...カウンタ軸、１４...シフトスリーブ（切替機構）、１５...シフトスリーブ（切替機構）、１６...シフトスリーブ（切替機構）、１８...ディファレンシャル装置、１９...ファイナルドリブンギヤ、２４...ドライブシャフト、２５...ファイナルドライブギヤ、２６...回転電機、２８...減速機、２９...モータ入力軸、３０...モータカウンタ軸、４１...第１のモータ出力ギヤ、４２...第２のモータ出力ギヤ、４３...モータ側ギヤ、４４...ディファレンシャル側ギヤ、５１...第１のワンウェイクラッチ、５２...第２のワンウェイクラッチ

Claims

内燃機関から伝達された回転を変速する変速機と、
前記変速機の動力が伝達されるファイナルドリブンギヤを有し、前記変速機の動力を左右のドライブシャフトに分配するディファレンシャル装置と、
力行および回生が可能な回転電機と、
前記回転電機の回転を減速する減速機と、を備えたハイブリッド車両の駆動装置であって、
前記変速機は、
前記内燃機関から回転が伝達される入力軸と、
前記入力軸から変速ギヤ対を介して伝達された回転を前記ファイナルドリブンギヤに伝達するカウンタ軸と、を有し、
前記減速機は、
前記回転電機に連結されたモータ入力軸と、
前記モータ入力軸と前記ファイナルドリブンギヤとの間で動力伝達を行うモータカウンタ軸と、を有し、
前記モータ入力軸は、前記カウンタ軸に切替機構を介して動力伝達可能に設けられた変速ギヤに噛み合う第１のモータ出力ギヤと、前記モータカウンタ軸との間で動力伝達を行う第２のモータ出力ギヤと、を有し、
前記モータカウンタ軸は、前記第２のモータ出力ギヤに噛み合うモータ側ギヤと、前記ファイナルドリブンギヤに噛み合うディファレンシャル側ギヤと、を有し、
前記モータ入力軸と前記第１のモータ出力ギヤとの間に、前記モータ入力軸から前記第１のモータ出力ギヤに動力伝達を行う第１のワンウェイクラッチが設けられ、
前記モータ入力軸と前記第２のモータ出力ギヤとの間に、前記第２のモータ出力ギヤから前記モータ入力軸に動力伝達を行う第２のワンウェイクラッチが設けられ、
前記回転電機の正転方向の力行時に、前記回転電機から前記ファイナルドリブンギヤに、前記第１のワンウェイクラッチ、前記入力軸、前記カウンタ軸を介して前記正転方向の回転を減速して動力伝達を行い、かつ、前記ファイナルドリブンギヤから前記回転電機への前記モータカウンタ軸を介した動力伝達を第２のワンウェイクラッチで遮断する第１動力伝達状態が形成され、
前記回転電機の前記正転方向の回生時に、前記ファイナルドリブンギヤから前記回転電機に、前記モータカウンタ軸および前記第２のワンウェイクラッチを介して動力伝達を行い、かつ、前記回転電機から前記ファイナルドリブンギヤへの前記入力軸および前記カウンタ軸を介した動力伝達を前記第１のワンウェイクラッチで遮断する第２動力伝達状態が形成されることを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。
前記減速機は、
前記回転電機の逆転方向の力行時に、前記回転電機から前記ファイナルドリブンギヤに、前記第２のワンウェイクラッチおよび前記モータカウンタ軸を介して前記逆転方向の回転を伝達し、かつ、前記入力軸から前記回転電機への動力伝達を前記第１のワンウェイクラッチで遮断する第３動力伝達状態を形成することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
前記第１のモータ出力ギヤの回転数が前記第２のモータ出力ギヤの回転数よりも大きくなるように、前記変速機の前進用の変速段を形成する全ての前記変速ギヤ対のギヤ比が設定され、
前記回転電機の回転数に応じて、前記第１のワンウェイクラッチおよび前記第２のワンウェイクラッチが動力伝達状態または遮断状態に切り替わることで、前記第１動力伝達状態と前記第２動力伝達状態との切替えが行われ、
前記第１のワンウェイクラッチおよび前記第２のワンウェイクラッチがともに遮断状態となる遮断領域内の回転数で前記回転電機を回転させることにより、前記第１のワンウェイクラッチおよび前記第２のワンウェイクラッチがともに前記モータ入力軸に対して相対回転する第４の動力伝達状態が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動装置。