JP2021130426A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド型の車両の駆動装置において、走行モードの切り替え、および変速においてエネルギ効率の低下を抑制する。【解決手段】駆動装置１は、エンジン軸１２と、ジェネレータ軸１４と、駆動軸１６と、変速機構１８と、を備える。エンジン軸は、エンジン２からの動力を伝達。ジェネレータ軸は、エンジン軸からの動力を第１ＭＧ４に伝達し、第１ＭＧの動力をエンジン軸に伝達。駆動軸は、前輪１０を駆動。変速機構１８は、エンジン軸の回転を変速して駆動軸に伝達。変速機構は、複数のギヤ対と、選択機構３２と、シンクロ機構３４と、を含み、複数のギヤ対は、それぞれ異なるギヤ比で構成され、選択機構は、複数のギヤ対のうちいずれか一つに係合し、エンジン軸の動力を複数のギヤ対のうちの一つを介して駆動軸に伝達。シンクロ機構は、選択機構３２と複数のギヤ対の少なくとも一つのギヤ対の間に配置され、ギヤ対と選択機構を同調させる。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド型の車両の駆動装置に関する。

従来、エンジンと複数の回転電機（モータ、ジェネレータ、モータジェネレータ）とを有するハイブリッド型の車両において、複数の走行モードを切り替えながら走行する車両が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１の車両では、走行モードは、バッテリの充電電力を用いてモータのみで走行するＥＶモード、エンジンによってジェネレータを駆動し発電しながらモータのみで走行するシリーズモード、およびエンジンとモータとを併用して走行するパラレルモードを含む。

また、特許文献１の車両は、駆動装置を有する。特許文献１の駆動装置は、エンジン軸（入力軸）上にハイギヤ、ローギヤ、およびハイギヤとローギヤを切り替える選択機構を含む変速機構を備える。特許文献１の車両は、ＥＶモード、またはシリーズモードからパラレルモードに切り替える場合、選択機構のスリーブをハイギヤまたはローギヤに係合することで切り替える。また、特許文献１の駆動装置は、パラレルモードにおいては、選択機構のスリーブをハイギヤまたはローギヤに係合し、エンジンからの動力を、ハイギヤまたはローギヤのいずれか一方に伝達することで、エンジンの回転数を変速して、車輪を駆動する駆動軸に出力する。

特開２０１７−２２２１９７号公報

しかし、特許文献１の駆動装置は、選択機構のスリーブを、ハイギヤまたはローギヤに直接係合させる。このため、エンジン軸の回転と駆動軸の回転を完全に同調させなければ、スリーブがハイギヤまたはローギヤに係合しない。

このため、特許文献１の駆動装置は、ＥＶモードからパラレルモードに切り替える場合ジェネレータによってエンジンを始動させた後、ジェネレータまたはエンジンにてエンジン軸と駆動軸との回転を高精度で同調させる。特許文献１の駆動装置は、エンジン軸と駆動軸の回転を同調させた後、選択機構のスリーブをスライドさせてハイギヤまたはローギヤと係合させる。高精度な回転数制御が求められることから、ＥＶモードからパラレルモードに切り替える際に、走行モードの切替時間に要する時間が長くなる。

また、特許文献１の駆動装置は、パラレルモードにおいて、ハイギヤからローギヤに変速する場合、選択機構のスリーブをハイギヤから中立位置にスライドさせた後、ジェネレータまたはエンジンでエンジン軸の回転を上昇させて、エンジン軸と駆動軸の回転とを高精度で同調させる。さらに、特許文献１の駆動装置は、エンジン軸と駆動軸とが同調した後、選択機構のスリーブを中立位置からローギヤにスライドさせてローギヤと係合させて変速する。高精度な回転数制御が求められることから、特許文献１の駆動装置は、変速に要する時間が長くなる。また、特許文献１の駆動装置は、変速の間、車両をモータによって走行させることで、車両の減速感を軽減するが、アクセル踏み込みによる変速などの場合、変速する時間が長くなることでアクセル操作に対する駆動力の応答性が遅れる。

本発明の課題は、ハイブリッド型の車両の駆動装置において、走行モードの切り替え、および変速において、変速時間を低減し、車両のエネルギ効率の低下を抑制できる駆動装置を提供することである。

本発明に係る駆動装置は、エンジンと、第１回転電機と、を有するハイブリッド型の車両の駆動装置である。駆動装置は、エンジン軸と、ジェネレータ軸と、駆動軸と、変速機構と、を備える。エンジン軸は、エンジンからの動力を伝達する。ジェネレータ軸は、エンジン軸からの動力を第１回転電機に伝達するとともに、第１回転電機の動力をエンジン軸に伝達する。駆動軸は、車輪を駆動する。変速機構は、エンジン軸の回転を変速して駆動軸に伝達する。変速機構は、複数のギヤ対と、選択機構と、シンクロ機構と、を含む。複数のギヤ対は、それぞれ異なるギヤ比で構成される。選択機構は、複数のギヤ対のうちいずれか一つに係合し、複数のギヤ対のうちいずれか一つを介して、エンジン軸の動力を駆動軸に伝達する。シンクロ機構は、選択機構と複数のギヤ対のうち少なくともいずれか一つのギヤ対の間に配置され、ギヤ対と選択機構とを同調させる。

この駆動装置によれば、ジェネレータまたはエンジンによってギヤ対と選択機構との回転数を同調させるとともに、シンクロ機構によってギヤ対と選択機構との回転数を同調させることができるため、走行モードへの切り替えが素早く行える。また、変速時間も低減できる。

変速機構は、第１ギヤ対と、第２ギヤ対と、を含んでもよい。第２ギヤ対は、第１ギヤ対よりもギヤ比が低くてもよい。選択機構は、エンジン軸上の第１ギヤ対と第２ギヤ対との間に設けられ、第１ギヤ対と第２ギヤ対とのいずれか一方にエンジン軸の出力を伝達してもよい。シンクロ機構は、選択機構と第１ギヤ対との間、および選択機構と第２ギヤ対との間に設けられてもよい。

この構成によれば、選択機構が第１ギヤ対と第２ギヤ対との間にあるので、選択機構が第１ギヤ対から離れて第２ギヤ対に係合するまでの時間が短い。さらに、第１ギヤ対と選択機構との間、および第２ギヤ対と選択機構との間の双方に、シンクロ機構が設けられるため、第１ギヤ対から第２ギヤ対への変速、および第２ギヤ対から第１ギヤ対への変速のいずれの場合であっても変速時間が短い。この結果、変速における車両のエネルギ効率の低下を抑制できる。

車両は、電池と、第２回転電機と、第１走行モードと、第２走行モードと、第３走行モードと、を有してもよい。第２回転電機は、駆動軸を駆動してもよい。第１走行モードは、電池からの電力で第２回転電機を駆動してもよい。第２走行モードは、エンジンによって第１回転電機を駆動して発電し、発電した電力を第２回転電機に供給することで第２回転電機を駆動してもよい。第３走行モードは、エンジンの動力で車輪を駆動するとともに、第２回転電機で車輪の駆動を補助してもよい。変速機構は、第１走行モードまたは第２走行モードの場合に、選択機構が複数のギヤ対のいずれか一つのギヤ対にシンクロ機構を介して係合することで第３走行モードに切り替えてもよい。

この構成によれば、ＥＶモードである第１走行モードまたはシリーズモードである第２走行モードからパラレルモードである第３走行モードへの切り替えにおいて、選択機構はシンクロ機構を介してギヤ対と係合する。これにより、第１走行モードまたは第２走行モードから第３走行モードへの切り替えにおいて、エンジン軸の回転を第１回転電機のみによってエンジン軸と駆動軸とを完全に同調させる必要がなく、シンクロ機構によってエンジン軸と駆動軸とを完全に同調させる。このため、第１走行モードまたは第２走行モードから第３走行モードへの切り替えが早くなる。この結果、第１走行モードまたは第２走行モードから第３走行モードへの切り替えにおいて、車両のエネルギ効率の低下を抑制できる。

選択機構は、第３走行モードの場合、選択機構が第１ギヤ対および第２ギヤ対のうちいずれか一方に係合している状態から、第１ギヤ対および第２ギヤ対のうち他方にシンクロ機構を介して係合することで変速してもよい。

この構成によれば、パラレルモードにおいて、シンクロ機構によって、選択機構を介してエンジン軸とギヤ対の回転を同調させやすい。これにより、第３走行モードにおいて、変速が円滑に行われる。

本発明によれば、ハイブリッド型の車両の駆動装置において、走行モードの切り替え、および変速において、ハイブリッドの車両の応答性を向上できる駆動装置を提供できる。

本発明の一実施形態による駆動装置を搭載したハイブリッド型の車両の内部構成を例示する上面図。 本発明の一実施形態による駆動装置の模式的な側面図。 第１実施形態における駆動装置のスケルトン図。 図３におけるシンクロ機構および選択機構のエンジン軸中心における模式断面図。 第２実施形態における駆動装置のスケルトン図。 第３実施形態における駆動装置のスケルトン図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下明細書において、車両Ｃの前後方向をＱと図面に記し、前方側をＦと記す。また車両の車幅方向（左右方向）をＰと図面に記し、車両Ｃの後方から見て右側をＲと記す。また、車両の上下方向をＧと図面に記し、上側をＵと記す。

図１に示すように、本実施形態の駆動装置１（トランスアクスル装置）は、ハイブリッド型の車両Ｃの駆動装置１である。車両Ｃは、エンジン２と、第１モータジェネレータ４（第１回転電機の一例、以下明細書においては第１ＭＧ４、図においてはＭＧ１と記す）と、第２モータジェネレータ６（第２回転電機の一例、以下明細書においては、第２ＭＧ６、図においてはＭＧ２と記す）と、を有する。本実施形態では、車両Ｃは、前輪１０（車輪の一例）と後輪（図示せず）を有する４輪の車両である。駆動装置１は、このうち、前輪１０を駆動する装置である。また、本実施形態の第１ＭＧ４および第２ＭＧ６は、いずれも、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた電動発電機（モータ・ジェネレータ）である。

車両Ｃは、ＥＶモード（第１走行モードの一例）、シリーズモード（第２走行モードの一例）、およびパラレルモード（第３走行モードの一例）の３種類の走行モードを組み合わせて走行する。ＥＶモードは、図示しない電池からの電力によって第２ＭＧ６を駆動する走行モードである。シリーズモードは、エンジン２によって第１ＭＧ４を駆動して発電し、発電した電力を第２ＭＧ６に供給することで、第２ＭＧ６を駆動する走行モードである。パラレルモードは、エンジン２の動力で前輪１０を駆動するとともに、第２ＭＧ６で前輪の駆動を補助する走行モードである。これらの走行モードは、図示しない電子制御装置によって、車両の速度、運転者の要求出力に応じて切替えられる。

図２に示すように、駆動装置１は、ハウジング１ｃ（図３参照）と、エンジン軸１２と、ジェネレータ軸１４と、駆動軸１６と、モータ軸２４と、モータ出力軸２６と、を備える。また、図３に示すように、駆動装置１は、変速機構１８と、デファレンシャル機構２２（差動制限装置、以下デフ２２と記す）と、を備える。変速機構１８は、後述するハイギヤ対２８と、ローギヤ対３０と、を含み、ハイロー切替（高速段、低速段の切替）が可能に構成される。車両Ｃは、パラレルモードでの走行時において、走行状態や要求出力等に応じてハイギヤ対２８とローギヤ対３０とが切り替えられる。

エンジン２は、第１ＭＧ４を駆動するとともに、駆動装置１を介して前輪１０を駆動する。本実施形態では、エンジン２は、ガソリンや軽油を燃料とする内燃機関（ガソリンエンジン，ディーゼルエンジン）である。また、エンジン２は、図１に示すように、駆動装置１のハウジング１ｃの右側面に固定される。図３に示すように、エンジン（ＥＮＧ）２は、クランクシャフト（エンジン２の回転軸）２ａの向きが車両Ｃの車幅方向Ｐに一致するように配置された横置きエンジンである。エンジン２は、図示しない電子制御装置によって運転状態が制御される。

第１ＭＧ４は、ハウジング１ｃ（図３参照）の左側面に固定される。第１ＭＧ４は、エンジン２に駆動されて発電する。また、第１ＭＧ４は、エンジン２を始動させる場合、スタータとして機能する。さらに、第１ＭＧ４は、走行モードの切り替え時および変速時においては、エンジン軸１２の回転を制御する。また、第２ＭＧ６は、第１ＭＧ４よりも後方でハウジング１ｃの左側面に固定され、駆動装置１を介して前輪１０を駆動する。第２ＭＧ６は、車両Ｃが減速する際は、発電を行い回生ブレーキとして機能する。第１ＭＧ４および第２ＭＧ６には、直流電流と交流電流とを変換するインバータがそれぞれ設けられる。第１ＭＧ４および第２ＭＧ６の各回転速度は、インバータを制御することで制御される。なお、各インバータの作動状態は、図示しない電子制御装置で制御される。

第１ＭＧ４は、外形が第１回転軸４ａを中心軸とした円筒状に形成される。また、第２ＭＧ６は、外形が第２回転軸６ａを中心軸とした円筒状に形成される。

図２および図３に示すように、第１ＭＧ４の第１回転軸４ａは、エンジンのクランクシャフト２ａの車両前方かつ略同じ高さに配置される。第２ＭＧ６の第２回転軸６ａは、第１ＭＧ４の第１回転軸４ａおよびクランクシャフト２ａよりも後方かつ上方に配置される。デフ２２は、第１ＭＧ４の第１回転軸４ａ、エンジンのクランクシャフト２ａ、および第２ＭＧ６の第２回転軸６ａよりも後方かつ下方にある。デフ２２は、駆動軸１６と一体で回転するデフギヤ２２ｂを有する。このように各回転軸を前後方向Ｑと上下方向Ｇの異なる位置に配置とすることで、駆動装置１の前後方向Ｑの長さと、車幅方向Ｐの長さと、を抑制できる。

次に、図３および図４を用いて、本実施形態の駆動装置１の詳細について説明する。

図３に示すように、第１ＭＧ４の第１回転軸４ａは、ジェネレータ軸１４に一体回転可能に連結される。クランクシャフト２ａは、エンジン２からの過大入力を防止するトルクリミッタ２ｂを介してエンジン軸１２に一体回転可能に連結される。変速機構１８は、エンジン軸１２に接続される。一方、変速機構１８は、駆動軸１６にも接続される。駆動軸１６は、デフ２２を介して、左右のドライブシャフト２２ａに接続される。左右のドライブシャフト２２ａは、前輪１０に連結される。

ジェネレータ軸１４には、第１ギヤ１４ａが一体回転可能に連結される。第１ギヤ１４ａは、ジェネレータ軸１４の動力をエンジン軸１２に伝達するとともに、エンジン軸１２からの動力を受ける。エンジン軸１２には、第２ギヤ１２ａが一体回転可能に連結される。第２ギヤ１２ａは、エンジン軸１２の動力をジェネレータ軸１４に伝達するとともに、ジェネレータ軸１４からの動力を受ける。第１ギヤ１４ａの歯数は、第２ギヤ１２ａの歯数よりも少ない。これにより、ジェネレータ軸１４の回転数は、エンジン軸１２の回転数よりも速くなる。

第２ＭＧ６の第２回転軸６ａは、モータ軸２４に一体回転可能に連結される。モータ軸２４には、第３ギヤ２４ａが一体回転可能に連結される。モータ出力軸２６は、ドライブシャフト２２ａとモータ軸２４との間に配置される。モータ出力軸２６には、第４ギヤ２６ａが一体回転可能に連結される。また、モータ出力軸２６には、モータ軸２４からの動力伝達を切り離し可能な断接機構２６ｂが設けられる。

断接機構２６ｂは、第１ハブ２６ｃと、第１スリーブ２６ｄと、遊転ギヤ２６ｅと、を含む。第１ハブ２６ｃは、モータ出力軸２６に一体回転可能に連結される。第１スリーブ２６ｄは、第１ハブ２６ｃの外周部に、軸方向にスライド可能に連結されるとともに、第１ハブ２６ｃと一体回転可能に連結される。これにより、第１スリーブ２６ｄは、モータ出力軸２６と一体回転可能に設けられる。第１スリーブ２６ｄは、径方向内側に図示しないスプライン歯が設けられる。遊転ギヤ２６ｅは、モータ出力軸２６に回転可能に支持される。遊転ギヤ２６ｅは、ドグ歯２６ｆと、第３ギヤ２４ａと噛み合う第５ギヤ２６ｇと、を有する。従って、遊転ギヤ２６ｅは、モータ軸２４と連動して回転する。断接機構２６ｂは、図示しないアクチュエータによって第１スリーブ２６ｄを遊転ギヤ２６ｅの方向へスライドさせて、第１スリーブ２６ｄと遊転ギヤ２６ｅのドグ歯２６ｆを一体回転可能に係合させる。これにより、モータ軸２４からモータ出力軸２６への動力の伝達を可能にする。一方、断接機構２６ｂは、第１スリーブ２６ｄを遊転ギヤ２６ｅから離れる方向にスライドさせて、ドグ歯２６ｆから第１スリーブ２６ｄを放すことで、遊転ギヤ２６ｅと第１スリーブ２６ｄとの係合が解除される。これにより、モータ軸２４からモータ出力軸２６への動力の伝達を遮断する。このように、駆動装置１は、断接機構２６ｂによって、モータ軸２４からモータ出力軸２６への動力の伝達を遮断することで、パラレルモードの場合に、第２ＭＧ６が引きずられることを防止できる。

各軸は、互いに平行に配置されるとともに、軸受４０を介してハウジング１ｃに回転可能に支持される。軸受４０は、各軸および各ギヤを保護するとともに、オイルなどの潤滑剤を供給可能に形成されたハウジング１ｃに設けられる。ハウジング１ｃの第１ＭＧ４および第２ＭＧ６に対応する位置には、第１ＭＧ４の第１回転軸４ａおよび第２ＭＧ６の第２回転軸６ａを挿通する挿通孔が設けられる。第１ＭＧ４および第２ＭＧ６は、この挿通孔に第１回転軸４ａおよび第２回転軸６ａを挿通することで、ジェネレータ軸１４およびモータ軸２４と一体回転可能に連結される。

変速機構１８は、それぞれギヤ比の異なる複数のギヤ対と、選択機構３２と、シンクロ機構３４と、カウンタ軸３６と、を含む。本実施形態では、複数のギヤ対は、ハイギヤ対２８（第１ギヤ対の一例）と、ローギヤ対３０（第２ギヤ対の一例）と、を含む。ハイギヤ対２８は、ハイ側入力ギヤ２８ａと、ハイ側入力ギヤ２８ａと噛み合うハイ側出力ギヤ２８ｂと、を有する。ローギヤ対３０も同様に、ロー側入力ギヤ３０ａと、ロー側入力ギヤ３０ａと噛み合うロー側出力ギヤ３０ｂと、を有する。ハイ側入力ギヤ２８ａおよびロー側入力ギヤ３０ａは、エンジン軸１２と相対回転可能な遊転ギヤである。一方、ハイ側出力ギヤ２８ｂおよびロー側出力ギヤ３０ｂは、カウンタ軸３６に一体回転可能に連結される。カウンタ軸３６には、最終出力ギヤ３６ａが一体回転可能に連結される。最終出力ギヤ３６ａは、駆動軸１６と一体回転するデフギヤ２２ｂと噛み合い、ドライブシャフト２２ａを駆動する。

本実施形態では、ハイギヤ対２８は、選択機構３２よりもエンジン２側に設けられ、ローギヤ対３０は、選択機構３２を挟んでハイギヤ対２８と反対側に設けられる。ハイ側入力ギヤ２８ａは、ロー側入力ギヤ３０ａよりも歯数が多い。一方、ハイ側出力ギヤ２８ｂは、ロー側出力ギヤ３０ｂよりも歯数が少ない。すなわち、ハイギヤ対２８は、ローギヤ対３０よりもギヤ比が高い。これにより、ハイギヤ対２８を用いる場合は、ローギヤ対３０を用いる場合よりも、カウンタ軸３６の回転を速くできる。一方、ローギヤ対３０を用いる場合は、エンジン軸１２の回転を減速してカウンタ軸３６に伝えることができる。カウンタ軸３６は、各軸の中で最も下方に配置される（図２参照）。

選択機構３２は、ハイギヤ対２８およびローギヤ対３０のうちいずれか一つに係合し、エンジン軸１２の動力をハイギヤ対２８およびローギヤ対３０のうちいずれか一つを介して駆動軸１６に伝達する。図４に示すように、選択機構３２は、筒状の第２ハブ３２ａと、第２ハブ３２ａの外周面に軸方向移動自在に配置された筒状の第２スリーブ３２ｂと、を有する。本実施形態では、選択機構３２は、ハイ側入力ギヤ２８ａと、ロー側入力ギヤ３０ａの間のエンジン軸１２上に設けられる。これにより、選択機構３２をカウンタ軸３６上に設けるよりも、駆動装置１の上下方向Ｇの下方位置における車幅方向Ｐの長さを抑制できる。このため、第１ＭＧ４の位置を、上下方向Ｇの下方かつ前後方向Ｑの後方に配置できる。この結果、車両Ｃの重心が下がるとともに、駆動装置１の前後方向の長さも抑制できる。

第２ハブ３２ａは、外周面に第１スプライン突起３２ｃを有する。第２ハブ３２ａは、エンジン軸１２に一体回転可能に連結される。

第２スリーブ３２ｂは、第２ハブ３２ａ上をハイギヤ対２８およびローギヤ対３０に向けてエンジン軸１２の軸方向にスライド可能に設けられる。第２スリーブ３２ｂは、内周面に第１スプライン突起３２ｃに係合する第１スプライン歯３２ｄを有する。これにより、第２スリーブ３２ｂは、第２ハブ３２ａと一体回転可能かつ軸方向移動自在に第２ハブ３２ａに支持される。

図４に示すように、シンクロ機構３４は、複数のギヤ対のうち少なくともいずれか一つのギヤ対と選択機構３２との間に配置される。本実施形態では、シンクロ機構３４は、選択機構３２とハイギヤ対２８およびローギヤ対３０の両方の間に配置される。シンクロ機構３４は、一対のシンクロナイザリング３４ａと、一対のシンクロナイザ３４ｂと、を有する。シンクロナイザリング３４ａは、径方向外側に第２スリーブ３２ｂの第１スプライン歯３２ｄに係合する第２スプライン突起３４ｃを有する。第２スリーブ３２ｂがハイギヤ対２８またはローギヤ対３０に向けてスライドすると、第２スリーブ３２ｂと係合し、一対のシンクロナイザリング３４ａは、第２スリーブ３２ｂと一体で回転する。また、シンクロナイザリング３４ａは、第２スリーブ３２ｂと係合すると第２スリーブ３２ｂによってハイギヤ対２８またはローギヤ対３０に向けて押し出される。

シンクロナイザ３４ｂは、ハイギヤ対２８およびローギヤ対３０と一体回転可能に連結され、各ギヤ対と一体で回転する。第２スリーブ３２ｂが押し出されると、シンクロナイザリング３４ａの内周面は、シンクロナイザ３４ｂの外周面と接し、摩擦力によってシンクロナイザ３４ｂを回転させる。さらに第２スリーブ３２ｂの押し付け力を大きくしていくと、
シンクロナイザ３４ｂの間で発生する摩擦力が大きくなる。このため、シンクロナイザリング３４ａの回転とシンクロナイザ３４ｂの回転が同調し、最終的には第２スリーブ３２ｂの回転とハイギヤ対２８またはローギヤ対３０の回転が同調する。第２スリーブ３２ｂの回転とハイギヤ対２８またはローギヤ対３０の回転が同調すると、第２スリーブ３２ｂがハイギヤ対２８またはローギヤ対３０と係合しやすい。このようにして、シンクロ機構３４は、エンジン軸１２と同調する選択機構３２の回転と、ハイギヤ対２８およびローギヤ対３０の回転を同調させる。

このように構成された駆動装置１では、以下のように作動する。

（ＥＶモードおよびシリーズモード）
駆動装置１は、シリーズモードおよびＥＶモードでは、図示しないアクチュエータによって第２スリーブ３２ｂがハイギヤ対２８およびローギヤ対３０のいずれにも係合しないニュートラル状態に支持される。すなわち、エンジン２から駆動軸１６への動力伝達が遮断される。より具体的には、ＥＶモードでは、エンジン軸１２は回転せず、ハイギヤ対２８およびローギヤ対３０は、エンジン軸１２上を空転する。一方、シリーズモードでは、エンジン軸１２はエンジン２によって駆動され、ハイギヤ対２８とローギヤ対３０は、エンジン軸１２と異なる回転数で回転する。

このような状態で、ＥＶモードでは、断接機構２６ｂによって、モータ軸２４とモータ出力軸２６が接続され、第２ＭＧ６の動力が駆動軸１６に伝達される。また、シリーズモードでは、エンジン２の動力が第１ＭＧ４に伝達され、第１ＭＧ４がエンジン２に駆動されて発電する。第１ＭＧ４が発電した電力は、第２ＭＧ６に供給され、第２ＭＧ６の動力が駆動軸１６に伝達される。

（ＥＶモードまたはシリーズモードからパラレルモードへの切り替え）
次に駆動装置１が、選択機構３２によってＥＶモードまたはシリーズモードからパラレルモードに切り替える例を説明する。車両Ｃは、図示しない電子制御装置によってＥＶモードからパラレルモードに切り替え指示があった場合、第１ＭＧ４によってエンジン２を起動させるとともに、エンジン軸１２の回転を上昇させる。また、シリーズモードからパラレルモードに切り替え指示があった場合、第１ＭＧ４によってエンジン軸１２の回転を上昇または下降させる。エンジン軸１２の回転が駆動軸１６の回転に近づくと、駆動装置１は、図示しないアクチュエータによって、第２スリーブ３２ｂをローギヤ対３０に向けてスライドさせる。第２スリーブ３２ｂがローギヤ対３０に向けてスライドすると、シンクロナイザ３４ｂは、シンクロナイザリング３４ａを回転させ、ローギヤ対３０とエンジン軸１２の回転を同調させる。第２スリーブ３２ｂがローギヤ対３０に向けてさらにスライドすると、ローギヤ対３０と第２スリーブ３２ｂが係合し、ローギヤ対３０がエンジン軸１２と一体回転する。なお、車両Ｃの速度が高い場合は、駆動装置１は、第２スリーブ３２ｂをハイギヤ対２８に係合してもよい。

このとき、シンクロ機構３４は、第２スリーブ３２ｂがスライドするにつれて、駆動軸１６と繋がるローギヤ対３０からエンジン軸１２に徐々に動力を伝達する。これにより、エンジン軸１２の回転は、第１ＭＧ４に制御されなくとも、ローギヤ対３０と回転が同調する。このため、駆動装置１は、エンジン軸１２の回転が駆動軸１６の回転に近づいた段階で、第２スリーブ３２ｂをスライドさせればよい。この結果、第１ＭＧ４は、エンジン軸１２の回転と、駆動軸１６の回転を完全に同調させるまで、エンジン軸１２を駆動する必要がない。

さらに、ＥＶモードまたはシリーズからパラレルモードに切り替える際の第１ＭＧ４の動力は、車両Ｃの駆動に使用されない。このため、シンクロ機構３４によって第１ＭＧ４の駆動時間を減らすことで、車両Ｃのエネルギ効率の低下を抑制できる。

（パラレルモードにおけるローギヤからハイギヤへの切り替え）
次に駆動装置１が、パラレルモードにおいて選択機構３２によってローギヤ対３０から、ギヤ比の高いハイギヤ対２８に切り替える変速（以下アップシフトと記す）の例を説明する。駆動装置１は、図示しないアクチュエータによってローギヤ対３０からハイギヤ対２８に向けて、第２スリーブ３２ｂをスライドさせる。このとき、第１ＭＧ４は、図示しない電子制御装置によって、ハイギヤ対２８の回転に合わせてエンジン軸１２の回転を低下させる。エンジン軸１２の回転がハイギヤ対２８の回転に近づくと、駆動装置１は、図示しないアクチュエータによって、第２スリーブ３２ｂをハイギヤ対２８に向けてスライドさせる。

第２スリーブ３２ｂがハイギヤ対２８側にスライドすると、シンクロナイザ３４ｂがシンクロナイザリング３４ａの回転を低下させ、第２スリーブ３２ｂの回転が低下する。第２スリーブ３２ｂがさらにスライドすると、第２スリーブ３２ｂの回転はハイギヤ対２８の回転と同調し、ハイギヤ対２８とエンジン軸１２の回転も同調する。第２スリーブ３２ｂがハイギヤ対２８側にさらにスライドすると、ハイギヤ対２８と第２スリーブ３２ｂが係合し、ハイギヤ対２８がエンジン軸１２と一体回転する。このように、駆動装置１は、シンクロ機構３４を用いて、ローギヤからハイギヤに切り替えるアップシフトを行う。すなわち、ハイギヤ対２８からの動力を、シンクロ機構３４を介してエンジン軸１２とともに回転が低下中の第２スリーブ３２ｂに伝達する。これにより、ハイギヤ対２８と第２スリーブ３２ｂが係合する前に互いの回転を同調させることができる。この結果、変速を円滑に行えるとともに、第１ＭＧ４によってエンジン軸１２をハイギヤ対２８の回転を完全同調させる必要がない。このため、第１ＭＧ４の駆動時間を減らすことができる。

（パラレルモードにおけるハイギヤからローギヤへの切り替え）
次に、駆動装置１が、パラレルモードにおいて選択機構３２によってハイギヤ対２８から、ギヤ比の低いローギヤ対３０に、切り替える変速（以下ダウンシフトと記す）の例を説明する。第１ＭＧ４は、ローギヤ対３０に合わせて回転を上昇させるとともに、エンジン軸１２の回転も上昇する。エンジン軸１２の回転がローギヤ対３０の回転に近づくと、駆動装置１は、図示しないアクチュエータによって、第２スリーブ３２ｂをローギヤ対３０に向けてスライドさせる。これにより、第２スリーブ３２ｂの回転が上昇する。第２スリーブ３２ｂを、ローギヤ対３０に向けてスライドさせると、シンクロナイザリング３４ａが、シンクロナイザ３４ｂを回転させ、ローギヤ対３０とエンジン軸１２との回転を同調させる。第２スリーブ３２ｂを、ローギヤ対３０に向けてさらにスライドさせると、ローギヤ対３０と第２スリーブ３２ｂが係合し、ローギヤ対３０がエンジン軸１２と一体回転する。この結果、変速を円滑に行えるとともに、第１ＭＧ４によってエンジン軸１２の回転をローギヤ対３０の回転に完全同調させる必要がない。これにより、第１ＭＧ４の駆動時間を減らすことができる。

さらに、選択機構３２がハイギヤ対２８と、ローギヤ対３０と、の間に設けられるので、アップシフト、またはダウンシフトのいずれであっても第２スリーブ３２ｂのスライド量が小さい。これにより、変速時間が短い。この結果、第１ＭＧ４の駆動時間を減らすことができる。

次に、駆動装置１の第２実施形態および第３実施形態について、図５および図６を用いて説明する。なお、上述した第１実施形態と同じ構成については、第１実施形態の符号を付し、重複する説明は省略する。また、図５および図６の第２実施形態および第３実施形態における説明において、前輪１０とドライブシャフト２２ａについては、第１実施形態と同様であり、図示および説明を省略する。

＜第２実施形態＞
図５に示すように、第２実施形態における駆動装置２０１は、変速機構２１８の選択機構２３２が、ハイギヤ対２２８と係合する第２スリーブ２３２ａと、ローギヤ対２３０に係合する第３スリーブ２３２ｂと、を含む点で第１実施形態と異なる。

第２スリーブ２３２ａは、ハブ２３２ｃ上をハイギヤ対２２８に向けてエンジン軸１２の軸方向にスライド可能に設けられる。また、第２スリーブ２３２ａは、エンジン軸１２をハブ２３２ｃとともに一体回転可能に設けられる。ハイ側入力ギヤ２２８ａは、エンジン軸１２に相対回転可能に設けられる。ハイ側出力ギヤ２２８ｂは、カウンタ軸３６と一体回転可能に連結される。ハイギヤ対２２８用のシンクロ機構３４は、第２スリーブ２３２ａと、ハイ側入力ギヤ２２８ａと、の間に設けられる。

第３スリーブ２３２ｂは、ハブ２３２ｃ上をハイギヤ対２２８に向けてカウンタ軸３６の軸方向にスライド可能に設けられる。また、第３スリーブ２３２ｂは、カウンタ軸３６をハブ２３２ｃとともに一体回転可能に設けられる。ロー側入力ギヤ２３０ａは、エンジン軸１２に一体回転可能に連結される。ロー側出力ギヤ２３０ｂは、カウンタ軸３６と相対回転可能に連結される。ローギヤ対２３０用のシンクロ機構３４は、第３スリーブ２３２ｂと、ロー側出力ギヤ２３０ｂと、の間に設けられる。

このような構成の駆動装置２０１は、図示しないアクチュエータによって、第２スリーブ２３２ａをハイギヤ対２２８に向けてスライドすると、シンクロ機構３４を介して第２スリーブ２３２ａとハイ側入力ギヤ２２８ａとを係合する。一方、駆動装置２０１は、図示しないアクチュエータによって、第３スリーブ２３２ｂをローギヤ対２３０に向けてスライドすると、シンクロ機構３４を介して第３スリーブ２３２ｂとロー側出力ギヤ２３０ｂを係合する。

＜第３実施形態＞
図６に示すように、第３実施形態における駆動装置３０１は、変速機構３１８のハイギヤ対２２８用のシンクロ機構３４のみが設けられ、ローギヤ対２３０の回転を検知する回転センサ４２が設けられる点で、第２実施形態の駆動装置２０１と異なる。

このような構成の駆動装置３０１は、パラレルモードにおいてハイギヤからローギヤに切り替える際に、第１ＭＧ４は、図示しない電子制御装置によって、ローギヤ対２３０に合わせてエンジン軸１２の回転を上昇させる。このとき、回転センサ４２によって、ロー側入力ギヤ２３０ａの回転を検知し、カウンタ軸３６の回転と同調しているか否かを図示しない電子制御装置によって判断する。駆動装置３０１は、ロー側入力ギヤ２３０ａの回転と、カウンタ軸３６の回転が完全同調した際に、図示しないアクチュエータによってローギヤ対２３０に向けて、第３スリーブ２３２ｂをスライドさせ、ロー側出力ギヤ２３０ｂと第３スリーブ２３２ｂを係合する。

以上説明した通り、本発明によれば、ハイブリッド型の車両Ｃの駆動装置１、２０１、３０１において、走行モードの切り替え、および変速において車両Ｃのエネルギ効率の低下を抑制できる駆動装置を提供できる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

（ａ）上記第１実施形態から第５実施形態では、第２ＭＧ６が駆動軸１６を介して前輪１０を駆動する車両Ｃを例に用いて説明したが、第２ＭＧ６が後輪を駆動する車両であってもよい。この場合、パラレルモードにおいては、エンジン２が駆動軸１６を介して前輪１０を駆動する一方、第２ＭＧ６は、後輪を駆動してもよい。また、シリーズモードにおいては、エンジン２によって第１ＭＧ４を駆動して発電し、発電した電力によって第２ＭＧ６によって後輪を駆動してもよい。ＥＶモードにおいては、第２ＭＧ６が後輪を駆動してもよい。さらに、第２ＭＧ６が前輪１０を駆動し、エンジン２が後輪を駆動する車両であってもよい。

１ ２０１ ３０１：駆動装置，２：エンジン，４：第１ＭＧ（第１回転電機）
６：第２ＭＧ（第２回転電機），１２：エンジン軸，１４：ジェネレータ軸
１６：駆動軸，１８ ２１８ ３１８：変速機構
２８ ２２８：ハイギヤ対，３０ ２３０：ローギヤ対
３０ ２３０，３２ ２３２：選択機構
３４：シンクロ機構，
３２ａ ２３２ａ：第２スリーブ，２３２ｂ：第３スリーブ，Ｃ：車両

Claims (4)

1. エンジンと、第１回転電機と、を有するハイブリッド型の車両の駆動装置であって、
   前記駆動装置は、
   前記エンジンからの動力を伝達するエンジン軸と、
   前記エンジン軸からの動力を前記第１回転電機に伝達するとともに、前記第１回転電機の動力を前記エンジン軸に伝達するジェネレータ軸と、
   前記車両の車輪を駆動する駆動軸と、
   前記エンジン軸の回転を変速して前記駆動軸に伝達する変速機構と、
   を備え、
   前記変速機構は、
   それぞれ異なるギヤ比で構成される複数のギヤ対と、
   前記複数のギヤ対のうちいずれか一つに係合し、前記複数のギヤ対のうちいずれか一つを介して、前記エンジン軸の動力を前記駆動軸に伝達する選択機構と、
   前記選択機構と前記複数のギヤ対のうち少なくともいずれか一つのギヤ対の間に配置され、前記ギヤ対と前記選択機構とを同調させるシンクロ機構と、
   を含む、
   駆動装置。
2. 前記変速機構は、
   第１ギヤ対と、
   前記第１ギヤ対よりもギヤ比が低い第２ギヤ対と、
   を含み、
   前記選択機構は、前記エンジン軸上の前記第１ギヤ対と前記第２ギヤ対との間に設けられ、前記第１ギヤ対と前記第２ギヤ対とのいずれか一方に前記エンジン軸の出力を伝達し、
   前記シンクロ機構は、前記選択機構と前記第１ギヤ対との間、および前記選択機構と前記第２ギヤ対との間に設けられる、
   請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記車両は、
   電池と、
   前記駆動軸を駆動する第２回転電機と、
   前記電池からの電力で前記第２回転電機を駆動する第１走行モードと、
   前記エンジンによって前記第１回転電機を駆動して発電し、前記発電した電力を前記第２回転電機に供給することで前記第２回転電機を駆動する第２走行モードと、
   前記エンジンの動力で前記車輪を駆動するとともに、前記第２回転電機で前記車輪の駆動を補助する第３走行モードと、
   有し、
   前記変速機構は、前記第１走行モードまたは前記第２走行モードの場合、前記選択機構が前記複数のギヤ対のいずれか一つのギヤ対に前記シンクロ機構を介して係合することで前記第３走行モードに切り替える、
   請求項２に記載の駆動装置。
4. 前記変速機構は、前記第３走行モードの場合、前記選択機構が前記第１ギヤ対および前記第２ギヤ対のうちいずれか一方に係合している状態から、前記第１ギヤ対および前記第２ギヤ対のうち他方に前記シンクロ機構を介して係合することで変速する、
   請求項３に記載の駆動装置。

Images