JP5949364B2

JP5949364B2 - 動力伝達装置

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Publication number: JP5949364B2
Application number: JP2012201360A
Authority: JP
Inventors: 和寿西中村; 弘岡田; 齋藤　友宏; 齋藤　　友宏
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2032-09-13
Also published as: JP2014054937A

Description

本発明は、複数の動力源の動力を伝達する動力伝達装置に関する。

従来、エンジンおよびモータの動力を車両の車軸に伝達する動力伝達装置が知られている。例えば特許文献１に記載された動力伝達装置では、エンジンの動力が入力されるエンジン入力軸、および、モータの動力が入力されるモータ入力軸に対し平行となるよう出力軸が設けられ、当該出力軸に入力された動力が車軸に伝達されるようになっている。
特許文献１の動力伝達装置では、エンジン入力軸とモータ入力軸との間の動力の伝達は、入力側クラッチにより許容または遮断される。また、エンジン入力軸から出力軸への動力の伝達は、出力軸上に設けられた第１出力側クラッチにより許容または遮断される。さらに、モータ入力軸から出力軸への動力の伝達は、出力軸上に設けられた第２出力側クラッチにより許容または遮断される。

特開２０１２−３０７７５号公報

上述のように、特許文献１の動力伝達装置は、出力軸上に２つの出力側クラッチを配置する構成である。すなわち、２つの出力側クラッチは、エンジンの中心、例えばクランクシャフトに対し、ずれた位置に配置されている。よって、出力側クラッチ近傍にデッドボリュームが形成されるとともに動力伝達装置全体の体格が大きくなるおそれがある。したがって、動力伝達装置の車両への搭載性が低下するおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両への搭載が容易な小型の動力伝達装置を提供することにある。

本発明は、エンジンおよび第１モータの動力を車両の車軸に伝達する動力伝達装置であって、エンジン入力軸とモータ入力軸と出力軸と第１ドライブギアと第２ドライブギアと第１ドリブンギアと第２ドリブンギアと入力側クラッチと第１出力側クラッチとを備えている。エンジン入力軸は、一端がエンジンに接続され、エンジンの動力が入力される。モータ入力軸は、一端が第１モータに接続され、第１モータの動力が入力され、他端がエンジン入力軸の他端に対向するようエンジン入力軸と同軸に設けられる。出力軸は、エンジン入力軸およびモータ入力軸に対し平行に設けられ、入力された動力を車軸に出力する。第１ドライブギアは、エンジン入力軸に対し同軸かつ相対回転可能となるようエンジン入力軸の径方向外側に設けられる。第２ドライブギアは、モータ入力軸に対し同軸となるようモータ入力軸の径方向外側に設けられる。第１ドリブンギアは、第１ドライブギアに噛み合うとともに出力軸に対し同軸となるよう出力軸の径方向外側に設けられる。第２ドリブンギアは、第２ドライブギアに噛み合うとともに出力軸に対し同軸となるよう出力軸の径方向外側に設けられる。入力側クラッチは、エンジン入力軸の他端とモータ入力軸の他端との間に設けられ、エンジン入力軸とモータ入力軸との接続を許容または解除することで、エンジン入力軸とモータ入力軸との間の動力の伝達を許容または遮断可能である。第１出力側クラッチは、エンジン入力軸に対し同軸となるようエンジン入力軸の径方向外側に設けられ、エンジン入力軸と第１ドライブギアとの接続を許容または解除することで、エンジン入力軸から出力軸への動力の伝達を許容または遮断可能である。

本発明では、上述の従来の動力伝達装置で出力軸に配置されていた第１出力側クラッチを、エンジンに接続するエンジン入力軸に対し同軸となるよう設ける構成である。この構成により、第１出力側クラッチを、エンジン近傍、すなわち、例えば従来車両のクラッチまたはトルクコンバータの搭載位置に配置できる。そのため、第１出力側クラッチをエンジン幅内に効率的に配置でき、動力伝達装置の体格を小さくすることができる。したがって、動力伝達装置の車両への搭載性を向上させることができる。よって、動力伝達装置を車両に容易に搭載することができる。

本発明の第１実施形態による動力伝達装置を示す模式図。本発明の第２実施形態による動力伝達装置を示す模式図。本発明の第３実施形態による動力伝達装置を示す模式図。本発明の第４実施形態による動力伝達装置を示す模式図。本発明の第５実施形態による動力伝達装置を示す模式図。本発明の第６実施形態による動力伝達装置を示す模式図。

以下、本発明の複数の実施形態による動力伝達装置を図に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による動力伝達装置を図１に示す。

動力伝達装置１は、車両１００に搭載され、エンジン１０および第１モータ１１の動力を車両１００の車軸１４に伝達するのに用いられる。エンジン１０は、本実施形態では、ガソリンを燃料として駆動するガソリンエンジンである。第１モータ１１は、車両１００に搭載された車両駆動用バッテリ１０１の電力により回転する電気モータであり、モータ軸にトルクが入力されることにより発電し車両駆動用バッテリ１０１に充電可能なジェネレータとしても機能する。ここで、車両１００は所謂ハイブリッド車両である。

動力伝達装置１は、エンジン入力軸２１、モータ入力軸２２、出力軸２３、第１ドライブギア３１、第２ドライブギア３２、第１ドリブンギア３３、第２ドリブンギア３４、入力側クラッチ４０、第１出力側クラッチ５０および第１筒軸２５等を備えている。
エンジン入力軸２１は、例えば金属により棒状に形成され、一端がエンジン１０のクランクシャフトに接続される。これにより、エンジン１０の動力は、エンジン入力軸２１に入力される。

モータ入力軸２２は、例えば金属により棒状に形成され、一端が第１モータ１１のモータ軸に接続される。これにより、第１モータ１１の動力は、モータ入力軸２２に入力される。モータ入力軸２２は、他端がエンジン入力軸２１の他端に対向するようエンジン入力軸２１と同軸に設けられる。すなわち、エンジン１０および第１モータ１１は、エンジン入力軸２１およびモータ入力軸２２の軸線上に位置するよう車両１００に設けられる。

出力軸２３は、例えば金属により棒状に形成され、後述する第１ドリブンギア３３、最終ギア３５および軸部材２４を経由してディファレンシャルギア１３に接続される。車軸１４は、ディファレンシャルギア１３に設けられている。車軸１４の両端には、駆動輪１５が設けられている。この構成により、出力軸２３に入力された動力は、ディファレンシャルギア１３を経由して車軸１４に出力され、駆動輪１５に伝達される。これにより、車両１００が走行する。ここで、出力軸２３は、エンジン入力軸２１およびモータ入力軸２２に対し平行に設けられる。

第１ドライブギア３１は、例えば金属により円環状に形成されている。第１ドライブギア３１は、エンジン入力軸２１に対し同軸かつ相対回転可能となるようエンジン入力軸２１の径方向外側に設けられている。第１ドライブギア３１は、外歯を有している。

第２ドライブギア３２は、例えば金属により円板状に形成されている。第２ドライブギア３２は、モータ入力軸２２に対し同軸かつ相対回転不能にモータ入力軸２２に設けられている。これにより、第２ドライブギア３２は、モータ入力軸２２とともに回転する。第２ドライブギア３２は、外歯を有している。なお、本実施形態では、第２ドライブギア３２は、第１ドライブギア３１より外径が小さく形成されている。つまり、本実施形態では、第１ドライブギア３１がハイギアとして用いられ、第２ドライブギア３２がローギアとして用いられる。

第１ドリブンギア３３は、例えば金属により円板状に形成されている。第１ドリブンギア３３は、出力軸２３に対し同軸かつ相対回転不能に出力軸２３の一端の径方向外側に設けられている。これにより、第１ドリブンギア３３は、出力軸２３とともに回転する。第１ドリブンギア３３は、外歯を有し、第１ドライブギア３１の外歯に噛み合うよう設けられている。これにより、第１ドリブンギア３３は、第１ドライブギア３１とは反対方向に回転する。ここで、第１ドライブギア３１と第１ドリブンギア３３とは、ハイギア機構を構成している。

第２ドリブンギア３４は、例えば金属により円板状に形成されている。第２ドリブンギア３４は、出力軸２３に対し同軸かつ相対回転不能に出力軸２３の他端の径方向外側に設けられている。これにより、第２ドリブンギア３４は、出力軸２３とともに回転する。第２ドリブンギア３４は、外歯を有し、第２ドライブギア３２の外歯に噛み合うよう設けられている。これにより、第２ドリブンギア３４は、第２ドライブギア３２とは反対方向に回転する。ここで、第２ドライブギア３２と第２ドリブンギア３４とは、ローギア機構を構成している。当該ローギア機構の減速比は、上述のハイギア機構の減速比よりも大きい。

入力側クラッチ４０は、エンジン入力軸２１の他端とモータ入力軸２２の他端との間に設けられている。入力側クラッチ４０は、例えば単層湿式クラッチであり、係合部４１および被係合部４２を有している。係合部４１は、エンジン入力軸２１の他端に設けられている。被係合部４２は、モータ入力軸２２の他端に設けられている。係合部４１は、被係合部４２に摩擦係合することにより、エンジン入力軸２１とモータ入力軸２２とを接続可能である。エンジン入力軸２１とモータ入力軸２２とが接続されると、エンジン入力軸２１とモータ入力軸２２との間で動力が伝達される。係合部４１と被係合部４２との摩擦係合が解除されると、エンジン入力軸２１とモータ入力軸２２との接続が解除され、エンジン入力軸２１とモータ入力軸２２との間の動力の伝達が遮断される。すなわち、入力側クラッチ４０は、エンジン入力軸２１とモータ入力軸２２との接続を許容または解除することで、エンジン入力軸２１とモータ入力軸２２との間の動力の伝達を許容または遮断可能である。

第１出力側クラッチ５０は、エンジン入力軸２１に対し同軸となるようエンジン入力軸２１の径方向外側に設けられている。第１出力側クラッチ５０は、例えば単層湿式クラッチであり、クラッチハウジング５１、係合部５２および被係合部５３を有している。クラッチハウジング５１は、例えば金属により有底円筒状に形成され、一方の底部中央がエンジン入力軸２１に固定され、エンジン入力軸２１に対し同軸かつ相対回転不能となるようエンジン入力軸２１に設けられている。よって、クラッチハウジング５１は、慣性マス（フライホイール）として働くことで、エンジン１０の回転を安定させることができる。係合部５２は、クラッチハウジング５１の他方の底部の内壁側に設けられている。被係合部５３は、円環状に形成され、クラッチハウジング５１に収容されるようにしてエンジン入力軸２１の径方向外側に設けられている。

第１筒軸２５は、例えば金属により円筒状に形成され、エンジン入力軸２１に対し同軸かつ相対回転可能となるようエンジン入力軸２１の径方向外側に設けられている。第１筒軸２５は、一端がクラッチハウジング５１の他方の底部に形成された穴部を経由して第１出力側クラッチ５０の被係合部５３に接続され、他端が第１ドライブギア３１の内縁部に接続されている。これにより、第１筒軸２５は、被係合部５３および第１ドライブギア３１とともに、エンジン入力軸２１に対し相対回転可能である。

この構成により、係合部５２は、被係合部５３に摩擦係合することによって、エンジン入力軸２１と第１ドライブギア３１とを接続可能である。エンジン入力軸２１と第１ドライブギア３１とが接続されると、エンジン入力軸２１から出力軸２３へ動力が伝達される。係合部５２と被係合部５３との摩擦係合が解除されると、エンジン入力軸２１と第１ドライブギア３１との接続が解除され、エンジン入力軸２１から出力軸２３への動力の伝達が遮断される。すなわち、第１出力側クラッチ５０は、エンジン入力軸２１と第１ドライブギア３１との接続を許容または解除することで、エンジン入力軸２１から出力軸２３への動力の伝達を許容または遮断可能である。

上記構成により、係合部５２が被係合部５３に係合したとき、すなわち、第１出力側クラッチ５０が接続状態となったとき、エンジン１０の動力は、エンジン入力軸２１、第１出力側クラッチ５０、第１筒軸２５、ハイギアとしての第１ドライブギア３１、第１ドリブンギア３３、最終ギア３５および軸部材２４を経由してディファレンシャルギア１３に伝達される。
また、第１モータ１１の動力は、モータ入力軸２２、ローギアとしての第２ドライブギア３２、第２ドリブンギア３４、出力軸２３、第１ドリブンギア３３、最終ギア３５および軸部材２４を経由してディファレンシャルギア１３に伝達される。

また、係合部４１が被係合部４２に係合したとき、すなわち、入力側クラッチ４０が接続状態となったとき、エンジン１０の動力は、エンジン入力軸２１、入力側クラッチ４０、モータ入力軸２２、ローギアとしての第２ドライブギア３２、第２ドリブンギア３４、出力軸２３、第１ドリブンギア３３、最終ギア３５および軸部材２４を経由してディファレンシャルギア１３に伝達される。なお、このとき、第１モータ１１の動力がモータ入力軸２２に入力された場合、エンジン１０の動力と第１モータ１１の動力とがディファレンシャルギア１３に伝達される。
このように、エンジン１０および第１モータ１１の動力は、ハイギア機構としての第１ドライブギア３１および第１ドリブンギア３３、または、ローギア機構としての第２ドライブギア３２および第２ドリブンギア３４、ならびに、出力軸２３を経由してディファレンシャルギア１３に伝達される。

本実施形態では、車両１００に電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）９０が設けられている。
ＥＣＵ９０は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭおよびＲＡＭ、ならびに、入出力手段等を有する小型のコンピュータである。ＥＣＵ９０は、車両の各部に取り付けられた各種センサからの信号等に基づき、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い処理を行い、車両の各種装置の駆動を制御することで車両を統合的に制御する。

ＥＣＵ９０は、各種センサからの信号等に基づき、第１モータ１１の駆動、非駆動、および、入力側クラッチ４０、第１出力側クラッチ５０の接続、切断を制御することにより、エンジン１０および第１モータ１１が発生する動力の伝達経路および減速比を制御する。
より具体的には、ＥＣＵ９０には、車両１００の車速に対応する車速信号、アクセル開度に対応するアクセル開度信号、車両駆動用バッテリ１０１の充電率に対応するＳＯＣ（State of charge）信号等が入力される。車速信号としては、例えば車輪近傍に設けられた車速センサから出力される信号を用いる。アクセル開度信号としては、例えばアクセル開度センサから出力される信号を用いる。ＳＯＣ信号としては、車両駆動用バッテリ１０１の充電率を検出して出力するバッテリ監視装置等から出力される信号を用いる。

ＥＣＵ９０は、上述の信号に基づき、入力側クラッチ４０および第１出力側クラッチ５０の接続、切断（接続の解除）を制御する。具体的には、ＥＣＵ９０は、入力側クラッチ４０および第１出力側クラッチ５０それぞれの接続、切断を実現するよう設けられるアクチュエータ（例えばクラッチの断続のための油圧を発生するアクチュエータ等）の作動を制御することにより、入力側クラッチ４０および第１出力側クラッチ５０の接続、切断を制御する。
ＥＣＵ９０による入力側クラッチ４０および第１出力側クラッチ５０の制御によって、エンジン１０の発生する動力は、ハイギア機構を経由して駆動輪１５に伝達されることも、ローギア機構を経由して駆動輪１５に伝達されることも可能である。一方、第１モータ１１の発生する動力は、ローギア機構としての第２ドライブギア３２および第２ドリブンギア３４を経由して駆動輪１５に伝達される。

動力伝達装置１は、例えば下記の「モータＬモード」、「エンジンＬモード」、「エンジンＨモード」、「発電モード」で作動する。
（モータＬモード）
モータＬモードでは、第１モータ１１の動力がローギア機構を経由して駆動輪１５に伝達される。このモードでは、入力側クラッチ４０および第１出力側クラッチ５０は、切断（接続が解除）されている。

（エンジンＬモード）
エンジンＬモードでは、エンジン１０の動力がローギア機構を経由して駆動輪１５に伝達される。このモードでは、入力側クラッチ４０が接続され、第１出力側クラッチ５０は切断される。

（エンジンＨモード）
エンジンＨモードでは、エンジン１０の動力がハイギア機構を経由して駆動輪１５に伝達される。このモードでは、第１出力側クラッチ５０が接続され、入力側クラッチ４０は切断される。

（発電モード）
発電モードでは、エンジン１０の動力が、入力側クラッチ４０または第１出力側クラッチ５０の少なくとも一方を経由して第１モータ１１に伝達される。このモードでは、入力側クラッチ４０または第１出力側クラッチ５０の少なくとも一方が接続される。このモードでは、エンジン１０の動力を用いて第１モータ１１により発電し、車両駆動用バッテリ１０１に充電を行うことができる。このモードでは出力軸２３が回転するため、このモードは、車両１００の走行時に実現可能である。

上述した第１モータ１１の駆動モード（モータＬモード）とエンジン１０の駆動モード（エンジンＬモード、エンジンＨモード）とは、組み合わせ可能である。
具体的には、第１モータ１１とエンジン１０とが共にローギア機構を使用する場合は、モータＬモードとエンジンＬモードとを組み合わせ、入力側クラッチ４０を接続し、第１出力側クラッチ５０を切断すればよい。

また、第１モータ１１がローギア機構を使用し、エンジン１０がハイギア機構を使用する場合は、モータＬモードとエンジンＨモードとを組み合わせ、第１出力側クラッチ５０を接続し、入力側クラッチ４０を切断すればよい。この場合、第１モータ１１とエンジン１０とで同時に異なる減速比を実現できる。また、出力軸２３の回転数は同一のため、エンジン１０の回転数より第１モータ１１の回転数を大きくでき、それぞれの動力源において効率の高い動作点を選択することができる。
なお、ＥＣＵ９０は、駆動輪１５から出力軸２３を経由して伝達されるトルクにより第１モータ１１を回転させることで発電を行う、所謂回生ブレーキ制御を行うことができる。

ＥＣＵ９０は、上述したような入力側クラッチ４０および第１出力側クラッチ５０の接続、切断の組み合わせに加え、第１モータ１１の駆動、非駆動を制御することで、車両１００の状態に適した走行を実現する。
したがって、上述したような入力側クラッチ４０および第１出力側クラッチ５０の接続、切断の組み合わせと、第１モータ１１による駆動、非駆動とを組み合わせることで、第１モータ１１の作動モードとしては、出力軸２３に動力を伝達しない非駆動モードおよびモータＬモードがあり、エンジン１０の作動モードとしては、出力軸２３に動力を伝達しない非駆動モード、エンジンＬモードおよびエンジンＨモードがある。これら第１モータ１１およびエンジン１０の作動モードは、一部の組み合わせを除き、任意に組み合わせ可能である。

以上説明したように、本実施形態では、上述の従来の動力伝達装置で出力軸に配置されていた第１出力側クラッチを、エンジン１０に接続するエンジン入力軸２１に対し同軸となるよう設ける構成である。この構成により、第１出力側クラッチ５０を、エンジン１０近傍、すなわち、例えば従来車両のクラッチまたはトルクコンバータの搭載位置に配置できる。そのため、第１出力側クラッチ５０をエンジン幅内に効率的に配置でき、動力伝達装置１の体格を小さくすることができる。したがって、動力伝達装置１の車両への搭載性を向上させることができる。

また、本実施形態では、エンジン入力軸２１に対し同軸かつ相対回転可能となるようエンジン入力軸２１の径方向外側に設けられ、一端が第１出力側クラッチ５０に接続され、他端が第１ドライブギア３１に接続される第１筒軸２５を備えている。これにより、第１出力側クラッチ５０を、エンジン入力軸２１に対し同軸に設けることが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による動力伝達装置を図２に示す。
第２実施形態では、車両１００に第２モータ１２が設けられている。第２モータ１２は、第１モータ１１と同様、車両駆動用バッテリ１０１の電力により回転する電気モータであり、モータ軸にトルクが入力されることにより発電し車両駆動用バッテリ１０１に充電可能なジェネレータとしても機能する。第２モータ１２は、出力軸２３の第１ドリブンギア３３とは反対側の端部に接続される。これにより、第２モータ１２の動力は、出力軸２３に入力される。

本実施形態では、第２ドライブギア３２は、円環状に形成されている。第２ドライブギア３２は、モータ入力軸２２に対し同軸かつ相対回転可能となるようモータ入力軸２２の径方向外側に設けられている。
本実施形態では、動力伝達装置は、第２出力側クラッチ６０および第２筒軸２６をさらに備えている。第２出力側クラッチ６０は、モータ入力軸２２に対し同軸となるようモータ入力軸２２の径方向外側に設けられている。第２出力側クラッチ６０は、例えば単層湿式クラッチであり、クラッチハウジング６１、係合部６２および被係合部６３を有している。クラッチハウジング６１は、例えば金属により有底円筒状に形成され、両方の底部中央に形成された穴部にモータ入力軸２２が挿通された状態でモータ入力軸２２に対し同軸かつ相対回転可能に設けられている。係合部６２は、クラッチハウジング６１の第１モータ１１側の底部の内壁側に設けられている。被係合部６３は、円板状に形成され、クラッチハウジング６１に収容され、中央がモータ入力軸２２に固定され、モータ入力軸２２に対し同軸かつ相対回転不能となるようモータ入力軸２２に設けられている。

第２筒軸２６は、例えば金属により円筒状に形成され、モータ入力軸２２に対し同軸かつ相対回転可能となるようモータ入力軸２２の径方向外側に設けられている。第２筒軸２６は、一端が第２出力側クラッチ６０のクラッチハウジング６１のエンジン１０側の底部中央に接続され、他端が第２ドライブギア３２の内縁部に接続されている。これにより、第２筒軸２６は、クラッチハウジング６１および第２ドライブギア３２とともに、モータ入力軸２２に対し相対回転可能である。

この構成により、係合部６２は、被係合部６３に摩擦係合することによって、モータ入力軸２２と第２ドライブギア３２とを接続可能である。モータ入力軸２２と第２ドライブギア３２とが接続されると、モータ入力軸２２から出力軸２３へ動力が伝達される。係合部６２と被係合部６３との摩擦係合が解除されると、モータ入力軸２２と第２ドライブギア３２との接続が解除され、モータ入力軸２２から出力軸２３への動力の伝達が遮断される。すなわち、第２出力側クラッチ６０は、モータ入力軸２２と第２ドライブギア３２との接続を許容または解除することで、モータ入力軸２２から出力軸２３への動力の伝達を許容または遮断可能である。

本実施形態では、入力側クラッチ４３は、ワンウェイクラッチである。すなわち、入力側クラッチ４３は、エンジン入力軸２１の回転数がモータ入力軸２２の回転数以上のときはエンジン入力軸２１とモータ入力軸２２とを接続し、エンジン入力軸２１の回転数がモータ入力軸２２の回転数より小さいときはエンジン入力軸２１とモータ入力軸２２とを切断する（空回りさせる）よう作動する。
上記構成により、係合部５２が被係合部５３に係合したとき、すなわち、第１出力側クラッチ５０が接続状態となったとき、エンジン１０の動力は、エンジン入力軸２１、第１出力側クラッチ５０、第１筒軸２５、ハイギアとしての第１ドライブギア３１、第１ドリブンギア３３、最終ギア３５および軸部材２４を経由してディファレンシャルギア１３に伝達される。

また、係合部６２が被係合部６３に係合したとき、すなわち、第２出力側クラッチ６０が接続状態となったとき、第１モータ１１の動力は、モータ入力軸２２、第２出力側クラッチ６０、第２筒軸２６、ローギアとしての第２ドライブギア３２、第２ドリブンギア３４、出力軸２３、第１ドリブンギア３３、最終ギア３５および軸部材２４を経由してディファレンシャルギア１３に伝達される。
また、第２出力側クラッチ６０が接続状態となり、かつ、エンジン入力軸２１の回転数がモータ入力軸２２の回転数以上となった場合、すなわち、入力側クラッチ４３が接続状態となった場合、エンジン１０の動力は、エンジン入力軸２１、入力側クラッチ４３、モータ入力軸２２、第２出力側クラッチ６０、第２筒軸２６、ローギアとしての第２ドライブギア３２、第２ドリブンギア３４、出力軸２３、第１ドリブンギア３３、最終ギア３５および軸部材２４を経由してディファレンシャルギア１３に伝達される。なお、このとき、第１モータ１１の動力がモータ入力軸２２に入力された場合、エンジン１０の動力と第１モータ１１の動力とがディファレンシャルギア１３に伝達される。

本実施形態では、ＥＣＵ９０は、各種センサからの信号等に基づき、第１モータ１１、第２モータ１２の駆動、非駆動、および、第１出力側クラッチ５０、第２出力側クラッチ６０の接続、切断を制御することにより、エンジン１０および第１モータ１１が発生する動力の伝達経路および減速比を制御する。

本実施形態では、動力伝達装置は、例えば下記の「モータＬモード」、「エンジンＬモード」、「エンジンＨモード」、「発電モード」で作動する。
（モータＬモード）
モータＬモードでは、第１モータ１１の動力がローギア機構を経由して駆動輪１５に伝達される。このモードでは、第２出力側クラッチ６０が接続され、第１出力側クラッチ５０および入力側クラッチ４３は切断（接続が解除）されている。なお、入力側クラッチ４３（モータ入力軸２２）は、エンジン入力軸２１に対し空回りした状態である。

（エンジンＬモード）
エンジンＬモードでは、エンジン１０の動力がローギア機構を経由して駆動輪１５に伝達される。このモードでは、入力側クラッチ４３および第２出力側クラッチ６０が接続され、第１出力側クラッチ５０は切断される。

（エンジンＨモード）
エンジンＨモードでは、エンジン１０の動力がハイギア機構を経由して駆動輪１５に伝達される。このモードでは、第１出力側クラッチ５０および入力側クラッチ４３が接続され、第２出力側クラッチ６０は切断される。

（発電モード）
発電モードでは、エンジン１０の動力が入力側クラッチ４３を経由して第１モータ１１に伝達される。このモードでは、入力側クラッチ４３が接続され、他のクラッチ（第１出力側クラッチ５０および第２出力側クラッチ６０）は切断される。このモードでは、エンジン１０の動力を用いて第１モータ１１により発電し、車両駆動用バッテリ１０１に充電を行うことができる。このモードは、車両１００の停止時に実現可能である。また、第２モータ１２の発生する動力で車両１００が低速走行するようなときにも実現可能である。さらに、第１モータ１１で発電した電力により第２モータ１２を回転駆動し車両１００を走行させる、所謂シリーズ運転を行うこともできる。

本実施形態では、第１モータ１１とエンジン１０とが共にローギア機構を使用する場合は、モータＬモードとエンジンＬモードとを組み合わせ、入力側クラッチ４０および第２出力側クラッチ６０を接続し、第１出力側クラッチ５０を切断すればよい。
また、第１モータ１１がローギア機構を使用し、エンジン１０がハイギア機構を使用する場合は、モータＬモードとエンジンＨモードとを組み合わせ、第１出力側クラッチ５０および第２出力側クラッチ６０を接続すればよい。

また、本実施形態では、第１モータ１１および第２モータ１２の２つのモータの動力により車両１００を走行させることができる。また、２つのモータの動力に加え、エンジンＬモードまたはエンジンＨモードによるエンジン１０の動力で車両１００を走行させることもできる。
なお、ＥＣＵ９０は、駆動輪１５から出力軸２３を経由して伝達されるトルクにより第２モータ１２を回転させることで発電を行う、所謂回生ブレーキ制御を行うことができる。また、このとき、第２出力側クラッチ６０を接続すれば、駆動輪１５から出力軸２３およびモータ入力軸２２を経由して第１モータ１１にトルクが伝達されるため、第１モータ１１でも回生ブレーキによる発電を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態では、出力軸２３の端部には、第２モータ１２が接続され、第２モータ１２の動力が入力される。これにより、第２モータ１２の動力を車両１００の走行に用いることができ、第２モータ１２により回生ブレーキによる発電を行うこともできる。
また、本実施形態では、第２ドライブギア３２は、モータ入力軸２２に対し相対回転可能である。動力伝達装置は、第２出力側クラッチ６０および第２筒軸２６をさらに備えている。第２出力側クラッチ６０は、モータ入力軸２２に対し同軸となるよう設けられている。第２筒軸２６は、モータ入力軸２２に対し同軸かつ相対回転可能となるようモータ入力軸２２の径方向外側に設けられ、一端が第２出力側クラッチ６０に接続され、他端が第２ドライブギア３２に接続される。これにより、第２出力側クラッチ６０は、モータ入力軸２２と第２ドライブギア３２との接続を許容または解除することで、モータ入力軸２２から出力軸２３への動力の伝達を許容または遮断可能である。
このように、比較的体格の大きな第２出力側クラッチ６０をモータ入力軸２２と同軸に配置することにより、第１出力側クラッチ５０および第２出力側クラッチ６０をエンジン幅内に効率的に配置でき、動力伝達装置の体格を小さくすることができる。

また、本実施形態では、入力側クラッチ４３は、ワンウェイクラッチのため、第１実施形態の入力側クラッチ４０と比べ、小型である。よって、動力伝達装置の体格の小型化に寄与する。また、入力側クラッチ４３は制御を必要としないため、構成を簡略化できる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による動力伝達装置を図３に示す。第３実施形態は、第２出力側クラッチの構成等が第２実施形態と異なる。

第３実施形態では、第２出力側クラッチ６４は、ワンウェイクラッチであり、モータ入力軸２２と第２ドライブギア３２の内縁部との間に設けられている。そのため、第２出力側クラッチ６４は、モータ入力軸２２の回転数が第２ドライブギア３２の回転数以上のときはモータ入力軸２２と第２ドライブギア３２とを接続し、モータ入力軸２２の回転数が第２ドライブギア３２の回転数より小さいときはモータ入力軸２２と第２ドライブギア３２とを切断する（空回りさせる）よう作動する。

上記構成により、モータ入力軸２２の回転数が第２ドライブギア３２の回転数以上となった場合、すなわち、第２出力側クラッチ６４が接続状態となった場合、第１モータ１１の動力は、モータ入力軸２２、第２出力側クラッチ６４、ローギアとしての第２ドライブギア３２、第２ドリブンギア３４、出力軸２３、第１ドリブンギア３３、最終ギア３５および軸部材２４を経由してディファレンシャルギア１３に伝達される。

本実施形態では、第２実施形態とほぼ同様の作動モードを実現できる。ただし、本実施形態では、エンジン１０の動力がモータ入力軸２２に伝達されるとき、すなわち、入力側クラッチ４３および第２出力側クラッチ６４が接続状態のとき、出力軸２３が回転する。つまり、モータ入力軸２２の回転数の上限は、出力軸２３とローギア機構の減速比との積となる。よって、例えば車両１００が低速走行しているときはエンジン１０および第１モータ１１による発電を行うことができるが、車両１００の停車時にはエンジン１０および第１モータ１１による発電を行うことはできない。

以上説明したように、本実施形態では、第２出力側クラッチ６４は、ワンウェイクラッチのため、第２実施形態の第２出力側クラッチ６０と比べ、小型である。よって、動力伝達装置の体格の小型化により一層寄与する。また、第２出力側クラッチ６４は制御を必要としないため、構成を簡略化できる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による動力伝達装置を図４に示す。第４実施形態では、第２出力側クラッチの位置等が第３実施形態と異なる。

第４実施形態では、第２ドライブギア３２は、第１実施形態と同様、モータ入力軸２２に固定されている。一方、第２ドリブンギア３４は、円環状に形成され、出力軸２３に対し同軸かつ相対回転可能となるよう出力軸２３の径方向外側に設けられている。
第２出力側クラッチ６４は、出力軸２３と第２ドリブンギア３４の内縁部との間に設けられている。そのため、第２出力側クラッチ６４は、第２ドリブンギア３４の回転数が出力軸２３の回転数以上のときは第２ドリブンギア３４と出力軸２３とを接続し、第２ドリブンギア３４の回転数が出力軸２３の回転数より小さいときは第２ドリブンギア３４と出力軸２３とを切断する（空回りさせる）よう作動する。
上記構成により、本実施形態では、第３実施形態と同様の作動モードを実現できる。

以上説明したように、本実施形態では、第２出力側クラッチ６４を出力軸２３に設けている。第２出力側クラッチ６４は、ワンウェイクラッチのため、小型である。よって、第２出力側クラッチ６４を出力軸２３に設けたとしても、動力伝達装置の大型化を招くことはない。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による動力伝達装置を図５に示す。第５実施形態は、第１出力側クラッチの構成等が第３実施形態と異なる。

第５実施形態では、第１出力側クラッチ５０のクラッチハウジング５１は、有底円筒状に形成され、両方の底部中央に形成された穴部にエンジン入力軸２１が挿通された状態でエンジン入力軸２１に対し同軸かつ相対回転可能に設けられている。係合部５２は、クラッチハウジング５１のエンジン１０側の底部の内壁側に設けられている。被係合部５３は、円板状に形成され、クラッチハウジング５１に収容され、中央がエンジン入力軸２１に固定され、エンジン入力軸２１に対し同軸かつ相対回転不能となるようエンジン入力軸２１に設けられている。

第１筒軸２５は、一端が第１出力側クラッチ５０のクラッチハウジング５１の第１モータ１１側の底部中央に接続され、他端が第１ドライブギア３１の内縁部に接続されている。これにより、第１筒軸２５は、クラッチハウジング５１および第１ドライブギア３１とともに、エンジン入力軸２１に対し相対回転可能である。

この構成により、係合部５２は、被係合部５３に摩擦係合することによって、エンジン入力軸２１と第１ドライブギア３１とを接続可能である。エンジン入力軸２１と第１ドライブギア３１とが接続されると、エンジン入力軸２１から出力軸２３へ動力が伝達される。係合部５２と被係合部５３との摩擦係合が解除されると、エンジン入力軸２１と第１ドライブギア３１との接続が解除され、エンジン入力軸２１から出力軸２３への動力の伝達が遮断される。

本実施形態では、エンジン入力軸２１のエンジン１０と第１出力側クラッチ５０との間にフライホイール１６が設けられている。フライホイール１６は、例えば金属等により円板状に形成され、エンジン入力軸２１に対し同軸かつ相対回転不能となるようエンジン入力軸２１に固定されている。フライホイール１６は、慣性マスとして働くことで、エンジン１０の回転を安定させることができる。
上記構成により、本実施形態では、第３実施形態と同様の作動モードを実現できる。

以上説明したように、本実施形態では、第１出力側クラッチ５０とは別体のフライホイール１６を備えている。これにより、第１出力側クラッチ５０のクラッチハウジング５１に慣性マスとしての機能をもたせた第３実施形態と比べ、単純な構成とすることができる。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による動力伝達装置を図６に示す。第６実施形態は、第２出力側クラッチの配置が第５実施形態と異なる。

第６実施形態は、第４実施形態と第５実施形態とを組み合わせた構成である。すなわち、第６実施形態は、第５実施形態における第２出力側クラッチ６４を、第４実施形態のように出力軸２３に設けたような構成である。
上記構成により、本実施形態では、第５実施形態と同様の作動モードを実現できる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、第１ドライブギアをハイギアとして、第２ドライブギアをローギアとして形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１ドライブギアと第２ドライブギアとのギア比はどのように設定してもよい。
本発明の他の実施形態では、第１実施形態の入力側クラッチをワンウェイクラッチに置き換えることとしてもよい。また、第２〜６実施形態の入力側クラッチを、ワンウェイクラッチではなく、例えば第１実施形態のように湿式クラッチ等の通常のクラッチに置き換えることとしてもよい。

また、上述の実施形態では、入力側クラッチ、第１出力側クラッチおよび第２出力側クラッチとして単層湿式クラッチを用いる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１出力側クラッチおよび第２出力側クラッチとして乾式クラッチ、または、シンクロ機構等の噛み合い式クラッチを用いてもよい。また、例えば被係合部がそれぞれ複数の被係合板を有し、係合部がそれぞれ複数の係合板を有することにより、入力側クラッチ、第１出力側クラッチおよび第２出力側クラッチを複層クラッチとして構成してもよい。
また、本発明の他の実施形態では、最終ギアおよび軸部材を備えず、出力軸をディファレンシャルギアに接続する構成としてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１・・・・動力伝達装置
２１・・・エンジン入力軸
２２・・・モータ入力軸
２３・・・出力軸
３１・・・第１ドライブギア
３２・・・第２ドライブギア
３３・・・第１ドリブンギア
３４・・・第２ドリブンギア
４０、４３・・・入力側クラッチ
５０・・・第１出力側クラッチ

Claims

エンジン（１０）および第１モータ（１１）の動力を車両（１００）の車軸（１４）に伝達する動力伝達装置（１）であって、
一端が前記エンジンに接続され、前記エンジンの動力が入力されるエンジン入力軸（２１）と、
一端が前記第１モータに接続され、前記第１モータの動力が入力され、他端が前記エンジン入力軸の他端に対向するよう前記エンジン入力軸と同軸に設けられるモータ入力軸（２２）と、
前記エンジン入力軸および前記モータ入力軸に対し平行に設けられ、入力された動力を前記車軸に出力する出力軸（２３）と、
前記エンジン入力軸に対し同軸かつ相対回転可能となるよう前記エンジン入力軸の径方向外側に設けられる第１ドライブギア（３１）と、
前記モータ入力軸に対し同軸となるよう前記モータ入力軸の径方向外側に設けられる第２ドライブギア（３２）と、
前記第１ドライブギアに噛み合うとともに前記出力軸に対し同軸となるよう前記出力軸の径方向外側に設けられる第１ドリブンギア（３３）と、
前記第２ドライブギアに噛み合うとともに前記出力軸に対し同軸となるよう前記出力軸の径方向外側に設けられる第２ドリブンギア（３４）と、
前記エンジン入力軸の他端と前記モータ入力軸の他端との間に設けられ、前記エンジン入力軸と前記モータ入力軸との接続を許容または解除することで、前記エンジン入力軸と前記モータ入力軸との間の動力の伝達を許容または遮断可能な入力側クラッチ（４０、４３）と、
前記エンジン入力軸に対し同軸となるよう前記エンジン入力軸の径方向外側に設けられ、前記エンジン入力軸と前記第１ドライブギアとの接続を許容または解除することで、前記エンジン入力軸から前記出力軸への動力の伝達を許容または遮断可能な第１出力側クラッチ（５０）と、
を備える動力伝達装置。
前記エンジン入力軸に対し同軸かつ相対回転可能となるよう前記エンジン入力軸の径方向外側に設けられ、一端が前記第１出力側クラッチに接続され、他端が前記第１ドライブギアに接続される第１筒軸（２５）をさらに備える請求項１に記載の動力伝達装置。
前記出力軸には、第２モータ（１２）が接続され、前記第２モータの動力が入力されることを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。
前記第２ドライブギアは、前記モータ入力軸に対し相対回転可能であり、
前記モータ入力軸に対し同軸となるよう設けられ、前記モータ入力軸と前記第２ドライブギアとの接続を許容または解除することで、前記モータ入力軸から前記出力軸への動力の伝達を許容または遮断可能な第２出力側クラッチ（６０、６４）をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
前記モータ入力軸に対し同軸かつ相対回転可能となるよう前記モータ入力軸の径方向外側に設けられ、一端が前記第２出力側クラッチに接続され、他端が前記第２ドライブギアに接続される第２筒軸（２６）をさらに備える請求項４に記載の動力伝達装置。
前記第２出力側クラッチ（６４）は、ワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項４に記載の動力伝達装置。
前記第２ドリブンギアは、前記出力軸に対し相対回転可能であり、
前記出力軸に設けられ、前記出力軸と前記第２ドリブンギアとの接続を許容または解除することで、前記モータ入力軸から前記出力軸への動力の伝達を許容または遮断可能なワンウェイクラッチである第２出力側クラッチ（６４）をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
前記入力側クラッチ（４３）は、ワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の動力伝達装置。