JP6857543B2

JP6857543B2 - 動力伝達装置

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Publication number: JP6857543B2
Application number: JP2017095044A
Authority: JP
Inventors: 進也浅尾
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-05-11
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-05-11
Also published as: JP2018188111A

Description

本発明は、モータの動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置に関する。

近年、エンジンとモータとを搭載したハイブリッド自動車が増加している。ハイブリッド自動車では、エンジンが停止され、モータのみの駆動により走行する場合がある。このような場合に、エンジンがモータの回転に伴って回転してしまうと、モータの出力トルクに損失が発生してしまう。また、モータの回生時において、回転駆動されるモータとともにエンジンが回転してしまうと、モータの回生効率も低下してしまう。

そこで、特許文献１の動力伝達装置では、エンジンとモータとの間にワンウェイクラッチを配置することで、エンジン停止時にモータの回転に伴ってエンジンが回らないようにしている。このような構成により、特許文献１では、モータの出力トルクに損失が発生することを防止するとともに、モータの回生効率が低下してしまうことを防止している。

特開２０１０−１２０５４２号公報

ところで、動力伝達装置のなかには、モータと駆動輪との間に、ギヤ機構（例えば、ハイポイドギヤ機構（以下、ＨＹＰギヤ機構という））が設けられているものがある。ＨＹＰギヤ機構は、互いに直交する方向の回転軸を有する２つの歯車（ハイポイドピニオンおよびハイポイドギヤ）により構成される。ＨＹＰギヤ機構の各歯車は、円錐面上に歯を刻んだ歯車（いわゆる、かさ歯車）の一種であり、歯先が曲線を描いている。

ここで、ハイポイドピニオンおよびハイポイドギヤは、例えば、ハイポイドピニオン（一方）からハイポイドギヤ（他方）へ動力を伝達する際の動力伝達効率が最良となるように歯面形状が形成（設定）される。具体的には、一方から他方へ動力を伝達する際に当接する一方の歯の第１面および他方の歯の第２面の形状が、動力伝達効率が最良となるように形成される。このとき、他方から一方へ動力を伝達する際に当接する他方の歯の（第２面とは反対側の）第３面および一方の歯の（第１面とは反対側の）第４面の形状は、第１面および第２面の形状によって制限を受ける。そのため、第３面および第４面の形状は、他方から一方へ動力を伝達する場合において、動力の伝達効率が最良となるように設定することができない。その結果、第３面と第４面が当接し、他方から一方へ動力を伝達する際の動力の伝達効率は、第１面と第２面が当接し、一方から他方へ動力を伝達する際の動力の伝達効率よりも低くなってしまう。

従来の動力伝達装置では、エンジンやモータから駆動輪に動力を伝達する際に接触する面（第１面および第２面）の動力の伝達効率が最良となるようにＨＹＰギヤ機構が設定されている。そのため、従来の動力伝達装置は、駆動輪からモータに動力を伝達する際（回生時）に接触する面（第３面および第４面）の動力の伝達効率が、モータから駆動輪に動力を伝達する際（力行時）に接触する面の動力の伝達効率よりも低くなってしまう。それゆえ、モータと駆動輪との間にＨＹＰギヤ機構を有する動力伝達装置は、モータの回生効率が悪化してしまう。

したがって、モータと駆動輪との間にＨＹＰギヤ機構を有する動力伝達装置は、特許文献１のように、エンジンとモータとの間にワンウェイクラッチを配置しても、モータの回生効率の悪化を防止することができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み、モータの回生効率を向上することが可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の動力伝達装置は、前輪および後輪のいずれか一方の駆動輪とモータジェネレータとの間に設けられ、互いに異なる方向に延在する回転軸に接続される２つの歯車により構成され、前記モータジェネレータと前記一方の駆動輪との間で動力を伝達する第１ギヤ機構と、前記前輪および前記後輪の他方の駆動輪と前記モータジェネレータとの間に設けられ、互いに異なる方向に延在する回転軸に接続される２つの歯車により構成され、前記他方の駆動輪と前記モータジェネレータとの間で動力を伝達する第２ギヤ機構と、前記モータジェネレータと前記第１ギヤ機構との間に設けられ、前記第１ギヤ機構から前記モータジェネレータへの動力の伝達を遮断し、前記モータジェネレータから前記第１ギヤ機構への動力を伝達する動力選択部と、を備え、前記第１ギヤ機構は、前記モータジェネレータから前記一方の駆動輪に動力を伝達する際の動力の伝達効率が、前記一方の駆動輪から前記モータジェネレータに動力を伝達する際の動力の伝達効率よりも高くなるように設定され、前記第２ギヤ機構は、前記他方の駆動輪から前記モータジェネレータに動力を伝達する際の動力の伝達効率が、前記モータジェネレータから前記他方の駆動輪に動力を伝達する際の動力の伝達効率よりも高くなるように設定される。

前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪との間に設けられる前記第２ギヤ機構を含む複数のギヤ機構の数は、前記モータジェネレータと前記一方の駆動輪との間に設けられる前記第１ギヤ機構を含む複数のギヤ機構の数よりも少なくてもよい。

前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪との間に設けられたクラッチと、前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪との連結、および、前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪との連結の解除を切り替えるように、前記クラッチを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記モータジェネレータの回生時に、前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪とを連結するように前記クラッチを制御してもよい。

前記動力選択部は、ワンウェイクラッチであってもよい。

本発明によれば、モータの回生効率を向上することが可能な動力伝達装置を提供することができる。

本実施形態における車両の動力伝達装置の構成を示す図である。車両の制御系の構成を示す図である。ＴＣＵの軸継手接続制御処理を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態における車両１の動力伝達装置２の構成を示す図である。図１に示すように、車両１は、所謂ハイブリッド自動車である。車両１は、エンジン１０、第１モータジェネレータ１２、第２モータジェネレータ１４が設けられている。また、車両１は、エンジン１０、第１モータジェネレータ１２、および、第２モータジェネレータ１４のうち少なくとも１つの動力を前輪３４および後輪４７の一方または双方の駆動輪に伝達する動力伝達装置２が設けられている。

エンジン１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンが適用され、不図示の燃料タンクから供給される燃料（ガソリン、ディーゼル等）を燃焼させることで動力を得、得られたトルク（動力）を、クランクシャフト１０ａに接続されたダンパ１６に出力する。

第１モータジェネレータ１２は、主に発電機として機能し、発電することにより得られた電力をバッテリ７４（図２参照）に供給することで、バッテリ７４を充電する。

第２モータジェネレータ１４は、主に電動機として機能し、バッテリ７４から供給される電力により駆動する。また、第２モータジェネレータ１４は、発電機としても機能する場合があり、この場合には発電することにより得られた電力をバッテリ７４に供給することで、バッテリ７４を充電する。

ダンパ１６は、エンジン１０から伝達されたトルクの変動を抑制し、変動を抑制したトルクを回転軸１６ａ、ギヤ機構１８および入力軸２０を介して動力分割機構２２に伝達する。ギヤ機構１８は、第１ギヤ１８ａおよび第２ギヤ１８ｂにより構成されている。第１ギヤ１８ａは、ダンパ１６の回転軸１６ａに嵌合されており、回転軸１６ａと一体的に回転する。第２ギヤ１８ｂは、入力軸２０に嵌合されるとともに第１ギヤ１８ａに噛み合わされており、第１ギヤ１８ａの回転に伴って入力軸２０と一体的に回転する。

動力分割機構２２は、サンギヤ２２ａ、プラネタリギヤ２２ｂ、リングギヤ２２ｃ、キャリア２２ｄにより構成される遊星歯車である。サンギヤ２２ａは、第１モータジェネレータ１２の回転軸１２ａに嵌合されており、回転軸１２ａと一体的に回転する。プラネタリギヤ２２ｂは、サンギヤ２２ａとリングギヤ２２ｃとの間に複数配置されており、サンギヤ２２ａおよびリングギヤ２２ｃとそれぞれ噛み合わされている。リングギヤ２２ｃは、サンギヤ２２ａと同軸上で、かつ、サンギヤ２２ａの径方向外側に配置され、インプットリダクションシャフト２４に嵌合されており、インプットリダクションシャフト２４と一体的に回転する。キャリア２２ｄは、サンギヤ２２ａと同軸上に回転自在に支持されており、プラネタリギヤ２２ｂを回転自在に支持する。したがって、プラネタリギヤ２２ｂは、プラネタリギヤ２２ｂの中心軸周りに自転可能であるとともに、キャリア２２ｄの中心軸周りに公転可能である。

動力分割機構２２は、エンジン１０から出力された動力が、ダンパ１６を介して動力分割機構２２のキャリア２２ｄに伝達される。そして、第１モータジェネレータ１２が発電機として機能する場合、動力分割機構２２では、キャリア２２ｄが回転することで公転するプラネタリギヤ２２ｂの回転によって、サンギヤ２２ａおよびリングギヤ２２ｃがトルクを伝達しつつ独立した回転数で回転する。これにより、動力分割機構２２は、エンジン１０から伝達されたトルクを分割し、サンギヤ２２ａを介して第１モータジェネレータ１２に伝達するとともに、リングギヤ２２ｃを介してインプットリダクションシャフト２４に伝達する。

インプットリダクションシャフト２４は、ギヤ機構２６を介してトルクをリダクションシャフト３０に伝達する。ギヤ機構２６は、第１ギヤ２６ａ、第２ギヤ２６ｂおよび第３ギヤ２６ｃにより構成されている。第１ギヤ２６ａは、インプットリダクションシャフト２４に嵌合されており、インプットリダクションシャフト２４と一体的に回転する。第２ギヤ２６ｂは、第１ギヤ２６ａおよび第３ギヤ２６ｃに噛み合わされており、第１ギヤ２６ａの回転に伴って第３ギヤ２６ｃとともに回転する。

第３ギヤ２６ｃは、リダクションシャフト３０に嵌合されており、リダクションシャフト３０と一体的に回転する。第３ギヤ２６ｃは、リダクションシャフト３０を介してトルクをフロントディファレンシャル３２に伝達する。フロントディファレンシャル３２は、フロントドライブシャフト３３を介してトルクを前輪３４（一方の駆動輪）に伝達する。

また、リダクションシャフト３０には、トランスファードライブギヤ２８が接続されている。トランスファードライブギヤ２８は、第１トランスファードライブギヤ２８ａおよび第２トランスファードライブギヤ２８ｂにより構成される。リダクションシャフト３０には、第１トランスファードライブギヤ２８ａが嵌合されている。したがって、第１トランスファードライブギヤ２８ａは、リダクションシャフト３０と一体的に回転する。第１トランスファードライブギヤ２８ａは、第２トランスファードライブギヤ２８ｂに噛み合わされている。第２トランスファードライブギヤ２８ｂは、ワンウェイクラッチ（動力選択部）３５を介して遊星歯車３６と接続されている。ワンウェイクラッチ３５の機能については、後段で詳細に説明する。

このように、リダクションシャフト３０には、第１トランスファードライブギヤ２８ａ、第２トランスファードライブギヤ２８ｂ、ワンウェイクラッチ３５、および、遊星歯車３６を介して第２モータジェネレータ１４が接続されている。

遊星歯車３６は、サンギヤ３６ａ、プラネタリギヤ３６ｂ、リングギヤ３６ｃ、キャリア３６ｄにより構成される。サンギヤ３６ａは、第２モータジェネレータ１４の回転軸１４ａに嵌合されており、回転軸１４ａと一体的に回転する。プラネタリギヤ３６ｂは、サンギヤ３６ａとリングギヤ３６ｃとの間に複数配置されており、サンギヤ３６ａおよびリングギヤ３６ｃとそれぞれ噛み合わされている。リングギヤ３６ｃは、サンギヤ３６ａと同軸上で、かつ、サンギヤ３６ａの径方向外側に配置され、ケーシングに固定されている。キャリア３６ｄは、サンギヤ３６ａと同軸上に回転自在に支持されており、プラネタリギヤ３６ｂを回転自在に支持する。したがって、プラネタリギヤ３６ｂは、プラネタリギヤ３６ｂの中心軸周りに自転可能であるとともに、キャリア３６ｄの中心軸周りに公転可能である。また、キャリア３６ｄには、ワンウェイクラッチ３５を介して第２トランスファードライブギヤ２８ｂが嵌合される。

また、キャリア３６ｄには、リダクションシャフト４０が接続される。リダクションシャフト４０には、トランスファークラッチ（軸継手）４２、プロペラシャフト４４、リヤディファレンシャル４５およびリヤドライブシャフト４６を介して後輪４７（他方の駆動輪）が接続される。リダクションシャフト４０は、トランスファークラッチ４２が接続状態にある場合、トランスファークラッチ４２、プロペラシャフト４４、リヤディファレンシャル４５およびリヤドライブシャフト４６を介して後輪４７にトルクを伝達する。ここで、トランスファークラッチ４２は、接続状態または接続解除状態に切り替え可能に構成される。なお、トランスファークラッチ４２は、接続解除状態にある場合、リダクションシャフト４０とプロペラシャフト４４との間の動力の伝達を遮断する。

したがって、遊星歯車３６は、第２モータジェネレータ１４が電動機として機能する場合には、第２モータジェネレータ１４から入力されたトルクを、サンギヤ３６ａ、プラネタリギヤ３６ｂ、キャリア３６ｄおよびワンウェイクラッチ３５を順に介してトランスファードライブギヤ２８に伝達する。

一方で、遊星歯車３６は、第２モータジェネレータ１４が発電機として機能する場合には、後述するように後輪４７から入力されたトルクを、キャリア３６ｄ、プラネタリギヤ３６ｂおよびサンギヤ３６ａを順に介して第２モータジェネレータ１４に伝達する。

図２は、車両１の制御系の構成を説明する図である。図２に示すように、車両１は、制御部６０として、ＨＥＶＣＵ（Hybrid and Electric Vehicles Control Units）６２、ＥＣＵ（Engine Control Unit）６４、ＭＣＵ（Motor Control Unit）６６、および、ＴＣＵ（Transmission Control Unit）６８が設けられる。また、車両１は、インバータ７０、７２およびバッテリ７４が設けられ、インバータ７０が第１モータジェネレータ１２およびバッテリ７４と接続され、インバータ７２が第２モータジェネレータ１４およびバッテリ７４と接続される。

ＨＥＶＣＵ６２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を含むマイクロコンピュータでなり、車両１の各部を統括制御する。

ＨＥＶＣＵ６２は、アクセルペダルの踏込み量、ブレーキペダルの踏込み量、シフトレバーのシフト位置、車速センサから入力される車速等に基づいて、エンジン１０、第１モータジェネレータ１２、第２モータジェネレータ１４の駆動をＥＣＵ６４およびＭＣＵ６６を介して適宜制御する。

ＥＣＵ６４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイクロコンピュータでなり、ＨＥＶＣＵ６２の制御に基づいて、エンジン１０を駆動させる。ＭＣＵ６６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイクロコンピュータでなり、ＨＥＶＣＵ６２の制御に基づいて、インバータ７０、７２を介して、第１モータジェネレータ１２および第２モータジェネレータ１４を制御する。

ＨＥＶＣＵ６２は、第１モータジェネレータ１２の運転状態を制御し、第１モータジェネレータ１２に入出力されるトルクを、インバータ７０を介して調整することによって、動力分割機構２２のキャリア２２ｄとリングギヤ２２ｃとの差動状態を制御する。例えば、車両１の速度が一定である場合に、第１モータジェネレータ１２の回転速度を増減させることによりエンジン１０の回転速度を連続的に（無段階に）変化させる。すなわち、ＨＥＶＣＵ６２は、例えば燃費が最もよい高効率運転状態のエンジン１０の回転速度に設定することを、第１モータジェネレータ１２を制御することによって実行する。

ＴＣＵ（制御部）６８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを含むマイクロコンピュータでなり、トランスファークラッチ４２を接続状態または接続解除状態に切り替えるように制御する。ＴＣＵ６８は、不図示のアクセル開度センサおよび車速センサの出力に基づいて、トランスファークラッチ４２の接続状態を制御する。例えば、アクセル開度に基づいて導出される要求トルクが閾値未満（低トルク、低負荷）であるとき、ＴＣＵ６８は、トランスファークラッチ４２を接続状態から接続解除状態に切り替える。また、アクセル開度に基づいて導出される要求トルクが閾値以上（高トルク、高負荷）であるとき、ＴＣＵ６８は、トランスファークラッチ４２を接続解除状態から接続状態に切り替える。これにより、車両１は、低負荷時には前輪３４のみの２輪駆動となり、高負荷時には前輪３４および後輪４７の４輪駆動となる。

また、車速センサの出力が０（ゼロ）でなく（車両１が走行しており停止しておらず）、アクセル開度が０（ゼロ）のとき、詳しくは後述するように、ＴＣＵ６８は、トランスファークラッチ４２を接続解除状態から接続状態に切り替える。

図１に戻り、フロントディファレンシャル３２は、その一部にフロントＨＹＰギヤ機構（第１ギヤ機構）３２ａを備える。また、リヤディファレンシャル４５は、その一部にリヤＨＹＰギヤ機構（第２ギヤ機構）４５ａを備える。フロントＨＹＰギヤ機構３２ａは、互いに異なる方向（直交する方向）に延在する回転軸（リダクションシャフト３０およびフロントドライブシャフト３３）を有する２つの歯車（ハイポイドピニオンおよびハイポイドギヤ）により構成される。リダクションシャフト３０は、ハイポイドピニオンを備え、フロントドライブシャフト３３は、ハイポイドギヤを備える。また、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、互いに異なる方向（直交する方向）に延在する回転軸（プロペラシャフト４４およびリヤドライブシャフト４６）を有する２つの歯車（ハイポイドピニオンおよびハイポイドギヤ）により構成される。プロペラシャフト４４は、ハイポイドピニオンを備え、リヤドライブシャフト４６は、ハイポイドギヤを備える。フロントＨＹＰギヤ機構３２ａおよびリヤＨＹＰギヤ機構４５ａの各歯車は、円錐面上に歯を刻んだ歯車（いわゆる、かさ歯車）の一種であり、歯先が曲線を描いている。なお、フロントＨＹＰギヤ機構３２ａおよびリヤＨＹＰギヤ機構４５ａにおける、ハイポイドピニオンの回転軸とハイポイドギヤの回転軸は、ねじれの位置にある。ここで、ねじれの位置とは、ハイポイドピニオンの回転軸とハイポイドギヤの回転軸とが、同一平面上で交わっておらず、オフセット量（軸心間の距離）を有して交差している位置関係のことを指す。

フロントＨＹＰギヤ機構３２ａは、動力が伝達する方向によってハイポイドピニオンとハイポイドギヤが接触する歯の面形状が異なっている。例えば、ハイポイドピニオンおよびハイポイドギヤは、ハイポイドピニオン（一方）からハイポイドギヤ（他方）へ動力を伝達する際の動力伝達効率が最良となるように歯面形状が形成（設定）される。具体的には、エンジンやモータから駆動輪に動力を伝達する場合において、一方から他方へ動力を伝達する際に当接する一方の歯の第１面および他方の歯の第２面の形状が、動力伝達効率が最良となるように形成される。このとき、他方から一方へ動力を伝達する際に当接する他方の歯の（第２面とは反対側の）第３面および一方の歯の（第１面とは反対側の）第４面の形状は、第１面および第２面の形状によって制限を受ける。そのため、第３面および第４面の形状は、他方から一方へ動力を伝達する場合において、動力の伝達効率が最良となるように設定することができない。その結果、例えば、車両１が前進する場合において、第３面と第４面が当接し、他方から一方へ動力を伝達する際の動力の伝達効率は、第１面と第２面が当接し、一方から他方へ動力を伝達する際の動力の伝達効率よりも低くなってしまう。

フロントＨＹＰギヤ機構３２ａは、車両１の前進時にエンジン１０や第２モータジェネレータ１４から前輪３４（フロントドライブシャフト３３）に動力を伝達する際に接触する面が、上記第１面および第２面として設定されている。また、フロントＨＹＰギヤ機構３２ａは、車両１の前進時に前輪３４から第２モータジェネレータ１４に動力を伝達する際に接触する面が、上記第３面および第４面として設定されている。そのため、フロントＨＹＰギヤ機構３２ａは、車両１の前進時にエンジン１０や第２モータジェネレータ１４から前輪３４に動力を伝達する際の動力の伝達効率が、前輪３４から第２モータジェネレータ１４に動力を伝達する際の動力の伝達効率よりも高くなるように構成されている。

このように、フロントＨＹＰギヤ機構３２ａは、エンジン１０や第２モータジェネレータ１４から前輪３４に動力を伝達する際（力行時）の方が、前輪３４から第２モータジェネレータ１４に動力を伝達する際（回生時）よりも、動力の伝達効率が高く構成される。このことから、フロントＨＹＰギヤ機構３２ａは、力行側効率優先仕様のＨＹＰギヤ機構と言える。

しかし、回生時に、前輪３４からフロントＨＹＰギヤ機構３２ａを介して第２モータジェネレータ１４に動力を伝達するようにすると、動力の伝達効率が低下し、第２モータジェネレータ１４の回生効率の悪化に繋がる。

そこで、本実施形態では、第２モータジェネレータ１４は、車両１の前進時に前輪３４からフロントＨＹＰギヤ機構３２ａを介して伝達される動力を用いずに、後輪４７からリヤＨＹＰギヤ機構４５ａを介して伝達される動力を用いて電力を生成する。

本実施形態では、回生時に、前輪３４からフロントＨＹＰギヤ機構３２ａを介して第２モータジェネレータ１４に動力を伝達させないために、第２モータジェネレータ１４と前輪３４（フロントＨＹＰギヤ機構３２ａ）の間にワンウェイクラッチ３５を設けている。

ワンウェイクラッチ３５は、前輪３４（フロントＨＹＰギヤ機構３２ａ）から第２モータジェネレータ１４への動力の伝達を遮断し、第２モータジェネレータ１４から前輪３４（フロントＨＹＰギヤ機構３２ａ）への動力を伝達する機能を有する。

したがって、ワンウェイクラッチ３５は、例えば、第２モータジェネレータ１４を駆動せずに、エンジン１０のみで駆動輪を駆動させて車両１を走行させるとき（力行時）、エンジン１０から伝達される動力を第２モータジェネレータ１４に伝達させない。また、ワンウェイクラッチ３５は、例えば、エンジン１０が駆動輪から駆動されているとき（回生時）、前輪３４から伝達される動力を第２モータジェネレータ１４に伝達させない。その一方で、ワンウェイクラッチ３５は、第２モータジェネレータ１４を駆動させて車両１を走行（前進）させるとき、第２モータジェネレータ１４から伝達される動力を前輪３４に伝達させる。

しかしながら、回生時に、ワンウェイクラッチ３５により前輪３４から第２モータジェネレータ１４に伝達される動力を遮断してしまうと、第２モータジェネレータ１４は、電力を生成することができなくなる。

そこで、まず、ＴＣＵ６８は、第２モータジェネレータ１４の回生時か否かを判定する。具体的に、ＴＣＵ６８は、不図示の車速センサの出力およびアクセル開度センサの出力を取得する。これらの出力を取得したＴＣＵ６８は、例えば、車速センサの出力が０（ゼロ）でなく、アクセル開度が０（ゼロ）のとき、第２モータジェネレータ１４の回生時であると判定する。

ＴＣＵ６８は、回生時であると判定した場合に、後輪４７と第２モータジェネレータ１４との間に設けられたトランスファークラッチ４２を接続解除状態から接続状態に制御し、後輪４７から第２モータジェネレータ１４に動力を伝達するようにする。つまり、ＴＣＵ６８は、回生時に、後輪４７と第２モータジェネレータ１４との連結が解除された状態から、後輪４７と第２モータジェネレータ１４とが連結された状態となるように、トランスファークラッチ４２を制御している。

トランスファークラッチ４２が接続状態に制御されることで、第２モータジェネレータ１４は、後輪４７から伝達される動力により電力を生成することができるようになる。

しかし、後輪４７と第２モータジェネレータ１４との間には、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａが設けられている。そのため、仮に、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａが、フロントＨＹＰギヤ機構３２ａと同様の構成（すなわち、力行側効率優先仕様のＨＹＰギヤ機構）である場合、力行時よりも回生時の動力の伝達効率が低下してしまう。その結果、第２モータジェネレータ１４の回生効率の悪化に繋がる。

そこで、本実施形態では、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、フロントＨＹＰギヤ機構３２ａとは異なる構成を有する。以下、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａの構成について詳細に説明する。

リヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、フロントＨＹＰギヤ機構３２ａと同様に、動力が伝達する方向によってハイポイドピニオンとハイポイドギヤが接触する歯の面形状が異なっている。例えば、ハイポイドピニオンおよびハイポイドギヤは、ハイポイドギヤ（他方）からハイポイドピニオン（一方）へ動力を伝達する際の動力伝達効率が最良となるように歯面形状が形成（設定）される。具体的には、車両１が前進する場合において、他方から一方へ動力を伝達する際に当接する他方の歯の第５面および一方の歯の第６面の形状が、動力伝達効率が最良となるように形成される。このとき、一方から他方へ動力を伝達する際に当接する一方の歯の（第６面とは反対側の）第７面および他方の歯の（第５面とは反対側の）第８面の形状は、第５面および第６面の形状によって制限を受ける。そのため、第７面および第８面の形状は、一方から他方へ動力を伝達する場合において、動力の伝達効率が最良となるように設定することができない。その結果、例えば、車両１が前進する場合において、第７面と第８面が当接し、一方から他方へ動力を伝達する際の動力の伝達効率は、第５面と第６面が当接し、他方から一方へ動力を伝達する際の動力の伝達効率よりも低くなってしまう。

リヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、車両１の前進時に後輪４７から第２モータジェネレータ１４に動力を伝達する際に接触する面が、上記第５面および第６面として設定されている。また、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、車両１の前進時にエンジン１０や第２モータジェネレータ１４から後輪４７に動力を伝達する際に接触する面が、上記第７面および第８面として設定されている。そのため、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、車両１の前進時に後輪４７から第２モータジェネレータ１４に動力を伝達する際の動力の伝達効率が、エンジン１０や第２モータジェネレータ１４から後輪４７に動力を伝達する際の動力の伝達効率よりも高くなるように構成されている。

このように、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、後輪４７から第２モータジェネレータ１４に動力を伝達する際（回生時）の方が、エンジン１０や第２モータジェネレータ１４から後輪４７に動力を伝達する際（力行時）よりも、動力の伝達効率が高く構成される。このことから、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、回生側効率優先仕様のＨＹＰギヤ機構と言える。

第２モータジェネレータ１４の回生時に、後輪４７からリヤＨＹＰギヤ機構４５ａを介して動力を伝達させることにより、前輪３４からフロントＨＹＰギヤ機構３２ａを介して動力を伝達させるときよりも、動力の伝達効率を高くすることができる。

また、後輪４７と第２モータジェネレータ１４との間には、複数のリヤ側ギヤ機構が設けられている。複数のリヤ側ギヤ機構は、例えば、リヤディファレンシャル４５（リヤＨＹＰギヤ機構４５ａ）、および、遊星歯車３６である。一方、前輪３４と第２モータジェネレータ１４との間には、複数のフロント側ギヤ機構が設けられている。複数のフロント側ギヤ機構は、例えば、フロントディファレンシャル３２（フロントＨＹＰギヤ機構３２ａ）、第１トランスファードライブギヤ２８ａ、第２トランスファードライブギヤ２８ｂおよび遊星歯車３６である。このように、複数のリヤ側ギヤ機構の数は、複数のフロント側ギヤ機構の数よりも少ない。したがって、ギヤ機構の数が少ない後輪４７から第２モータジェネレータ１４に動力を伝達した方が、ギヤ機構の数が多い前輪３４から第２モータジェネレータ１４に動力を伝達するよりも、動力の伝達効率を向上させることができる。

図３は、ＴＣＵ６８の軸継手接続制御処理を示すフローチャートである。

ＴＣＵ６８は、不図示の車速センサの出力に基づいて、車両１が停止しているか否か判定する（ステップＳ１００）。そして、ＴＣＵ６８は、車両１が停止していると判定した場合（ステップＳ１００におけるＹＥＳ）、軸継手接続制御処理を終了する。一方、ＴＣＵ６８は、車両１が停止していない（すなわち、走行中）と判定した場合（ステップＳ１００におけるＮＯ）、不図示のアクセル開度センサに基づいて、アクセル開度が０（ゼロ）か否か判定する（ステップＳ１０２）。

そして、ＴＣＵ６８は、アクセル開度が０であると判定した場合（ステップＳ１０２におけるＹＥＳ）、トランスファークラッチ４２を接続状態に制御し（ステップＳ１０４）、軸継手接続制御処理を終了する。

一方、ＴＣＵ６８は、アクセル開度が０でないと判定した場合（ステップＳ１０２におけるＮＯ）、アクセル開度に基づいて導出された要求トルクが閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、ＴＣＵ６８は、要求トルクが閾値未満の低トルクである場合（ステップＳ１０６におけるＹＥＳ）、トランスファークラッチ４２を接続解除状態に制御し（ステップＳ１０８）、軸継手接続制御処理を終了する。

また、ＴＣＵ６８は、要求トルクが閾値未満の低トルクでない場合（ステップＳ１０６におけるＮＯ）、トランスファークラッチ４２を接続状態に制御し（ステップＳ１０４）、軸継手接続制御処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、ワンウェイクラッチ３５は、第２モータジェネレータ１４の回生時において、前輪３４から第２モータジェネレータ１４に動力が伝達しないようにしている。また、ＴＣＵ６８は、第２モータジェネレータ１４の回生時において、トランスファークラッチ４２を接続状態とすることで、後輪４７から第２モータジェネレータ１４に動力が伝達するようにしている。さらに、後輪４７から第２モータジェネレータ１４までの間には、回生側効率優先仕様のリヤＨＹＰギヤ機構４５ａが設けられている。回生側効率優先仕様のリヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、力行側効率優先仕様のフロントＨＹＰギヤ機構３２ａを介して第２モータジェネレータ１４に動力を伝達する場合よりも、第２モータジェネレータ１４の回生効率を向上させることができる。

以上のように、ワンウェイクラッチ３５は、回生時に前輪３４から力行側効率優先仕様のフロントＨＹＰギヤ機構３２ａを介して第２モータジェネレータ１４に動力が伝達されるのを防止する。そのため、第２モータジェネレータ１４の回生効率が悪化することを防止することができる。また、トランスファークラッチ４２は、ＴＣＵ６８により接続状態に制御されることで、回生時に後輪４７からリヤＨＹＰギヤ機構４５ａを介して第２モータジェネレータ１４に動力を伝達させる。さらに、リヤＨＹＰギヤ機構４５ａは、回生側効率優先仕様のＨＹＰギヤ機構の構成を有するため、第２モータジェネレータ１４の回生効率を向上させることができる。

したがって、本実施形態によれば、第２モータジェネレータ１４の回生効率を向上することが可能な動力伝達装置を提供することができる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

上記実施形態では、所謂ハイブリッド自動車を例に挙げて説明したが、これに限らず、少なくとも１つのモータジェネレータが設けられ、１つのモータジェネレータが前輪および後輪に接続される車両に適用することができる。

また、上記実施形態では、遊星歯車３６を例に挙げて説明したが、これに限らず、複数のギヤを介して第２モータジェネレータ１４からトルクが伝達されるようなギヤ機構を適用することができる。

また、上記実施形態では、フロントディファレンシャル３２およびリヤディファレンシャル４５に設けられる、互いに異なる方向（直交する方向）に延在する回転軸を有する２つの歯車として、ハイポイドギヤを用いたが、これに限定されない。互いに異なる方向（直交する方向）に延在する回転軸を有する２つの歯車として、ハイポイドギヤに代えて、例えば、スパイラルベベルギヤを用いてもよい。

また、上記実施形態では、動力選択部としてワンウェイクラッチ３５を設けたが、これに限定されない。動力選択部としてワンウェイクラッチ３５に代えて、例えば、遊星歯車３６と第２トランスファードライブギヤ２８ｂとの間に電磁クラッチを設けてもよい。その場合、ＴＣＵ６８は、力行時に第２モータジェネレータ１４から前輪３４に動力が伝達するように電磁クラッチを接続状態に制御する。また、回生時に前輪３４から第２モータジェネレータ１４に動力が伝達しないように電磁クラッチを接続解除状態に制御する。

本発明は、動力伝達装置に関し、特にモータの動力を駆動輪に伝達する動力伝達装置に利用できる。

２動力伝達装置
１４第２モータジェネレータ
３２ａフロントＨＹＰギヤ機構（第１ギヤ機構）
３４前輪（一方の駆動輪）
３５ワンウェイクラッチ（動力選択部）
４５ａリヤＨＹＰギヤ機構（第２ギヤ機構）
４７後輪（他方の駆動輪）

Claims

前輪および後輪のいずれか一方の駆動輪とモータジェネレータとの間に設けられ、互いに異なる方向に延在する回転軸に接続される２つの歯車により構成され、前記モータジェネレータと前記一方の駆動輪との間で動力を伝達する第１ギヤ機構と、
前記前輪および前記後輪の他方の駆動輪と前記モータジェネレータとの間に設けられ、互いに異なる方向に延在する回転軸に接続される２つの歯車により構成され、前記他方の駆動輪と前記モータジェネレータとの間で動力を伝達する第２ギヤ機構と、
前記モータジェネレータと前記第１ギヤ機構との間に設けられ、前記第１ギヤ機構から前記モータジェネレータへの動力の伝達を遮断し、前記モータジェネレータから前記第１ギヤ機構への動力を伝達する動力選択部と、
を備え、
前記第１ギヤ機構は、前記モータジェネレータから前記一方の駆動輪に動力を伝達する際の動力の伝達効率が、前記一方の駆動輪から前記モータジェネレータに動力を伝達する際の動力の伝達効率よりも高くなるように設定され、
前記第２ギヤ機構は、前記他方の駆動輪から前記モータジェネレータに動力を伝達する際の動力の伝達効率が、前記モータジェネレータから前記他方の駆動輪に動力を伝達する際の動力の伝達効率よりも高くなるように設定される動力伝達装置。
前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪との間に設けられる前記第２ギヤ機構を含む複数のギヤ機構の数は、前記モータジェネレータと前記一方の駆動輪との間に設けられる前記第１ギヤ機構を含む複数のギヤ機構の数よりも少ない請求項１に記載の動力伝達装置。
前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪との間に設けられたクラッチと、
前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪との連結、および、前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪との連結の解除を切り替えるよう前記クラッチを制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記モータジェネレータの回生時に、前記モータジェネレータと前記他方の駆動輪とを連結するように前記クラッチを制御する請求項１または２に記載の動力伝達装置。
前記動力選択部は、ワンウェイクラッチである請求項１から３のいずれか１項に記載の動力伝達装置。