WO2017069041A1 - 車両用駆動装置及び車両 - Google Patents

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WO2017069041A1
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gear
drive device
vehicle drive
sun gear
pinion
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斉士 桂
康介 村田
太一 北村
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株式会社エクセディ
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle drive device and a vehicle.
  • Patent Document 1 discloses that a reduction ratio changes discontinuously when switching between two stages of high and low by combining a continuously variable transmission with a two-stage auxiliary transmission.
  • an object of the present invention is to provide a vehicle drive device and a vehicle that solve the above-described problems and that do not cause a user's discomfort due to a shift shock or a discontinuous change in acceleration.
  • a Ravigneaux planetary gear, a friction clutch, and a friction brake are used.
  • a vehicular drive apparatus that adjusts the output of one system in a stepless manner by adjusting the inputs of the two systems.
  • a Ravigneaux planetary gear, a friction clutch, and a friction brake are used.
  • a vehicle drive device provided with an output path of one system; With the friction clutch and the friction brake opened, the rotation direction, rotation speed, and torque of the two systems connected to the Ravigneaux planetary gear are controlled to continuously control the output of the system.
  • a vehicle-side control device that controls the vehicle.
  • the schematic block diagram of the vehicle drive device concerning 1st Embodiment of this invention An alignment chart of operating states (continuously variable speed, reverse rotation) of the vehicle drive device according to the first embodiment; An alignment chart of operating states (fixed ratio reduction, reverse rotation) of the vehicle drive device according to the first embodiment; Collinear diagram of the operating state (continuously variable transmission, normal rotation) of the vehicle drive device according to the first embodiment; Collinear diagram of the operating state (fixed reduction ratio, normal rotation) of the vehicle drive device according to the first embodiment;
  • the schematic block diagram of the vehicle drive device concerning one modification of 1st Embodiment of this invention The schematic block diagram of the vehicle drive device concerning another modification of 1st Embodiment of this invention, The schematic block diagram of the vehicle drive device concerning another modification of 1st Embodiment of this invention, The schematic block diagram of a vehicle provided with the vehicle drive device concerning 1st Embodiment
  • the conventional problem is solved by using a continuously variable sub-transmission as compared with a two-stage sub-transmission. This will be described in detail below.
  • the Ravigneaux planetary gear 501 includes a first sun gear 504, a second sun gear 505, a first pinion gear 506, a second pinion gear 507, a ring gear 508, and a pinion carrier 509.
  • the first sun gear 504 meshes with the first pinion gear 506 via the second pinion gear 507.
  • the second sun gear 505 meshes with the first pinion gear 506.
  • the first pinion gear 506 is a gear that is long in the axial direction, and meshes with the second sun gear 505 on the downstream side of the portion that meshes with the second pinion gear 507.
  • the first input path is connected to the second sun gear 505 and the second input path is connected to the first sun gear 504.
  • One output path is connected to the ring gear 508.
  • the friction clutch 502 and the friction brake 503 are also connected to a rotating shaft 516 that rotates integrally with the rotor 511a of the electric motor 511.
  • the friction clutch 502 or the friction brake 503 Even if the electrical input from the electric motor 511 becomes zero by fastening, the engine 510 can be driven only.
  • the friction clutch 502 and the friction brake 503 are configured to be controlled to be engaged (engaged or released) by the control mechanism 316.
  • the control mechanism 316 is a hydraulic piston or an electric actuator that causes the friction clutch 502 and / or the friction brake 503 to be independently engaged or released.
  • torque is transmitted by pressing the alternately overlapping discs 341 and driven plates 343 in the axial direction, and the pressing operation itself is directly pressed by a hydraulic piston.
  • it can be performed by pushing with an electric actuator through a bearing.
  • the friction brake 503 the rotation is stopped by pressing the disks 344 and the driven plate 345, which are alternately overlapped, in the axial direction. It can be done by pushing with an electric actuator through a bearing.
  • the pinion carrier 509 is connected to a drive ring 342 described later.
  • the friction clutch 502 and the friction brake 503 are configured as follows.
  • An annular disk 341 for the friction clutch 502 is connected to the outer surface of the input side member 340 that is concentrically connected to the rotating shaft 516 of the electric motor 511 and rotates integrally with the rotating shaft 516.
  • a drive ring 342 having a rotation axis concentric with the rotation shaft 516 is provided with an annular driven plate 343 for the friction clutch 502 facing the disk 341 on the inner surface side. The direction is constrained.
  • An annular disk 344 for the friction brake 503 is connected to the outer surface side of the drive ring 342, and an annular driven plate 345 for the friction brake 503 is opposed to the annular disk 344 at a fixed end (vehicle).
  • the case 520 of the driving device 513 is connected to the inner peripheral surface of the 520.
  • the driven plate 345 is restrained in the rotational direction with respect to the fixed end 520, but is movable in the axial direction of the rotational shaft 516.
  • the annular disk 341 for the friction clutch 502 and the annular driven plate 343 are alternately arranged at intervals, and the annular disk 344 for the friction brake 503 and the annular ring are arranged.
  • the driven plates 345 are alternately arranged at intervals.
  • the adjacent disk 344 for the friction brake 503 and the annular driven plate 345 can be pressed against or separated from each other, and the relative rotation can be restricted.
  • the disk 344 and the driven plate 345 for the friction brake 503 can advance and retreat in the axial direction, and the drive ring 342 is constrained in the axial direction.
  • restricting means that the member is moved in the axial direction by driving the control mechanism 316, and any member is moved in the axial direction in contact with each other to connect the members. This means either moving in the axial direction to disconnect the members, or moving one of the members in the axial direction approaching each other and sliding while making contact between the members (half-clutch).
  • FIGS. 2 to 5 are collinear diagrams showing the dynamic relationship between the rotational speed and torque of each rotating element in the vehicle drive device 513.
  • the collinear charts of FIGS. 2 to 5 show that in the horizontal axis X direction, the four vertical lines are rotating elements from the left, the second sun gear 505 of the Ravigneaux planetary gear 501, the pinion carrier 509, and the ring gear 508.
  • the first sun gear 504 are two-dimensional coordinates indicating the relative rotational speed in the Y-axis direction, and one dotted diagonal line is connected to the rotational speed, that is, the output shaft.
  • the rotational speeds of the engine 510 and the electric motor 511 as an example are shown.
  • the rotational direction, rotational speed, and torque output from the ring gear 508 are determined by the rotational direction, rotational speed, and torque of the engine 510 and the electric motor 511 (the rotational speed and torque are expressed as a linear relationship on the nomograph. , See dotted line).
  • the rotational directions, rotational speeds, and torques of the engine 510 and the electric motor 511 are not simply determined by the vehicle drive device 513 alone, but based on the user's request, the vehicle drive device 513.
  • a vehicle-side control device (ECU (engine control unit) or the like) 590 including the engine 510 and the motor 511 comprehensively determines from the efficiency of each of the engine 510 or the electric motor 511, the battery state, etc. Determine and control the state.
  • FIG. 3 is a reduction ratio fixed mode of the vehicle drive device 513, and the relationship between the rotation directions of the second sun gear 505 (input) and the ring gear 508 (output) is reversed.
  • the friction brake 503 is fastened by the control mechanism 316 and the pinion carrier 509 is fixed, the reduction ratio is fixed. Therefore, if the rotational speed of the engine 510 connected to the second sun gear 505 is determined, the first sun gear is determined. The rotational speed of the electric motor 511 connected to 504 and the output value at the ring gear 508 are determined.
  • FIG. 4 shows a continuously variable transmission mode of the vehicle drive device 513, and the relationship between the rotation directions of the second sun gear 505 (input) and the ring gear 508 (output) is the same direction rotation. Further, when the friction clutch 502 and the friction brake 503 are not engaged by the control mechanism 316 and the pinion carrier 509 is in a free state, the engine 510 and the electric motor 511 are rotated in the same rotational direction, thereby causing the first sun gear 504 to move. By making the rotation direction of the connected electric motor 511 the same as the rotation direction of the engine 510 connected to the second sun gear 505, the output at the ring gear 508 is also the same rotation direction and connected to the first sun gear 504.
  • FIG. 5 is a reduction ratio fixed mode of the vehicle drive device 513, and the relationship between the rotation directions of the second sun gear 505 (input) and the ring gear 508 (output) is the same direction rotation. Further, by connecting the pinion carrier 509 and the first sun gear 504 with the friction clutch 502 connected to the pinion carrier 509 by driving the control mechanism 316, the reduction ratio is fixed to 1 and the second sun gear 505 is connected. If the rotational speed of the engine 510 is determined, the rotational speed of the electric motor 511 connected to the first sun gear 504 and the output value at the ring gear 508 are determined.
  • transmission 512 has a pair of pulleys 311b (only one pulley 311b is shown and the other pulley is not shown) and a pair of pulleys that can adjust the distance between opposing sheave surfaces 311a. It can be constituted by a belt or chain belt-like member 311c laid over 311b.
  • the problem of a shift shock or a discontinuity in acceleration can be solved.
  • the continuously variable auxiliary transmission compared to the two-stage auxiliary transmission between high and low in Patent Document 3, according to the first embodiment, the continuously variable auxiliary transmission.
  • the vehicle drive device 513 when used in combination with the existing transmission 512, the vehicle drive device 513 functions as a continuously variable sub-transmission, widens the transmission ratio width (ratio coverage) of the existing transmission 512, and travels the vehicle. Performance and fuel consumption can be improved. Further, since the vehicle drive device 513 functions as a continuously variable sub-transmission, a smooth operation can be realized. Further, by adding the electric motor 511, the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
  • the two input paths include an internal motor 511 as the second input gear 505 as the first input path and an internal combustion engine 504 as the second input path.
  • An engine 510 as an example of an engine may be connected to each other, and the friction brake 503 may be connected to the ring gear 508 and the output 517 may be connected to the pinion carrier 509.
  • the control mechanism 316 can move the disc and the driven plate in the axial direction in order to control the engagement of the friction clutch 502 and the friction brake 503. In this modification, the same effects as in the first embodiment can be obtained.
  • the two input paths include a second sun gear 505 as a first input path and a first motor 511 as a first input path and a first sun gear 504 as a second input path. May be connected to the second electric motor 531.
  • a stator 531b for the rotor 531a of the electric motor 531 is fixed to a fixed end (case of the vehicle drive device 513) 520, and the rotor 531a rotates with respect to the stator 531b.
  • the second electric motor 531 is disposed at the position of the electric motor 511 in FIG. 1, and the first electric motor 511 is disposed upstream of the second electric motor 531 and downstream of the torsional vibration damper 521. It arrange
  • This another modification can provide the following effects.
  • the motor when driving the vehicle, if the required driving force is small, the motor must use a region where the load is small and the efficiency is low.
  • either the first electric motor 511 or the second electric motor 531 is used as a driving electric motor, and the other electric motor is used as a generator, that is, a load electric motor.
  • the other motor By driving in a region with higher load and higher efficiency and exceeding the driving force required for driving the vehicle, the other motor can generate electric power and be stored as electric energy.
  • the electrical energy stored here can be used later for driving the vehicle.
  • the required driving force for driving the vehicle is large, the motor must use a region where the load is high and the efficiency is low. In such a case, by sharing the driving force between the first electric motor 511 and the second electric motor 531, it is possible to reduce the load of each electric motor and operate in a highly efficient region.
  • another clutch 540 is added between the torsional vibration damper 521 and the second sun gear 505 so that the engine 510 can be disconnected. Also good.
  • the damper 521 is a damper for transmitting torque of the engine 510 and absorbing and damping torsional vibration.
  • the input side member 540a is connected to the downstream side of the torsional vibration damper 521, and the output side member 540b facing and adjacent to the input side member 540a is connected to the output shaft 541 of the other clutch 540.
  • the output shaft 541 is connected to the second sun gear 505.
  • the torque of the engine 510 is transmitted to the output shaft 541, while when the input side member 540a and the output side member 540b are separated, the engine The torque 510 can be prevented from being transmitted to the output shaft 541.
  • the friction clutch 502 that restricts the relative rotation between any two of the first sun gear 504 and the second sun gear 505, the pinion carrier 509, and the ring gear 508 of the first embodiment.
  • the following two combinations may be modified.
  • FIG. 10 shows an example in which a friction clutch 502 is disposed between the pinion carrier 509 and the ring gear 508 as a modification.
  • a ring member 340 a in which the pinion carrier 509 and the drive ring 342 are connected and an annular disk 341 for the friction clutch 502 is connected to the outer surface is connected to the ring gear 508 and the second output shaft 517.
  • FIG. 11 is an example in which a friction clutch 502 is disposed between the first sun gear 504 and the second sun gear 505 as another modification. That is, the first sun gear 504 and the rotating ring 342c that rotates integrally with the rotor 511a of the electric motor 511 are connected via the rotating shaft 516. Further, a first output shaft 515 to which an annular disk 341 for the friction clutch 502 is connected to the outer surface and a second sun gear 505 are connected.
  • the effects obtained by the friction clutch 502 can be basically the same and have the same effects.
  • the frictional brake 503 between the pinion carrier 509 and the fixed end 520 is engaged (that is, the frictional clutch 502 is released and the disk 341 and the plate 343 are rotating relative to each other). From the viewpoint of drag torque, a difference occurs as follows. Specifically, it is as follows.
  • the magnitude of the relative rotational speed difference is (2) configuration example of FIG. 10 ⁇ (1) configuration example of FIG. 1 ⁇ (3) configuration example of FIG. It becomes the relationship.
  • the friction clutch 502 touching on the problem of the relative rotational speed difference occurring, the friction clutch 502 is basically close to a state where no torque is transmitted when the friction clutch 502 is disengaged. Since lubricating oil intervenes between the plates, a viscous resistance component in the shearing direction remains, which leads to drag torque, that is, power loss.
  • the vehicle drive device and the vehicle according to the present invention do not cause a user's discomfort based on a shift shock or a discontinuous change in acceleration, and are useful for various vehicles such as small cars.

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Abstract

車両用駆動装置は、ラビニヨ式遊星歯車５０１と摩擦式クラッチ５０２及び摩擦式ブレーキ５０３で構成され、ラビニヨ式遊星歯車に対して二系統の入力経路５１６，５１５と一系統の出力経路５１７とを設け、二系統の入力を各々調整することにより、一系統の出力を無段階に調整できる。

Description

車両用駆動装置及び車両
　本発明は、車両用駆動装置及び車両に関する。
　無段変速機に２段の副変速機を組み合わせて、ハイとローとの２段の間での切替時に減速比が不連続に変化することが特許文献１に開示されている。
特許第４６６０５８３号
　しかしながら、前記従来技術では、無段変速機に２段の副変速機を組み合わせる場合、ハイとローとの間での切替時に減速比が不連続に変化する為、その相対回転速度差分のエネルギーを吸収する際に変速ショック、又は、加速度の不連続変化に基づくユーザの不快感が発生するという課題があった。
　従って、本発明の目的は、前記問題を解決することにあって、変速ショック、又は、加速度の不連続変化に基づくユーザの不快感が発生しない車両用駆動装置及び車両を提供することにある。
　前記目的を達成するために、本発明の１つの態様によれば、ラビニヨ式遊星歯車と摩擦式クラッチ及び摩擦式ブレーキで構成され、該ラビニヨ式遊星歯車に対して二系統の入力経路と一系統の出力経路とを設け、該二系統の入力を各々調整することにより、一系統の出力を無段階に調整する、車両用駆動装置を提供する。
　また、前記目的を達成するために、本発明の別の態様によれば、ラビニヨ式遊星歯車と摩擦式クラッチ及び摩擦式ブレーキで構成され、前記ラビニヨ式遊星歯車に対して二系統の入力経路と一系統の出力経路とを設ける車両用駆動装置と、
　前記摩擦式クラッチ及び前記摩擦式ブレーキを開放した状態で、前記ラビニヨ式遊星歯車に接続された前記二系統の入力の回転方向及び回転速度及びトルクを各々制御して前記一系統の出力を無段階に制御する、車両側の制御装置と、を備える車両を提供する。
　本発明の前記態様によれば、二系統の入力を各々調整することにより、一系統の出力を無段階に調整することができて、変速ショック、又は、加速度の不連続変化に基づくユーザの不快感が発生させることがない。
　　本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
本発明の第１実施形態にかかる車両用駆動装置の概略構成図、 第１実施形態にかかる車両用駆動装置の作動状態（無段変速、逆転）の共線図、 第１実施形態にかかる車両用駆動装置の作動状態（減速比固定、逆転）の共線図、 第１実施形態にかかる車両用駆動装置の作動状態（無段変速、正転）の共線図、 第１実施形態にかかる車両用駆動装置の作動状態（減速比固定、正転）の共線図、 本発明の第１実施形態の１つの変形例にかかる車両用駆動装置の概略構成図、 本発明の第１実施形態の別の変形例にかかる車両用駆動装置の概略構成図、 本発明の第１実施形態のさらに別の変形例にかかる車両用駆動装置の概略構成図、 本発明の第１実施形態にかかる車両用駆動装置を備える車両の概略構成図、 本発明の第１実施形態のまた別の変形例にかかる車両用駆動装置の概略構成図、 本発明の第１実施形態のまた別の変形例にかかる車両用駆動装置の概略構成図。
　以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　（第１実施形態）
　本発明の第１実施形態にかかる車両用駆動装置５１３は、図１に示すように、ラビニヨ式遊星歯車５０１と、摩擦式クラッチ５０２及び摩擦式ブレーキ５０３と、制御機構３１６とで構成されている。このような構成において、ラビニヨ式遊星歯車５０１に対して二系統の入力経路と一系統の出力経路とを設け、摩擦式クラッチ５０２及び摩擦式ブレーキ５０３を開放した状態で、ラビニヨ式遊星歯車５０１に接続された該二系統の入力の回転方向及び回転速度及びトルクを各々調整（制御）することにより、一系統の出力を無段階に調整（制御）できるものである。第１実施形態にかかる車両用駆動装置５１３を備える車両５９１（図９参照）には、後述する車両側の制御装置（ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）等）５９０が備えられて、前記制御を行うものである。
　この第１実施形態では、２段の副変速機と比べて、無段の副変速機とすることで従来の課題を解決しようとしている。以下に詳細に説明する。
　ラビニヨ式遊星歯車５０１は、第１サンギヤ５０４と、第２サンギヤ５０５と、第１ピニオンギヤ５０６と、第２ピニオンギヤ５０７と、リングギヤ５０８と、ピニオンキャリア５０９とを備えて構成されている。
　第２ピニオンギヤ５０７と第１ピニオンギヤ５０６は、同一のピニオンキャリア５０９で相対回転規制されている。
　第１サンギヤ５０４は、第２ピニオンギヤ５０７を介して第１ピニオンギヤ５０６に噛み合っている。
　第２サンギヤ５０５は、第１ピニオンギヤ５０６と噛み合っている。第１ピニオンギヤ５０６は軸方向に長いギヤであり、第２ピニオンギヤ５０７と噛み合う部分の下流側で第２サンギヤ５０５と噛み合っている。
　第１ピニオンギヤ５０６とリングギヤ５０８とが噛み合っている。リングギヤ５０８は第１ピニオンギヤ５０６の外側に配置されている。
　二系統の入力経路は、第１の入力経路が第２サンギヤ５０５に接続され、第２の入力経路が第１サンギヤ５０４に接続されている。一系統の出力経路は、リングギヤ５０８に接続されている。
　一例として、図１では、二系統の入力経路のうちの第１の入力経路としては、内燃機関の一例としてのエンジン５１０の第１出力軸５１５と第２サンギヤ５０５とが接続されて構成される。第２の入力経路としては、電動機５１１の回転子５１１ａと一体的に回転する回転軸５１６と第１サンギヤ５０４とが接続されて構成されている。一系統の出力経路としての第２出力軸５１７は、上流側でリングギヤ５０８と接続されているとともに、下流側で変速機５１２と接続されている。
　電動機５１１の回転子５１１ａに対する固定子５１１ｂは、固定端（車両用駆動装置５１３のケース）５２０に固定されており、固定子５１１ｂに対して回転子５１１ａが回転する。
　摩擦式クラッチ５０２及び摩擦式ブレーキ５０３も、電動機５１１の回転子５１１ａと一体的に回転する回転軸５１６と接続されており、バッテリーの電力がなくなったとき、摩擦式クラッチ５０２又は摩擦式ブレーキ５０３の締結により、電動機５１１からの電気的な入力がゼロになっても、エンジン５１０のみで駆動可能な構成としている。
　摩擦式クラッチ５０２及び摩擦式ブレーキ５０３は、制御機構３１６により締結制御（締結又は開放）されるように構成されている。ここで、制御機構３１６とは、摩擦式クラッチ５０２及び／又は摩擦式ブレーキ５０３をそれぞれ独立して締結又は開放させる油圧ピストン又は電動アクチュエータなどである。例えば、摩擦式クラッチ５０２の場合には、交互に重なり合ったディスク３４１とドリブンプレート３４３とを軸方向に押し付けていくことでトルク伝達をするものであって、押し付ける動作自体は、油圧ピストンで直押し、又は、ベアリングを介して電動アクチュエータで押す動作で行うことができる。摩擦式ブレーキ５０３の場合には、交互に重なり合ったディスク３４４とドリブンプレート３４５とを軸方向に押し付けていくことで回転を停止させるものであって、押し付ける動作自体は、油圧ピストンで直押し、又は、ベアリングを介して電動アクチュエータで押す動作で行うことができる。
　具体的には、摩擦式クラッチ５０２は、回転軸５１６とラビニヨ式遊星歯車５０１のピニオンキャリア５０９との相対回転を規制し、摩擦式ブレーキ５０３は、ラビニヨ式遊星歯車５０１のピニオンキャリア５０９と固定端（車両用駆動装置５１３のケース）５２０との相対回転を規制している。
　ピニオンキャリア５０９は、後述する駆動リング３４２と連結されている。
　より具体的には、図１に示すように、摩擦式クラッチ５０２及び摩擦式ブレーキ５０３は、以下のように構成されている。
　電動機５１１の回転軸５１６に同心で連結されて回転軸５１６と一体的に回転する入力側部材３４０の外面には、摩擦式クラッチ５０２用の円環状のディスク３４１が接続されている。回転軸５１６とは回転軸心が同心に配置された駆動リング３４２は、内面側に、摩擦式クラッチ５０２用の円環状のドリブンプレート３４３がディスク３４１に対向して配置され、回転軸５１６の軸方向に対しては拘束されている。駆動リング３４２の外面側には、摩擦式ブレーキ５０３用の円環状のディスク３４４が接続され、円環状のディスク３４４に対向して摩擦式ブレーキ５０３用の円環状のドリブンプレート３４５が固定端（車両用駆動装置５１３のケース）５２０の内周面に接続されている。なお、ドリブンプレート３４５は固定端５２０に対して、回転方向には拘束されているが、回転軸５１６の軸方向には移動可能な状態となっている。このように、摩擦式クラッチ５０２用の円環状のディスク３４１と円環状のドリブンプレート３４３とが交互に間隔をあけて配置されているとともに、摩擦式ブレーキ５０３用の円環状のディスク３４４と円環状のドリブンプレート３４５とが交互に間隔をあけて配置されている。これにより、制御機構３１６の締結制御により、油圧ピストン又は電動アクチュエータなどで軸方向に進退させて、摩擦式クラッチ５０２用の隣り合うディスク３４１とドリブンプレート３４３とが圧接又は離間可能となり、相対回転規制可能とするとともに、同時に、摩擦式ブレーキ５０３用の隣り合うディスク３４４と円環状のドリブンプレート３４５とが圧接又は離間可能となり、相対回転規制可能としている。なお、摩擦式ブレーキ５０３用のディスク３４４とドリブンプレート３４５とは軸方向に進退可能であり、駆動リング３４２は軸方向に対しては拘束されている。
　摩擦式クラッチ５０２は、第１サンギヤ５０４と、第２サンギヤ５０５と、ピニオンキャリア５０９と、リングギヤ５０８とのうち、いずれか２つの要素の間の相対回転を規制し、摩擦式ブレーキ５０３は、ピニオンキャリア５０９と固定端（車両用駆動装置５１３のケース）５２０との間での相対回転を規制するように構成している。
　ここで、規制するとは、制御機構３１６の駆動により部材を軸方向に進退させて、いずれかの部材を互いに接触する軸方向に移動させて部材同士を接続する、いずれかの部材を互いに離間する軸方向に移動させて部材同士の接続を切る、いずれかの部材を互いに接近する軸方向に移動させて部材同士間で接触しながら滑らせる（半クラッチ）のいずれかを意味している。
　このような構成にかかる車両用駆動装置５１３の動作について説明する。
　図２は、車両用駆動装置５１３の作動状態（無段変速、逆転）の共線図である。図３は、車両用駆動装置５１３の作動状態（減速比固定、逆転）の共線図である。図４は、車両用駆動装置５１３の作動状態（無段変速、正転）の共線図である。図５は、車両用駆動装置５１３の作動状態（減速比固定、正転）の共線図である。
　ここで、図２～図５は、車両用駆動装置５１３において、各回転要素の回転速度及びトルクの力学的な関係を示す共線図を示している。図２～図５の共線図は、横軸Ｘ方向において、４本の縦線は、回転要素として、左から、ラビニヨ式遊星歯車５０１の第２サンギヤ５０５と、ピニオンキャリア５０９と、リングギヤ５０８と、第１サンギヤ５０４とのギヤ比の関係を示し、縦軸Ｙ方向において相対的回転速度を示す二次元座標であり、１本の点線の斜線が回転速度すなわち出力軸に接続される内燃機関の一例であるエンジン５１０と電動機５１１とのそれぞれの回転速度を示している。
　図２は、車両用駆動装置５１３の無段変速モードであり、エンジン５１０と電動機５１１との回転方向を逆転関係にすることで、第２サンギヤ５０５（入力）とリングギヤ５０８（出力）との回転方向の関係は逆転している。また、制御機構３１６により摩擦式クラッチ５０２及び摩擦式ブレーキ５０３が締結されずにピニオンキャリア５０９がフリーの状態で、第１サンギヤ５０４に回転軸５１６を介して接続された電動機５１１の回転速度と、第２サンギヤ５０５に第１出力軸５１５を介して接続されたエンジン５１０の回転速度とを調整することにより、任意の減速比を得て、リングギヤ５０８での出力の値を調整することができる。リングギヤ５０８から出力される回転方向及び回転速度及びトルクの大きさは、エンジン５１０と電動機５１１との回転方向及び回転速度及びトルクによって決まる（回転速度及びトルクについては、共線図上の直線関係として、点線を参照）。ここで、エンジン５１０と電動機５１１とのそれぞれの回転方向及び回転速度及びトルクは、この車両用駆動装置５１３単体で単純に決定されるものではなく、ユーザの要求に基づいて、車両用駆動装置５１３を備える車両側の制御装置（ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）等）５９０が、エンジン５１０又は電動機５１１のそれぞれの効率又はバッテリーの状態等から総合的に判断をして、エンジン５１０と電動機５１１との運転状態を決定して制御する。
　図３は、車両用駆動装置５１３の減速比固定モードであり、第２サンギヤ５０５（入力）とリングギヤ５０８（出力）との回転方向の関係は逆転している。また、制御機構３１６により摩擦式ブレーキ５０３が締結されピニオンキャリア５０９が固定されると、減速比が固定される為、第２サンギヤ５０５に接続されたエンジン５１０の回転速度が決まれば、第１サンギヤ５０４に接続された電動機５１１の回転速度とリングギヤ５０８での出力の値とが決まる。
　図４は、車両用駆動装置５１３の無段変速モードであり、第２サンギヤ５０５（入力）とリングギヤ５０８（出力）との回転方向の関係は同一方向回転である。また、制御機構３１６により摩擦式クラッチ５０２及び摩擦式ブレーキ５０３が締結されずにピニオンキャリア５０９がフリーの状態で、エンジン５１０と電動機５１１とを同一回転方向に回転させることにより、第１サンギヤ５０４に接続された電動機５１１の回転方向を、第２サンギヤ５０５に接続されたエンジン５１０の回転方向と同じにすることにより、リングギヤ５０８での出力も同じ回転方向となるとともに、第１サンギヤ５０４に接続された電動機５１１の回転速度と、第２サンギヤ５０５に接続されたエンジン５１０の回転速度とを調整することにより、任意の減速比を得て、リングギヤ５０８での出力の値を調整することができる。ここで、エンジン５１０と電動機５１１とを同一回転方向に回転させると、入出力は同一方向に回転することになる。電動機５１１の正転及び逆転、及び、回転速度の調整は、制御装置（インバータ等）５９０で行うことができる。
　図５は、車両用駆動装置５１３の減速比固定モードであり、第２サンギヤ５０５（入力）とリングギヤ５０８（出力）との回転方向の関係は同一方向回転である。また、制御機構３１６の駆動によりピニオンキャリア５０９に接続された摩擦式クラッチ５０２でピニオンキャリア５０９と第１サンギヤ５０４とをつなぐことにより、減速比が１となって固定され、第２サンギヤ５０５に接続されたエンジン５１０の回転速度が決まれば、第１サンギヤ５０４に接続された電動機５１１の回転速度とリングギヤ５０８での出力の値とが決まる。
　なお、変速機５１２は、ＣＶＴの場合、対向するシーブ面３１１ａの距離を調整可能な１対のプーリ３１１ｂ（一方のプーリ３１１ｂのみを図示し、他方のプーリは不図示）と、１対のプーリ３１１ｂに架け渡されたベルト又はチェーンの帯状部材３１１ｃとによって構成することができる。
　前記したように、第１実施形態によれば、二系統の入力を、最低限、連続的に（滑らかに）調整すれば、変速ショック又は加速度の不連続感という課題は解決できる。言い換えると、摩擦式クラッチ又は摩擦式ブレーキのように、多少の滑りは許容するものの、ほぼＯＮ＼ＯＦＦの２状態しか持たない（＝不連続な）要素で急激に相対回転を規制する場合には、変速ショック又は加速度の不連続感という課題が発生するため、例えば駆動している電動機を瞬間的に停止させる（制動）等をすると、ユーザはショック等を受けることになる。
　より具体的には、第１実施形態によれば、特許文献３のハイとローとの間での２段の副変速機と比べて、第１実施形態によれば、無段の副変速機とすることで、副変速機の変速に係る変速ショック、又は、加速度の不連続変化に基づくユーザの不快感を無くす事が可能である。また、既存の変速機５１２と組み合わせて用いることで、車両用駆動装置５１３が無段の副変速機として機能し、該既存の変速機５１２の変速比幅（レシオカバレージ）を広げ、車両の走行性能と燃費とを向上させることができる。また、車両用駆動装置５１３が無段の副変速機として機能することで、滑らかな作動を実現することができる。また、電動機５１１の付加により、車両の燃費を向上させることができる。
　第１実施形態の変形例として、図６に示すように、二系統の入力経路は、第１の入力経路として第２サンギヤ５０５が電動機５１１と、第２の入力経路として第１サンギヤ５０４が内燃機関の一例としてのエンジン５１０とそれぞれ接続し、摩擦式ブレーキ５０３をリングギヤ５０８に、出力５１７をピニオンキャリア５０９に接続されるようにしてもよい。なお、制御機構３１６は、摩擦式クラッチ５０２及び摩擦式ブレーキ５０３を締結制御するために、ディスクとドリブンプレートを軸方向に進退可能としている。この変形例では、第１実施形態と同様な効果を奏することができる。
　また、別の変形例として、図７に示すように、二系統の入力経路は、第１の入力経路として第２サンギヤ５０５が第１の電動機５１１と、第２の入力経路として第１サンギヤ５０４が第２の電動機５３１とそれぞれ接続されるようにしてもよい。電動機５３１の回転子５３１ａに対する固定子５３１ｂは、固定端（車両用駆動装置５１３のケース）５２０に固定されており、固定子５３１ｂに対して回転子５３１ａが回転する。なお、図７では、図１の電動機５１１の位置に第２の電動機５３１を配置し、第１の電動機５１１を第２の電動機５３１の上流側で捩じり振動ダンパー５２１の下流側の第１出力軸５１５に連結するように配置している。
　この別の変形例では、以下のような効果を奏することができる。一般に、車両を駆動する際に、必要駆動力が小さい場合、電動機は負荷が小さく効率が低い領域を使用しなければならない。このような場合に、第１の電動機５１１と第２の電動機５３１とのいずれかを駆動用電動機として使用し、もう一方の電動機を発電機すなわち負荷用電動機として使用することにより、駆動用電動機を、より負荷が高く効率の高い領域で運転し、車両駆動に必要な駆動力を上回る分は、もう一方の電動機で発電し、電気エネルギーとして蓄えることができる。ここで蓄えた電気エネルギーは、後で、車両駆動に用いることができる。また逆に、車両を駆動する際の必要駆動力が大きい場合、電動機は負荷が高く効率が低い領域を使用しなければならない。このような場合に、第１の電動機５１１と第２の電動機５３１で駆動力を分担することで個々の電動機の負荷を下げ、効率の高い領域で運転することができる。
　また、さらに別の変形例として、図８に示すように、捩じり振動ダンパー５２１と第２サンギヤ５０５との間に別のクラッチ５４０を追加して、エンジン５１０を切り離し可能とするようにしてもよい。ダンパー５２１は、エンジン５１０のトルクを伝達するとともに捩り振動を吸収及び減衰するためのダンパーである。別のクラッチ５４０は、入力側部材５４０ａが捩じり振動ダンパー５２１の下流側に接続され、入力側部材５４０ａに隣接して対向する出力側部材５４０ｂが、別のクラッチ５４０の出力軸５４１と接続されている。出力軸５４１は第２サンギヤ５０５に連結されている。よって、入力側部材５４０ａと出力側部材５４０ｂとが締結されているときには、エンジン５１０のトルクを出力軸５４１に伝達する一方、入力側部材５４０ａと出力側部材５４０ｂとが分離しているときには、エンジン５１０のトルクを出力軸５４１に伝達しないようにすることができる。
　この別の変形例によれば、車両を電動機５１１のみで駆動する場合、もしくは電動機５１１により車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回生する場合に、エンジン５１０の連れ回りによる損失（摩擦及びポンピング損失）を排除することができ、駆動時の効率及び回生量を向上させることができる。
　さらに、第１実施形態の第１サンギヤ５０４と第２サンギヤ５０５、ピニオンキャリア５０９、リングギヤ５０８とのうち、いずれか２つの要素の間の相対回転を規制する摩擦式クラッチ５０２の例として、前記した第１サンギヤ５０４とピニオンキャリア５０９との組み合わせ以外に、以下に示す２つの組み合わせの変形例としてもよい。
　図１０は、変形例として、ピニオンキャリア５０９とリングギヤ５０８との間に摩擦式クラッチ５０２を配置する例である。すなわち、ピニオンキャリア５０９と駆動リング３４２とが接続され、摩擦式クラッチ５０２用の円環状のディスク３４１が外面に接続されたリング部材３４０ａが、リングギヤ５０８及び第２出力軸５１７と接続されている。
　また、図１１は、別の変形例として、第１サンギヤ５０４と第２サンギヤ５０５との間に摩擦式クラッチ５０２を配置する例である。すなわち、第１サンギヤ５０４と、回転軸５１６を介して、電動機５１１の回転子５１１ａと一体的に回転する回転リング３４２ｃとが接続されている。また、摩擦式クラッチ５０２用の円環状のディスク３４１が外面に接続された第１出力軸５１５と第２サンギヤ５０５とが接続されている。
　図１の実施形態及び図１０の変形例及び図１１の変形例の合計３つの構成例では、摩擦式クラッチ５０２によって得られる効果は、基本的に共通して同様な効果を奏することができるが、ピニオンキャリア５０９と固定端５２０の間の摩擦式ブレーキ５０３を締結している（すなわち、摩擦式クラッチ５０２は開放され、ディスク３４１とプレート３４３が相対回転している）際の摩擦式クラッチ５０２の引き摺りトルクの観点では、以下のように、差が生じる。具体的には、以下の通りである。
　（１）図１の構成例の場合には、図３の中での第１サンギヤ５０４上に記載している下向き矢印の長さの分だけ、摩擦式クラッチ５０２のディスク３４１及びプレート３４３間に相対回転速度差が発生する。
　（２）図１０の構成例の場合には、図３の中でのリングギヤ５０８上に記載している下向き矢印の長さの分だけ、摩擦式クラッチ５０２のディスク３４１及びプレート３４３間に相対回転速度差が発生する。
　（３）図１１の構成例の場合には、図３の中での第２サンギヤ５０５上に記載している上向き矢印と第１サンギヤ５０４上に記載している下向き矢印の長さを足した分だけ、摩擦式クラッチ５０２のディスク３４１及びプレート３４３間に相対回転速度差が発生する。
　これらをまとめると、相対回転速度差の大きさは、
　　（２）の図１０の構成例＜（１）の図１の構成例＜（３）の図１１の構成例、
という関係になる。ここで、相対回転速度差が発生することの問題について触れると、摩擦式クラッチ５０２の開放状態では、基本的にトルク伝達しない状態に近づくが、湿式クラッチ等では、開放状態にあってもディスクとプレートとの間に潤滑油が介在する為、せん断方向の粘性抵抗成分が残り、これが引き摺りトルク、すなわち、動力損失に繋がる。
　したがって、引き摺りトルクの観点では、（２）の図１０の構成例、（１）の図１の構成例、（３）の図１１の構成例、の順で優れていると言える。
　なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
　　本発明は、添付図面を参照しながら実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
　本発明にかかる車両用駆動装置及び車両は、変速ショック、又は、加速度の不連続変化に基づくユーザの不快感を発生させることがなく、小型自動車を始めとする各種車両に有用である。
３１１ａ　シーブ面
３１１ｂ　プーリ
３１１ｃ　帯状部材
３１６　制御機構
３４０　入力側部材
３４０ａ　リング部材
３４１　ディスク
３４２，３４２ｂ　駆動リング
３４２ｃ　回転リング
３４３　ドリブンプレート
３４４　ディスク
３４５　ドリブンプレート
５０１　ラビニヨ式遊星歯車
５０２　摩擦式クラッチ
５０３　摩擦式ブレーキ
５０４　第１サンギヤ
５０５　第２サンギヤ
５０６　第１ピニオンギヤ
５０７　第２ピニオンギヤ
５０８　リングギヤ
５０９　ピニオンキャリア
５１０　エンジン
５１１　電動機
５１１ａ　回転子
５１１ｂ　固定子
５１２　変速機
５１３　車両用駆動装置
５１５　第１出力軸
５１６　回転軸
５１７　第２出力軸
５２０　固定端（車両用駆動装置のケース）
５２１　捩じり振動ダンパー
５３１　第２電動機
５３１ａ　回転子
５３１ｂ　固定子
５４０　別のクラッチ
５４０ａ　入力側部材
５４０ｂ　出力側部材
５４１　出力軸
５９０　制御装置
５９１　車両

Claims (11)

  1. 　ラビニヨ式遊星歯車と摩擦式クラッチ及び摩擦式ブレーキで構成され、前記ラビニヨ式遊星歯車に対して二系統の入力経路と一系統の出力経路とを設け、前記摩擦式クラッチ及び前記摩擦式ブレーキを開放した状態で、前記ラビニヨ式遊星歯車に接続された前記二系統の入力の回転方向及び回転速度及びトルクを各々調整することにより、前記一系統の出力を無段階に調整する、車両用駆動装置。
  2. 　前記ラビニヨ式遊星歯車は、第１サンギヤと、第２サンギヤと、第１ピニオンギヤと、第２ピニオンギヤと、リングギヤと、ピニオンキャリアとを備えて構成される、請求項１に記載の車両用駆動装置。
  3. 　前記第２ピニオンギヤと前記第１ピニオンギヤとが同一のピニオンキャリアで相対回転規制されているとともに、前記第１サンギヤは、前記第２ピニオンギヤを介して前記第１ピニオンギヤと噛み合い、前記第２サンギヤは、前記第１ピニオンギヤと噛み合うとともに、前記第１ピニオンギヤと前記リングギヤとが噛み合う、請求項２に記載の車両用駆動装置。
  4. 　前記二系統の入力経路は、第１の入力経路が前記第２サンギヤに接続され、第２の入力経路が前記第１サンギヤに接続され、かつ前記一系統の出力経路が、前記リングギヤに接続される、請求項２又は３に記載の車両用駆動装置。
  5. 　前記二系統の入力経路は、第１の入力経路が内燃機関と、第２の入力経路が電動機とそれぞれ接続される、請求項１～４のいずれか１つに記載の車両用駆動装置。
  6. 　前記第１サンギヤと前記ラビニヨ式遊星歯車の前記ピニオンキャリアとの相対回転を規制可能な摩擦式クラッチと、
    　前記ラビニヨ式遊星歯車の前記ピニオンキャリアと前記車両用駆動装置のケースとの相対回転を規制可能な摩擦式ブレーキと、
    　前記摩擦式クラッチと前記摩擦式ブレーキとをそれぞれ締結及び開放する制御機構とをさらに備えて、
    　前記制御機構で前記摩擦式クラッチと前記摩擦式ブレーキとをそれぞれ締結又は開放して、前記二系統の入力を各々調整することにより、前記一系統の出力を無段階に調整する、請求項３に記載の車両用駆動装置。
  7. 　前記制御機構で前記摩擦式クラッチと前記摩擦式ブレーキとをそれぞれ開放し、前記第２サンギヤと前記リングギヤとは同一方向回転でありかつ前記ピニオンキャリアがフリーの状態で、前記第１サンギヤに接続された電動機の回転方向を、前記第２サンギヤに接続されたエンジンの回転方向と同じにすることにより、前記リングギヤでの出力も同じ回転方向となるとともに、前記第１サンギヤに接続された前記電動機の回転速度と、前記第２サンギヤに接続された前記エンジンの回転速度とを調整することにより、任意の減速比を得て、前記リングギヤでの出力の値を調整することにより、無段変速モードを達成する、請求項６に記載の車両用駆動装置。
  8. 　前記二系統の入力経路は、第１の入力経路が電動機と、第２の入力経路が内燃機関とそれぞれ接続される、請求項４に記載の車両用駆動装置。
  9. 　前記二系統の入力経路は、第１の入力経路が第１の電動機と、第２の入力経路が第２の電動機とそれぞれ接続される、請求項１～４のいずれか１つに記載の車両用駆動装置。
  10. 　前記第１サンギヤと前記第２サンギヤ、前記ピニオンキャリア、前記リングギヤとのうち、いずれか２つの要素の間の相対回転を規制する摩擦式クラッチと、
    　前記ピニオンキャリアと車両用駆動装置のケースとの相対回転を規制する摩擦式ブレーキと、
    　前記摩擦式クラッチと前記摩擦式ブレーキとをそれぞれ締結及び開放する制御機構とをさらに備えて、
    　前記制御機構で前記摩擦式クラッチと前記摩擦式ブレーキとをそれぞれ開放して、前記二系統の入力を各々調整することにより、前記一系統の出力を無段階に調整する、請求項３に記載の車両用駆動装置。
  11. 　ラビニヨ式遊星歯車と摩擦式クラッチ及び摩擦式ブレーキで構成され、前記ラビニヨ式遊星歯車に対して二系統の入力経路と一系統の出力経路とを設ける車両用駆動装置と、
    　前記摩擦式クラッチ及び前記摩擦式ブレーキを開放した状態で、前記ラビニヨ式遊星歯車に接続された前記二系統の入力の回転方向及び回転速度及びトルクを各々制御して前記一系統の出力を無段階に制御する、車両側の制御装置と、
    　を備える車両。
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