ハイブリッド駆動装置
【課題】トロイダル式無段変速装置、モータ・ジェネレータ、ギヤ機構及び出力軸を一軸上に配置して、ＦＲ用として好適なハイブリッド駆動装置を提供する。
【解決手段】エンジン７側から、トロイダル式無段変速装置２、モータ・ジェネレータ３、反転ギヤ機構４そして出力軸６を順に一軸上に配置する。無段変速装置の出力部１３の回転は、クラッチＣ１、サンギヤＳ２、リングギヤＲ１を介して出力軸６に伝達する。モータ３の出力部１３は、サンギヤＳ２、リングギヤＲ１を介し出力軸６に連動する。
【解決手段】エンジン７側から、トロイダル式無段変速装置２、モータ・ジェネレータ３、反転ギヤ機構４そして出力軸６を順に一軸上に配置する。無段変速装置の出力部１３の回転は、クラッチＣ１、サンギヤＳ２、リングギヤＲ１を介して出力軸６に伝達する。モータ３の出力部１３は、サンギヤＳ２、リングギヤＲ１を介し出力軸６に連動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及びモータ・ジェネレータ（以下単にモータという）からの動力を組合せて車輌等を駆動するハイブリッド駆動装置に係り、詳しくはトロイダル式無段変速装置を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トロイダル式無段変速装置を備えたハイブリッド駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。該ハイブリッド駆動装置は、一軸上にかつエンジン側から順次、入力軸、トロイダル変速装置、モータそして出力軸を配置し、これと平行にカウンタ軸を配置し、エンジンの出力が伝達される入力軸の回転が、トロイダル変速装置及びカウンタ軸を介して出力軸に達すると共に、モータの出力を、カウンタ軸を介して減速して出力軸に伝達する低速モードと、入力軸又は出力軸に直接伝達する高速モードと、を備えている。
【０００３】
即ち、低速モードにあっては、エンジンの回転は、トロイダル変速装置を介してカウンタ軸に伝達されると共に、モータの回転もカウンタ軸に伝達されて、出力軸に出力する。高速モードにあっては、エンジンの回転は、同様にトロイダル変速装置を介してカウンタ軸そして出力軸に伝達され、モータの回転が直接出力軸に伝達される。後進モードにあっては、入力軸とモータ軸とが連結され、エンジン駆動力とモータ駆動力を合せた駆動力が、カウンタ軸を介して出力軸に伝達される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６８４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ハイブリッド駆動装置は、モータ（ジェネレータ）が出力軸側に配置されている関係で回生時にモータ（ジェネレータ）と出力軸とを直結することができ、特に、制動時に後輪荷重減少により後輪の制動力を大きくできないＦＲ車輌に搭載する場合、回生時のエネルギ吸収の効率を高め、燃費向上のために都合がよい。しかし、上記ハイブリッド変速装置は、トロイダル式無段変速装置及びモータを入力軸及び出力軸と同軸上に配置して、ＦＲ用として好適なレイアウトであるのに拘らず、上記一軸上のトロイダル変速装置及びモータと平行にカウンタ軸を配置する必要があり、径方向のサイズ増加を招き、ＦＲ用として車輌に搭載するには、車輌側の大幅な変更等の困難を伴う。また、上記カウンタ軸の外、４個のクラッチが必要となり、構造が複雑となり、この点からもサイズ増加の原因となることが予測される。
【０００６】
本発明は、トロイダル式無段変速装置、モータ及び出力軸のすべての構成要素を一軸上に配置し、もって特にＦＲ車輌用に好適なハイブリッド駆動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジン（７）の駆動力を無段変速装置を介して出力軸（６）に伝達すると共に、モータ・ジェネレータ（３）を前記出力軸に連動してなる、ハイブリッド駆動装置（１１，１２，１３）において、
前記無段変速装置は、前記エンジン駆動力を入力する入力軸（５）と、該入力軸の回転を無段に変速して出力する出力部（１３）とを有するトロイダル式無段変速装置（２）であり、
前記モータ・ジェネレータ（３）の出力部（１４）に連動する第１の要素（Ｓ１）、前記トロイダル式無段変速装置の出力部（１３）に連動する第２の要素（Ｓ２）、前記出力軸（６）に連動する第３の要素（Ｒ１）、及び固定部材（１５）に支持され固定要素（Ｃ）を少なくとも有するギヤ機構（４）を備え、
前記トロイダル式無段変速装置（２）の入力軸（５）及び出力部（１３）と、前記モータ・ジェネレータ（３）と、前記ギヤ機構（４）と、前記出力軸（６）とを一軸上に配置してなる、
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置にある。
【０００８】
エンジン（７）側から、前記トロイダル式無段変速装置（２）、前記モータ・ジェネレータ（３）、ギヤ機構（４）そして出力軸（６）の順に一軸上に配置されてなる。
【０００９】
好ましくは、前記ギヤ機構は、一体に回転する第１及び第２のピニオン（Ｐ１，Ｐ）を支持するキャリヤ（Ｃ）を有するステップピニオンギヤであり、前記固定要素が前記キャリヤ（Ｃ）であり、前記第１の要素が第１のサンギヤ（Ｓ１）であり、前記第２の要素が第２のサンギヤ（Ｓ２）であり、前記第３の要素が第１のリングギヤ（Ｒ１）である。
【００１０】
前記トロイダル式無段変速装置が、フルトロイダル式無段変速装置（２）であり、
該フルトロイダル式無段変速装置の前記出力部（１３）に第１のクラッチ（Ｃ１）を介在し、
前記第１のクラッチ（Ｃ１）を接続し、前記フルトロイダル式無段変速装置（２）の出力部（１３）及び前記モータ・ジェネレータ（３）の出力部と前記出力軸（６）とを連動するエンジン走行モードと、
前記第１のクラッチ（Ｃ１）を切断し、前記モータ・ジェネレータ（３）の出力部と前記出力軸（６）とを連動するモータ走行モードと、を有する。
【００１１】
例えば図１を参照して示すと、前記ギヤ機構は、前記入力軸（５）に連動する第４の要素（Ｒ２）を有し、
前記入力軸に第２のクラッチ（Ｃ２）を介在し、該第２のクラッチを接続すると共に前記第１のクラッチ（Ｃ１）を切断して、前記入力軸（５）と前記出力軸（６）とを直接的に連動する固定段走行モードを有する。
【００１２】
例えば図３を参照して示すと、エンジン（７）からの駆動力を前記入力軸（５）に接続又は切断するクラッチ（Ｃ０）を配置してなる。
【００１３】
例えば図５を参照して示すと、前記ギヤ機構（４）の前記第３の要素（Ｒ１）と前記出力軸（６）との間に第３のクラッチ（Ｃ３）を介在し、
前記トロイダル式無段変速装置（２）の前記出力部（１３）と前記出力軸（６）との間に後進クラッチ（Ｃ４）を介在し、
前記第３のクラッチ（Ｃ３）を切断すると共に、前記後進クラッチ（Ｃ４）を接続して、エンジン（７）からの駆動力を前記トロイダル式無段変速装置（２）を介して前記出力軸（６）に後進回転として伝達してなる。
【００１４】
なお、上述したカッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る本発明によると、モータ・ジェネレータの出力部、トロイダル式無段変速装置の出力部及び出力軸にそれぞれ連動する第１、第２及び第３の要素を有するギヤ機構を備え、トロイダル式無段変速装置、モータ・ジェネレータ及び出力軸を一軸上に配置したので、コンパクト、特に径方向のコンパクト化が可能となり、ＦＲ用のハイブリッド駆動装置として車輌側に大きな変更を伴うことなく搭載することが可能となる。
【００１６】
請求項２に係る本発明によると、トロイダル式無段変速装置に対して、モータ・ジェネレータを出力軸側に配置したので、出力軸からの慣性エネルギをモータ・ジェネレータで直接的に回生することができ、回生効率を向上して燃費性能を高めることができる。
【００１７】
請求項３に係る本発明によると、ギヤ機構をキャリヤ固定のステップギヤとするので、トロイダル式無段変速装置で反転した回転を、ギヤ機構で更に反転して、エンジン回転方向と同方向の回転を前進方向回転として出力軸に伝達することができ、トロイダル式無段変速装置を用いたハイブリッド駆動装置として好適であり、かつモータ・ジェネレータの出力部を（第１の）サンギヤに連結して、減速回転として（第１の）リングギヤから取出すので、モータ走行時において、モータトルクを増大して出力軸に伝達し、モータ・ジェネレータの小型化を図ることができ、ハイブリッド駆動装置のコンパクト化、特に径方向のコンパクト化を図ることができる。
【００１８】
請求項４に係る本発明によると、フルトロイダル式無段変速装置にあっては、逆回転が入力すると、その構造上機能に支障をきたすが、該無段変速装置の出力部に第１のクラッチを介在したので、コースト時、制動時、モータ・ジェネレータによる回生等の充電時又は後進走行時にあっても、上記第１のクラッチを切断することによりフルトロイダル式無段変速装置に逆回転が入力することを阻止できる。
【００１９】
請求項５に係る本発明によると、入力軸とギヤ機構の第４の要素とを、第２のクラッチを介在して連動したので、該第２のクラッチを接続して、入力軸の回転を、トロイダル式無段変速装置の変速を介することなく直接出力軸に伝達することができ、例えば高速道路での巡航時、エンジン駆動力を無段変速装置を介することなく出力軸に伝達して、伝達効率の高い前進巡航走行を可能にして、ハイブリッド駆動装置の燃費性能を更に向上することができる。
【００２０】
請求項６に係る本発明によると、エンジン駆動力をクラッチを介して入力軸に伝達するので、トロイダル式無段変速装置、モータ・ジェネレータ、出力軸等の出力側の状況に拘りなく、エンジンのみで回転することが可能となり、トロイダル式無段変速装置の適正な回転比等の出力側の最適状況に合せて、エンジンを始動・回転制御した状態で上記クラッチを接続することができる。
【００２１】
請求項７に係る本発明によると、トロイダル式無段変速装置の出力部を後進クラッチを介して出力軸に伝達したので、エンジンの駆動力を出力軸に後進回転として伝達することができ、バッテリが空の状態でモータ・ジェネレータによる後進が困難な状況でも、確実に車輌を後進走行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態によるハイブリッド駆動装置を示し、該ハイブリッド駆動装置は、エンジン走行モード（ａ）と、モータ走行モード（ｂ）と、トロイダル変速装置を介さない固定段走行モード（ｃ）とを有する。ハイブリッド駆動装置１１は、図１に示すように、フルトロイダル式無段変速装置（以下バリエータという）２、モータ・ジェネレータ（以下モータという）３、反転ギヤ機構４を有しており、これらバリエータ２、モータ３及び反転ギヤ機構４が、入力軸５及び出力軸６と一軸上に、かつエンジン７から出力軸６に向けてその順（２→３→５）で配置されている。
【００２３】
バリエータ２は、入力軸５に連結された２個の入力ディスク１０１，１０２と、これら入力ディスクの間に配置される１個の出力ディスク１１と、両ディスクの間に挟持されるパワーローラ１２，１２とを有する。入力ディスク１０１，１０２及び出力ディスク１１は、それぞれ対向するように円形の一部を形成する円弧状の凹溝を有しており、２列のパワーローラ１２，１２を挟んでダブルキャビティを構成して、入力ディスク同士のスラスト力を打消す構成からなる。パワーローラ１２，１２は、軸に直角方向にシフトさせることにより傾斜して、入力ディスク１０１，１０２と出力ディスク１１との接触半径を変更することにより、無段に連続して変速する。出力ディスク１１はその外周側にドラム状の出力伝達軸（出力部）１３が連結されており、該ドラム状軸１３ａは後側入力ディスク１０２を囲むようにして後方に延びている。
【００２４】
ドラム状出力伝達軸１３ａは、後側ディスク１０２の後側（モータ３側）で縮径して、入力軸５を被嵌するスリーブ軸１３ｂとなっている。上記ドラム状出力伝達軸１３ａの後端部分において、該ドラム状出力伝達軸１３ａとスリーブ状出力伝達軸１３ｂとの間には第１のクラッチＣ１が介在している。反転ギヤ機構４とバリエータ２との間部分にて、上記スリーブ状出力伝達軸１３ｂを囲うようにモータ３が配置されている。モータ３は、ブラシレスＤＣモータが好ましく、バッテリ（図示せず）からの電力によりトルクを出力すると共に、エンジン７に基づく出力軸６の回転並びに車輌慣性に基づく出力軸の回転（回生）によりバッテリを充電し得る（ジェネレータ）。該モータ３のロータ３ａは、上記バリエータ出力伝達軸（出力部）１３を被嵌するスリーブ軸（モータ出力部）１４に連結している。
【００２５】
反転ギヤ機構４は、ステップピニオンギヤからなり、本ハイブリッド駆動装置１１を覆うミッションケースからなる固定部材１５に固定された軸１６に回転自在された２個のピニオンＰ１，Ｐ２を有するキャリヤＣを備える。大ピニオンＰ１は、上記モータ出力伝達軸１４に連結されている第１のサンギヤ（第１の要素）Ｓ１が噛合していると共に、出力軸６に連動するドラム状の連動軸１７に設けられた第１のリングギヤ（第３の要素）Ｒ１が噛合している。小ピニオンＰ２は、前記スリーブ状出力伝達軸１３ｂに連結されている第２のサンギヤ（第２の要素）Ｓ２に噛合していると共に、前記入力軸１１に第２のクラッチＣ２を介して連結している第２のリングギヤ（第４の要素）Ｒ２に噛合している。
【００２６】
即ち、本ステップピニオンギヤからなる反転ギヤ機構４は、キャリヤＣが固定支持され、反力を支持する１個の固定要素（Ｃ）と、３個の入力要素（Ｓ１，Ｓ２，Ｒ１）と１個の出力要素（Ｒ２）との５要素からなるギヤ機構を構成している。前記第１のリングギヤＲ１からのドラム状の連動軸１７は、第３のクラッチＣ３を介して前記出力軸６に連結している。
【００２７】
前記第１、第２及び第３のクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、図２の作動表に示すように作動する。エンジン走行モードにあっては、図１（ａ）に示すように、第１のクラッチＣ１、第３のクラッチＣ３が接続して、第２のクラッチＣ２が切り状態となる。この状態では、エンジン７の回転は、バリエータ２により変速され、該変速回転がドラム状出力伝達軸１３ａ、第１のクラッチＣ１及びスリーブ状出力伝達軸１３ｂを介して反転ギヤ機構４の第２のサンギヤＳ２に伝達される。この際、バリエータ２にあっては、エンジン７からの入力軸５の回転は、パワーローラ１２を介在することにより反転して出力伝達軸１３に出力する。
【００２８】
上記第２のサンギヤＳ２の回転は、反転ギヤ機構４により反転・減速されて第１のリングギヤＲ１に伝達され、該回転が連動軸１７及び第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に伝達される。従って、エンジン７の回転は、トロイダル式無段変速装置２で反転され、更に反転ギヤ機構４により反転されるため、エンジンの出力軸と同方向の回転が、１軸上の出力軸６から出力され、前進方向回転として後輪の駆動輪に伝達される。
【００２９】
一方、モータ３の回転は、その出力伝達軸１４から反転ギヤ機構４の第１のサンギヤＳ１に伝達され、反転・減速されて第１のリングギヤＲ１に伝達され、更に連動軸１７及び第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に伝達される。該モータ３は、運転状況に応じて、エンジン７の動力をアシストしてモータ出力トルクを出力軸６に伝達するアシストモードと、逆に出力軸６のトルク（即ちエンジン７のトルク）をモータ３に伝達する充電モードと、モータ３のロータ３ａが自由回転するアイドルモードとに切換えられる。
【００３０】
モータ走行モードは、第３のクラッチＣ３を接続し、第１及び第２のクラッチＣ１，Ｃ２が切り状態となる。この状態では、図１（ｂ）に示すように、モータ３の出力回転が、反転ギヤ機構４のサンギヤＳ１、第１のリングギヤＲ１を介して反転・減速して連動軸１７に伝達され、更に第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に伝達される。この際、モータ３は、エンジン回転と反対方向の正方向に回転する場合、反転ギヤ機構４で反転され、出力軸６に前進方向回転として伝達される。モータ３を逆回転することにより、出力軸６には後進方向回転して伝達される。
【００３１】
また、車輌停止時又は下り坂走行時等、駆動車輪からのトルクがエンジン方向に伝達されるコースト状態にあっては、出力軸６のトルクが第３のクラッチＣ３及び反転ギヤ機構４を介してモータ（・ジェネレータ）３に伝達され、車輌慣性エネルギを電気エネルギとして回生する。この際、第１のクラッチＣ１が切断されており、フルトロイダル式無段変速装置（バリエータ）２に逆回転が伝達されることはなく、該バリエータ２の機能に支障をきたすことはない。
【００３２】
固定段走行モードは、第２のクラッチＣ２及び第３のクラッチＣ３が接続すると共に、第１のクラッチＣ１が切り状態となる。この状態では、図１（ｃ）に示すように、エンジン７の回転は、バリエータ２を介することなく、入力軸５及び第２のクラッチＣ２を介して直接反転ギヤ機構４の第２のリングギヤＲ２に伝達される。該第２のリングギヤＲ２の回転は、増速して第１のリングギヤＲ１に伝達され、更に連動軸１７及び第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に伝達される。この際、エンジン７の回転は、反転ギヤ機構４で反転されることなく、同方向の回転が前進方向回転として出力軸６に伝達される。
【００３３】
また、モータ３の回転は、第１のサンギヤＳ１及び第１のリングギヤＲ１を介して出力軸６に伝達される。この際、先に説明したエンジン走行モードと同様に、モータ３は、運転状況に応じて、アシストモード、充電モード、アイドルモードに切換えられる。
【００３４】
一般に、自動車に搭載したハイブリッド駆動装置１１は、停止状態から発進する際、まずモータ走行モード（前進）により所定速度まで加速し、自動車が所定速度になると、第１のクラッチＣ１を接続すると共に、イグニッションが作動してエンジン７が始動し、エンジン走行モードになる。該エンジン走行モードにおいて、エンジン７が最良燃費特性になるようにバリエータ２が無段変速されると共に、モータ３をアシストしつつ、運転者がアクセルペダルの踏み量に従った車速になるように、上記バリエータ２及びモータ３が制御される。
【００３５】
そして、運転者がブレーキを踏むことにより停止する際には、モータ走行モードに切換えられ、出力軸６からの逆回転がバリエータ２に伝達されないように第１のクラッチＣ１を切ると共に、モータ（ジェネレータ）３が出力軸６からの慣性エネルギを直接回生する。また、高速道路等において略々一定速度で高速走行する場合、固定段走行モードに切換えられ、エンジン７の回転がバリエータ２を介することなく直接出力軸６に伝達され、かつバッテリ充電状態（ＳＯＣ）に応じて、エンジン７の余剰エネルギによりモータ（ジェネレータ）３が充電する。これにより、巡航速度にあっては、バリエータ２を介することなく、効率の高い走行を行えると共に、エンジンの回転により直接モータ（ジェネレータ）３にて充電することができ、これらが相俟って、高い燃費性能を得ることができる。
【００３６】
また、車輌の停止状態（ニュートラル状態）で充電する場合、第１及び第３のクラッチＣ１，Ｃ３を切断すると共に、第２のクラッチＣ２を接続する。この状態では、出力軸６及びバリエータ２に関係なく、エンジン７とモータ（ジェネレータ）３とを接続して、車輌を停止した状態でエンジン７により直接モータ（ジェネレータ）３を充電することができる。
【００３７】
ついで、図３に沿って一部変更した第２の実施の形態について説明する。本実施の形態によるハイブリッド駆動装置１２は、第１の実施の形態に対して、第３のクラッチＣ３をなくして連動軸１７と出力軸６とを連結すると共に、エンジン７と入力軸５との間に第４のクラッチＣ０を介在したものである。なお、他の部分は、第１の実施の形態と同様なので、図３に図１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００３８】
第４のクラッチＣ０、第１のクラッチＣ１及び第２のクラッチＣ２は、図４に示すように作動する。即ち、第１のクラッチＣ１及び第２のクラッチＣ２は、先の第１の実施の形態と同様であるが、第４のクラッチＣ０は、モータ走行モードにあっては切断されるが、エンジン走行モード及び固定段走行モードにあっては接続される。なお、エンジン走行モード、モータ走行モード、固定段走行モードの各作動は、先の第１の実施の形態と同様である。
【００３９】
エンジン走行モードは、図３（ａ）に示すように、エンジン７の回転が第４のクラッチＣ０を介してバリエータ２に伝達され、該変速回転及びモータ３からの出力が反転ギヤ機構４にて合成されて出力軸６に伝達される。
【００４０】
モータ走行モードは、図３（ｂ）に示すように、第４のクラッチＣ０が切断され、エンジン７と入力軸５との関係が断たれる。この状態で、モータ３を正転又は逆転することにより、出力軸６が前進方向又は後進方向に回転する。また、運転者のブレーキ操作による減速時には、出力軸６の回転がモータ３に直接伝達されて回生する。
【００４１】
固定段走行モードは、図３（ｃ）に示すように、第４のクラッチＣ０の接続及び第１のクラッチＣ１の切断により、エンジン７の回転がバリエータ２を介することなく、入力軸５及び第２のクラッチＣ２を介して直接出力軸６に伝達される。
【００４２】
そして、本第２の実施の形態が先の第１の実施の形態と異なる点は、自動車がモータ走行モードで発進し、エンジン走行モードに移行する点にある。即ち、モータ走行モードによる停止からの発進時にあっては、第４のクラッチＣ０が切断されて、エンジン７は入力軸５の回転と関係がなくなる。従って、上記発進時にあっては、エンジン７を停止するか又は無負荷状態で回転し、自動車が所定走行になると、エンジン走行モードに移行する。この際、第４のクラッチＣ０を先に接続して、バリエータ２を制御すると共にエンジン回転数及び出力伝達軸１３ａの回転数が最適回転数になった状態で、第１のクラッチＣ１を接続してエンジン走行モードに移行することが好ましい。
【００４３】
図５は、第３の実施の形態を示す図である。先の第１及び第２の実施の形態の後進走行はモータ走行モードで行うため、バッテリの充電が不足している場合、モータ３による後進が不可能になる場合がある。本第３の実施の形態によるハイブリッド駆動装置１３は、エンジン７による後進を可能とするため、後進クラッチＣ４を設けたものである。また、固定段走行モードはなくなり、連動軸１７と出力軸６との間に介在する第３のクラッチＣ３は、前進クラッチとなる。
【００４４】
即ち、先の実施の形態における入力軸５と第２のリングギヤＲ２とに介在する第２のクラッチＣ２はなくなり、リングギヤＲ２は不要となる（なくなる）と共に、入力軸５と出力軸６との間に後進クラッチＣ４が介在する。その他の構成については、先の第１及び第２の実施の形態と同様なので、図５に同一符号を付して説明を省略する。また、第３のクラッチＣ３及び後進クラッチＣ４は、図６の作動表に示すように作動する。
【００４５】
エンジン走行モードは、図５（ａ）に示すように、エンジン７の回転がバリエータ２により無段変速され、反転ギヤ機構の第２のサンギヤＳ２及び第１のリングギヤＲ１及び前進クラッチである第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に前進方向回転として伝達される。この際、モータ３は、第１のサンギヤ及び第１のリングギヤＲ１を介して出力軸６に連動しており、運転状況に応じて、エンジン７をアシストし、モータ３を充電し、又はアイドル回転する。
【００４６】
モータ走行モードは、図５（ｂ）に示すように、モータ３の回転が反転ギヤ機構４の第１のサンギヤＳ１、第１のリングギヤＲ１及び前進（第３の）クラッチＣ３を介して出力軸６に伝達され、出力軸６を前進方向に回転する。この際、モータ３の回転は、反転ギヤ機構４の第１のサンギヤＳ１及びバリエータ２を介してエンジン７に伝達されるが、エンジン７は、イグニッションを作動せず、自由回転している。なお、先の実施の形態のように、第１のクラッチＣ１を介在してエンジン７への動力を切断してもよい。
【００４７】
後進走行モードは、図５（ｃ）に示すように、エンジン７の回転が、バリエータ２を介して出力伝達軸１３に伝達され、更に後進クラッチＣ４を介して、後進回転として出力軸６に伝達される。従って、本実施の形態にあっては、エンジン７にて自動車を後進走行するので、例えバッテリが空になっても後進走行が可能である。なお、先の実施の形態と同様に第３のクラッチＣ３を接続すると共に後進クラッチＣ４を切断して、モータ３を逆回転することにより、第３のクラッチＣ３を介して出力軸６を後進方向に回転することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態によるハイブリッド駆動装置を示す概略図及び速度線図であり、（ａ）はエンジン走行モード、（ｂ）はモータ走行モード、（ｃ）は固定段走行モードを示す。
【図２】上記第１の実施の形態における各クラッチの作動を示す図。
【図３】第２の実施の形態によるハイブリッド駆動装置を示す概略図及び速度線図であり、（ａ）はエンジン走行モード、（ｂ）はモータ走行モード、（ｃ）は固定段走行モードを示す。
【図４】上記第２の実施の形態における各クラッチの作動を示す図。
【図５】第３の実施の形態によるハイブリッド駆動装置を示す概略図及び速度線図であり、（ａ）はエンジン走行モード（前進）、（ｂ）はモータ走行モード（前後進）、（ｃ）はエンジン後進走行モードを示す。
【図６】上記第３の実施の形態における各クラッチの作動を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１１，１２，１３ ハイブリッド駆動装置
２ （フル）トロイダル式無段変速装置
３ モータ・ジェネレータ
４ （反転）ギヤ機構
５ 入力軸
６ 出力軸
７ エンジン
１３，（１３ａ，１３ｂ） 無段変速装置出力部（ドラム状出力伝達軸、スリーブ状出力伝達軸）
１５ 固定部材（ミッションケース）
１６ 軸
Ｃ 固定要素（キャリヤ）
Ｓ１ 第１の要素（サンギヤ）
Ｓ２ 第２の要素（サンギヤ）
Ｒ１ 第３の要素（リングギヤ）
Ｒ２ 第４の要素（リングギヤ）
Ｃ１ 第１のクラッチ
Ｃ２ 第２のクラッチ
Ｃ３ 第３のクラッチ
Ｃ０ （第４の）クラッチ
Ｃ４ 後進クラッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及びモータ・ジェネレータ（以下単にモータという）からの動力を組合せて車輌等を駆動するハイブリッド駆動装置に係り、詳しくはトロイダル式無段変速装置を備えたハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トロイダル式無段変速装置を備えたハイブリッド駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。該ハイブリッド駆動装置は、一軸上にかつエンジン側から順次、入力軸、トロイダル変速装置、モータそして出力軸を配置し、これと平行にカウンタ軸を配置し、エンジンの出力が伝達される入力軸の回転が、トロイダル変速装置及びカウンタ軸を介して出力軸に達すると共に、モータの出力を、カウンタ軸を介して減速して出力軸に伝達する低速モードと、入力軸又は出力軸に直接伝達する高速モードと、を備えている。
【０００３】
即ち、低速モードにあっては、エンジンの回転は、トロイダル変速装置を介してカウンタ軸に伝達されると共に、モータの回転もカウンタ軸に伝達されて、出力軸に出力する。高速モードにあっては、エンジンの回転は、同様にトロイダル変速装置を介してカウンタ軸そして出力軸に伝達され、モータの回転が直接出力軸に伝達される。後進モードにあっては、入力軸とモータ軸とが連結され、エンジン駆動力とモータ駆動力を合せた駆動力が、カウンタ軸を介して出力軸に伝達される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６８４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記ハイブリッド駆動装置は、モータ（ジェネレータ）が出力軸側に配置されている関係で回生時にモータ（ジェネレータ）と出力軸とを直結することができ、特に、制動時に後輪荷重減少により後輪の制動力を大きくできないＦＲ車輌に搭載する場合、回生時のエネルギ吸収の効率を高め、燃費向上のために都合がよい。しかし、上記ハイブリッド変速装置は、トロイダル式無段変速装置及びモータを入力軸及び出力軸と同軸上に配置して、ＦＲ用として好適なレイアウトであるのに拘らず、上記一軸上のトロイダル変速装置及びモータと平行にカウンタ軸を配置する必要があり、径方向のサイズ増加を招き、ＦＲ用として車輌に搭載するには、車輌側の大幅な変更等の困難を伴う。また、上記カウンタ軸の外、４個のクラッチが必要となり、構造が複雑となり、この点からもサイズ増加の原因となることが予測される。
【０００６】
本発明は、トロイダル式無段変速装置、モータ及び出力軸のすべての構成要素を一軸上に配置し、もって特にＦＲ車輌用に好適なハイブリッド駆動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジン（７）の駆動力を無段変速装置を介して出力軸（６）に伝達すると共に、モータ・ジェネレータ（３）を前記出力軸に連動してなる、ハイブリッド駆動装置（１１，１２，１３）において、
前記無段変速装置は、前記エンジン駆動力を入力する入力軸（５）と、該入力軸の回転を無段に変速して出力する出力部（１３）とを有するトロイダル式無段変速装置（２）であり、
前記モータ・ジェネレータ（３）の出力部（１４）に連動する第１の要素（Ｓ１）、前記トロイダル式無段変速装置の出力部（１３）に連動する第２の要素（Ｓ２）、前記出力軸（６）に連動する第３の要素（Ｒ１）、及び固定部材（１５）に支持され固定要素（Ｃ）を少なくとも有するギヤ機構（４）を備え、
前記トロイダル式無段変速装置（２）の入力軸（５）及び出力部（１３）と、前記モータ・ジェネレータ（３）と、前記ギヤ機構（４）と、前記出力軸（６）とを一軸上に配置してなる、
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置にある。
【０００８】
エンジン（７）側から、前記トロイダル式無段変速装置（２）、前記モータ・ジェネレータ（３）、ギヤ機構（４）そして出力軸（６）の順に一軸上に配置されてなる。
【０００９】
好ましくは、前記ギヤ機構は、一体に回転する第１及び第２のピニオン（Ｐ１，Ｐ）を支持するキャリヤ（Ｃ）を有するステップピニオンギヤであり、前記固定要素が前記キャリヤ（Ｃ）であり、前記第１の要素が第１のサンギヤ（Ｓ１）であり、前記第２の要素が第２のサンギヤ（Ｓ２）であり、前記第３の要素が第１のリングギヤ（Ｒ１）である。
【００１０】
前記トロイダル式無段変速装置が、フルトロイダル式無段変速装置（２）であり、
該フルトロイダル式無段変速装置の前記出力部（１３）に第１のクラッチ（Ｃ１）を介在し、
前記第１のクラッチ（Ｃ１）を接続し、前記フルトロイダル式無段変速装置（２）の出力部（１３）及び前記モータ・ジェネレータ（３）の出力部と前記出力軸（６）とを連動するエンジン走行モードと、
前記第１のクラッチ（Ｃ１）を切断し、前記モータ・ジェネレータ（３）の出力部と前記出力軸（６）とを連動するモータ走行モードと、を有する。
【００１１】
例えば図１を参照して示すと、前記ギヤ機構は、前記入力軸（５）に連動する第４の要素（Ｒ２）を有し、
前記入力軸に第２のクラッチ（Ｃ２）を介在し、該第２のクラッチを接続すると共に前記第１のクラッチ（Ｃ１）を切断して、前記入力軸（５）と前記出力軸（６）とを直接的に連動する固定段走行モードを有する。
【００１２】
例えば図３を参照して示すと、エンジン（７）からの駆動力を前記入力軸（５）に接続又は切断するクラッチ（Ｃ０）を配置してなる。
【００１３】
例えば図５を参照して示すと、前記ギヤ機構（４）の前記第３の要素（Ｒ１）と前記出力軸（６）との間に第３のクラッチ（Ｃ３）を介在し、
前記トロイダル式無段変速装置（２）の前記出力部（１３）と前記出力軸（６）との間に後進クラッチ（Ｃ４）を介在し、
前記第３のクラッチ（Ｃ３）を切断すると共に、前記後進クラッチ（Ｃ４）を接続して、エンジン（７）からの駆動力を前記トロイダル式無段変速装置（２）を介して前記出力軸（６）に後進回転として伝達してなる。
【００１４】
なお、上述したカッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る本発明によると、モータ・ジェネレータの出力部、トロイダル式無段変速装置の出力部及び出力軸にそれぞれ連動する第１、第２及び第３の要素を有するギヤ機構を備え、トロイダル式無段変速装置、モータ・ジェネレータ及び出力軸を一軸上に配置したので、コンパクト、特に径方向のコンパクト化が可能となり、ＦＲ用のハイブリッド駆動装置として車輌側に大きな変更を伴うことなく搭載することが可能となる。
【００１６】
請求項２に係る本発明によると、トロイダル式無段変速装置に対して、モータ・ジェネレータを出力軸側に配置したので、出力軸からの慣性エネルギをモータ・ジェネレータで直接的に回生することができ、回生効率を向上して燃費性能を高めることができる。
【００１７】
請求項３に係る本発明によると、ギヤ機構をキャリヤ固定のステップギヤとするので、トロイダル式無段変速装置で反転した回転を、ギヤ機構で更に反転して、エンジン回転方向と同方向の回転を前進方向回転として出力軸に伝達することができ、トロイダル式無段変速装置を用いたハイブリッド駆動装置として好適であり、かつモータ・ジェネレータの出力部を（第１の）サンギヤに連結して、減速回転として（第１の）リングギヤから取出すので、モータ走行時において、モータトルクを増大して出力軸に伝達し、モータ・ジェネレータの小型化を図ることができ、ハイブリッド駆動装置のコンパクト化、特に径方向のコンパクト化を図ることができる。
【００１８】
請求項４に係る本発明によると、フルトロイダル式無段変速装置にあっては、逆回転が入力すると、その構造上機能に支障をきたすが、該無段変速装置の出力部に第１のクラッチを介在したので、コースト時、制動時、モータ・ジェネレータによる回生等の充電時又は後進走行時にあっても、上記第１のクラッチを切断することによりフルトロイダル式無段変速装置に逆回転が入力することを阻止できる。
【００１９】
請求項５に係る本発明によると、入力軸とギヤ機構の第４の要素とを、第２のクラッチを介在して連動したので、該第２のクラッチを接続して、入力軸の回転を、トロイダル式無段変速装置の変速を介することなく直接出力軸に伝達することができ、例えば高速道路での巡航時、エンジン駆動力を無段変速装置を介することなく出力軸に伝達して、伝達効率の高い前進巡航走行を可能にして、ハイブリッド駆動装置の燃費性能を更に向上することができる。
【００２０】
請求項６に係る本発明によると、エンジン駆動力をクラッチを介して入力軸に伝達するので、トロイダル式無段変速装置、モータ・ジェネレータ、出力軸等の出力側の状況に拘りなく、エンジンのみで回転することが可能となり、トロイダル式無段変速装置の適正な回転比等の出力側の最適状況に合せて、エンジンを始動・回転制御した状態で上記クラッチを接続することができる。
【００２１】
請求項７に係る本発明によると、トロイダル式無段変速装置の出力部を後進クラッチを介して出力軸に伝達したので、エンジンの駆動力を出力軸に後進回転として伝達することができ、バッテリが空の状態でモータ・ジェネレータによる後進が困難な状況でも、確実に車輌を後進走行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態によるハイブリッド駆動装置を示し、該ハイブリッド駆動装置は、エンジン走行モード（ａ）と、モータ走行モード（ｂ）と、トロイダル変速装置を介さない固定段走行モード（ｃ）とを有する。ハイブリッド駆動装置１１は、図１に示すように、フルトロイダル式無段変速装置（以下バリエータという）２、モータ・ジェネレータ（以下モータという）３、反転ギヤ機構４を有しており、これらバリエータ２、モータ３及び反転ギヤ機構４が、入力軸５及び出力軸６と一軸上に、かつエンジン７から出力軸６に向けてその順（２→３→５）で配置されている。
【００２３】
バリエータ２は、入力軸５に連結された２個の入力ディスク１０１，１０２と、これら入力ディスクの間に配置される１個の出力ディスク１１と、両ディスクの間に挟持されるパワーローラ１２，１２とを有する。入力ディスク１０１，１０２及び出力ディスク１１は、それぞれ対向するように円形の一部を形成する円弧状の凹溝を有しており、２列のパワーローラ１２，１２を挟んでダブルキャビティを構成して、入力ディスク同士のスラスト力を打消す構成からなる。パワーローラ１２，１２は、軸に直角方向にシフトさせることにより傾斜して、入力ディスク１０１，１０２と出力ディスク１１との接触半径を変更することにより、無段に連続して変速する。出力ディスク１１はその外周側にドラム状の出力伝達軸（出力部）１３が連結されており、該ドラム状軸１３ａは後側入力ディスク１０２を囲むようにして後方に延びている。
【００２４】
ドラム状出力伝達軸１３ａは、後側ディスク１０２の後側（モータ３側）で縮径して、入力軸５を被嵌するスリーブ軸１３ｂとなっている。上記ドラム状出力伝達軸１３ａの後端部分において、該ドラム状出力伝達軸１３ａとスリーブ状出力伝達軸１３ｂとの間には第１のクラッチＣ１が介在している。反転ギヤ機構４とバリエータ２との間部分にて、上記スリーブ状出力伝達軸１３ｂを囲うようにモータ３が配置されている。モータ３は、ブラシレスＤＣモータが好ましく、バッテリ（図示せず）からの電力によりトルクを出力すると共に、エンジン７に基づく出力軸６の回転並びに車輌慣性に基づく出力軸の回転（回生）によりバッテリを充電し得る（ジェネレータ）。該モータ３のロータ３ａは、上記バリエータ出力伝達軸（出力部）１３を被嵌するスリーブ軸（モータ出力部）１４に連結している。
【００２５】
反転ギヤ機構４は、ステップピニオンギヤからなり、本ハイブリッド駆動装置１１を覆うミッションケースからなる固定部材１５に固定された軸１６に回転自在された２個のピニオンＰ１，Ｐ２を有するキャリヤＣを備える。大ピニオンＰ１は、上記モータ出力伝達軸１４に連結されている第１のサンギヤ（第１の要素）Ｓ１が噛合していると共に、出力軸６に連動するドラム状の連動軸１７に設けられた第１のリングギヤ（第３の要素）Ｒ１が噛合している。小ピニオンＰ２は、前記スリーブ状出力伝達軸１３ｂに連結されている第２のサンギヤ（第２の要素）Ｓ２に噛合していると共に、前記入力軸１１に第２のクラッチＣ２を介して連結している第２のリングギヤ（第４の要素）Ｒ２に噛合している。
【００２６】
即ち、本ステップピニオンギヤからなる反転ギヤ機構４は、キャリヤＣが固定支持され、反力を支持する１個の固定要素（Ｃ）と、３個の入力要素（Ｓ１，Ｓ２，Ｒ１）と１個の出力要素（Ｒ２）との５要素からなるギヤ機構を構成している。前記第１のリングギヤＲ１からのドラム状の連動軸１７は、第３のクラッチＣ３を介して前記出力軸６に連結している。
【００２７】
前記第１、第２及び第３のクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、図２の作動表に示すように作動する。エンジン走行モードにあっては、図１（ａ）に示すように、第１のクラッチＣ１、第３のクラッチＣ３が接続して、第２のクラッチＣ２が切り状態となる。この状態では、エンジン７の回転は、バリエータ２により変速され、該変速回転がドラム状出力伝達軸１３ａ、第１のクラッチＣ１及びスリーブ状出力伝達軸１３ｂを介して反転ギヤ機構４の第２のサンギヤＳ２に伝達される。この際、バリエータ２にあっては、エンジン７からの入力軸５の回転は、パワーローラ１２を介在することにより反転して出力伝達軸１３に出力する。
【００２８】
上記第２のサンギヤＳ２の回転は、反転ギヤ機構４により反転・減速されて第１のリングギヤＲ１に伝達され、該回転が連動軸１７及び第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に伝達される。従って、エンジン７の回転は、トロイダル式無段変速装置２で反転され、更に反転ギヤ機構４により反転されるため、エンジンの出力軸と同方向の回転が、１軸上の出力軸６から出力され、前進方向回転として後輪の駆動輪に伝達される。
【００２９】
一方、モータ３の回転は、その出力伝達軸１４から反転ギヤ機構４の第１のサンギヤＳ１に伝達され、反転・減速されて第１のリングギヤＲ１に伝達され、更に連動軸１７及び第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に伝達される。該モータ３は、運転状況に応じて、エンジン７の動力をアシストしてモータ出力トルクを出力軸６に伝達するアシストモードと、逆に出力軸６のトルク（即ちエンジン７のトルク）をモータ３に伝達する充電モードと、モータ３のロータ３ａが自由回転するアイドルモードとに切換えられる。
【００３０】
モータ走行モードは、第３のクラッチＣ３を接続し、第１及び第２のクラッチＣ１，Ｃ２が切り状態となる。この状態では、図１（ｂ）に示すように、モータ３の出力回転が、反転ギヤ機構４のサンギヤＳ１、第１のリングギヤＲ１を介して反転・減速して連動軸１７に伝達され、更に第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に伝達される。この際、モータ３は、エンジン回転と反対方向の正方向に回転する場合、反転ギヤ機構４で反転され、出力軸６に前進方向回転として伝達される。モータ３を逆回転することにより、出力軸６には後進方向回転して伝達される。
【００３１】
また、車輌停止時又は下り坂走行時等、駆動車輪からのトルクがエンジン方向に伝達されるコースト状態にあっては、出力軸６のトルクが第３のクラッチＣ３及び反転ギヤ機構４を介してモータ（・ジェネレータ）３に伝達され、車輌慣性エネルギを電気エネルギとして回生する。この際、第１のクラッチＣ１が切断されており、フルトロイダル式無段変速装置（バリエータ）２に逆回転が伝達されることはなく、該バリエータ２の機能に支障をきたすことはない。
【００３２】
固定段走行モードは、第２のクラッチＣ２及び第３のクラッチＣ３が接続すると共に、第１のクラッチＣ１が切り状態となる。この状態では、図１（ｃ）に示すように、エンジン７の回転は、バリエータ２を介することなく、入力軸５及び第２のクラッチＣ２を介して直接反転ギヤ機構４の第２のリングギヤＲ２に伝達される。該第２のリングギヤＲ２の回転は、増速して第１のリングギヤＲ１に伝達され、更に連動軸１７及び第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に伝達される。この際、エンジン７の回転は、反転ギヤ機構４で反転されることなく、同方向の回転が前進方向回転として出力軸６に伝達される。
【００３３】
また、モータ３の回転は、第１のサンギヤＳ１及び第１のリングギヤＲ１を介して出力軸６に伝達される。この際、先に説明したエンジン走行モードと同様に、モータ３は、運転状況に応じて、アシストモード、充電モード、アイドルモードに切換えられる。
【００３４】
一般に、自動車に搭載したハイブリッド駆動装置１１は、停止状態から発進する際、まずモータ走行モード（前進）により所定速度まで加速し、自動車が所定速度になると、第１のクラッチＣ１を接続すると共に、イグニッションが作動してエンジン７が始動し、エンジン走行モードになる。該エンジン走行モードにおいて、エンジン７が最良燃費特性になるようにバリエータ２が無段変速されると共に、モータ３をアシストしつつ、運転者がアクセルペダルの踏み量に従った車速になるように、上記バリエータ２及びモータ３が制御される。
【００３５】
そして、運転者がブレーキを踏むことにより停止する際には、モータ走行モードに切換えられ、出力軸６からの逆回転がバリエータ２に伝達されないように第１のクラッチＣ１を切ると共に、モータ（ジェネレータ）３が出力軸６からの慣性エネルギを直接回生する。また、高速道路等において略々一定速度で高速走行する場合、固定段走行モードに切換えられ、エンジン７の回転がバリエータ２を介することなく直接出力軸６に伝達され、かつバッテリ充電状態（ＳＯＣ）に応じて、エンジン７の余剰エネルギによりモータ（ジェネレータ）３が充電する。これにより、巡航速度にあっては、バリエータ２を介することなく、効率の高い走行を行えると共に、エンジンの回転により直接モータ（ジェネレータ）３にて充電することができ、これらが相俟って、高い燃費性能を得ることができる。
【００３６】
また、車輌の停止状態（ニュートラル状態）で充電する場合、第１及び第３のクラッチＣ１，Ｃ３を切断すると共に、第２のクラッチＣ２を接続する。この状態では、出力軸６及びバリエータ２に関係なく、エンジン７とモータ（ジェネレータ）３とを接続して、車輌を停止した状態でエンジン７により直接モータ（ジェネレータ）３を充電することができる。
【００３７】
ついで、図３に沿って一部変更した第２の実施の形態について説明する。本実施の形態によるハイブリッド駆動装置１２は、第１の実施の形態に対して、第３のクラッチＣ３をなくして連動軸１７と出力軸６とを連結すると共に、エンジン７と入力軸５との間に第４のクラッチＣ０を介在したものである。なお、他の部分は、第１の実施の形態と同様なので、図３に図１と同じ符号を付して説明を省略する。
【００３８】
第４のクラッチＣ０、第１のクラッチＣ１及び第２のクラッチＣ２は、図４に示すように作動する。即ち、第１のクラッチＣ１及び第２のクラッチＣ２は、先の第１の実施の形態と同様であるが、第４のクラッチＣ０は、モータ走行モードにあっては切断されるが、エンジン走行モード及び固定段走行モードにあっては接続される。なお、エンジン走行モード、モータ走行モード、固定段走行モードの各作動は、先の第１の実施の形態と同様である。
【００３９】
エンジン走行モードは、図３（ａ）に示すように、エンジン７の回転が第４のクラッチＣ０を介してバリエータ２に伝達され、該変速回転及びモータ３からの出力が反転ギヤ機構４にて合成されて出力軸６に伝達される。
【００４０】
モータ走行モードは、図３（ｂ）に示すように、第４のクラッチＣ０が切断され、エンジン７と入力軸５との関係が断たれる。この状態で、モータ３を正転又は逆転することにより、出力軸６が前進方向又は後進方向に回転する。また、運転者のブレーキ操作による減速時には、出力軸６の回転がモータ３に直接伝達されて回生する。
【００４１】
固定段走行モードは、図３（ｃ）に示すように、第４のクラッチＣ０の接続及び第１のクラッチＣ１の切断により、エンジン７の回転がバリエータ２を介することなく、入力軸５及び第２のクラッチＣ２を介して直接出力軸６に伝達される。
【００４２】
そして、本第２の実施の形態が先の第１の実施の形態と異なる点は、自動車がモータ走行モードで発進し、エンジン走行モードに移行する点にある。即ち、モータ走行モードによる停止からの発進時にあっては、第４のクラッチＣ０が切断されて、エンジン７は入力軸５の回転と関係がなくなる。従って、上記発進時にあっては、エンジン７を停止するか又は無負荷状態で回転し、自動車が所定走行になると、エンジン走行モードに移行する。この際、第４のクラッチＣ０を先に接続して、バリエータ２を制御すると共にエンジン回転数及び出力伝達軸１３ａの回転数が最適回転数になった状態で、第１のクラッチＣ１を接続してエンジン走行モードに移行することが好ましい。
【００４３】
図５は、第３の実施の形態を示す図である。先の第１及び第２の実施の形態の後進走行はモータ走行モードで行うため、バッテリの充電が不足している場合、モータ３による後進が不可能になる場合がある。本第３の実施の形態によるハイブリッド駆動装置１３は、エンジン７による後進を可能とするため、後進クラッチＣ４を設けたものである。また、固定段走行モードはなくなり、連動軸１７と出力軸６との間に介在する第３のクラッチＣ３は、前進クラッチとなる。
【００４４】
即ち、先の実施の形態における入力軸５と第２のリングギヤＲ２とに介在する第２のクラッチＣ２はなくなり、リングギヤＲ２は不要となる（なくなる）と共に、入力軸５と出力軸６との間に後進クラッチＣ４が介在する。その他の構成については、先の第１及び第２の実施の形態と同様なので、図５に同一符号を付して説明を省略する。また、第３のクラッチＣ３及び後進クラッチＣ４は、図６の作動表に示すように作動する。
【００４５】
エンジン走行モードは、図５（ａ）に示すように、エンジン７の回転がバリエータ２により無段変速され、反転ギヤ機構の第２のサンギヤＳ２及び第１のリングギヤＲ１及び前進クラッチである第３のクラッチＣ３を介して出力軸６に前進方向回転として伝達される。この際、モータ３は、第１のサンギヤ及び第１のリングギヤＲ１を介して出力軸６に連動しており、運転状況に応じて、エンジン７をアシストし、モータ３を充電し、又はアイドル回転する。
【００４６】
モータ走行モードは、図５（ｂ）に示すように、モータ３の回転が反転ギヤ機構４の第１のサンギヤＳ１、第１のリングギヤＲ１及び前進（第３の）クラッチＣ３を介して出力軸６に伝達され、出力軸６を前進方向に回転する。この際、モータ３の回転は、反転ギヤ機構４の第１のサンギヤＳ１及びバリエータ２を介してエンジン７に伝達されるが、エンジン７は、イグニッションを作動せず、自由回転している。なお、先の実施の形態のように、第１のクラッチＣ１を介在してエンジン７への動力を切断してもよい。
【００４７】
後進走行モードは、図５（ｃ）に示すように、エンジン７の回転が、バリエータ２を介して出力伝達軸１３に伝達され、更に後進クラッチＣ４を介して、後進回転として出力軸６に伝達される。従って、本実施の形態にあっては、エンジン７にて自動車を後進走行するので、例えバッテリが空になっても後進走行が可能である。なお、先の実施の形態と同様に第３のクラッチＣ３を接続すると共に後進クラッチＣ４を切断して、モータ３を逆回転することにより、第３のクラッチＣ３を介して出力軸６を後進方向に回転することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態によるハイブリッド駆動装置を示す概略図及び速度線図であり、（ａ）はエンジン走行モード、（ｂ）はモータ走行モード、（ｃ）は固定段走行モードを示す。
【図２】上記第１の実施の形態における各クラッチの作動を示す図。
【図３】第２の実施の形態によるハイブリッド駆動装置を示す概略図及び速度線図であり、（ａ）はエンジン走行モード、（ｂ）はモータ走行モード、（ｃ）は固定段走行モードを示す。
【図４】上記第２の実施の形態における各クラッチの作動を示す図。
【図５】第３の実施の形態によるハイブリッド駆動装置を示す概略図及び速度線図であり、（ａ）はエンジン走行モード（前進）、（ｂ）はモータ走行モード（前後進）、（ｃ）はエンジン後進走行モードを示す。
【図６】上記第３の実施の形態における各クラッチの作動を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１１，１２，１３ ハイブリッド駆動装置
２ （フル）トロイダル式無段変速装置
３ モータ・ジェネレータ
４ （反転）ギヤ機構
５ 入力軸
６ 出力軸
７ エンジン
１３，（１３ａ，１３ｂ） 無段変速装置出力部（ドラム状出力伝達軸、スリーブ状出力伝達軸）
１５ 固定部材（ミッションケース）
１６ 軸
Ｃ 固定要素（キャリヤ）
Ｓ１ 第１の要素（サンギヤ）
Ｓ２ 第２の要素（サンギヤ）
Ｒ１ 第３の要素（リングギヤ）
Ｒ２ 第４の要素（リングギヤ）
Ｃ１ 第１のクラッチ
Ｃ２ 第２のクラッチ
Ｃ３ 第３のクラッチ
Ｃ０ （第４の）クラッチ
Ｃ４ 後進クラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力を無段変速装置を介して出力軸に伝達すると共に、モータ・ジェネレータを前記出力軸に連動してなる、ハイブリッド駆動装置において、
前記無段変速装置は、前記エンジン駆動力を入力する入力軸と、該入力軸の回転を無段に変速して出力する出力部とを有するトロイダル式無段変速装置であり、
前記モータ・ジェネレータの出力部に連動する第１の要素、前記トロイダル式無段変速装置の出力部に連動する第２の要素、前記出力軸に連動する第３の要素、及び固定部材に支持され固定要素を少なくとも有するギヤ機構を備え、
前記トロイダル式無段変速装置の入力軸及び出力部と、前記モータ・ジェネレータと、前記ギヤ機構と、前記出力軸とを一軸上に配置してなる、
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
エンジン側から、前記トロイダル式無段変速装置、前記モータ・ジェネレータ、ギヤ機構そして出力軸の順に一軸上に配置されてなる、
請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記ギヤ機構は、一体に回転する第１及び第２のピニオンを支持するキャリヤを有するステップピニオンギヤであり、前記固定要素が前記キャリヤであり、前記第１の要素が第１のサンギヤであり、前記第２の要素が第２のサンギヤであり、前記第３の要素が第１のリングギヤである、
請求項１又は２記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記トロイダル式無段変速装置が、フルトロイダル式無段変速装置であり、
該フルトロイダル式無段変速装置の前記出力部に第１のクラッチを介在し、
前記第１のクラッチを接続し、前記フルトロイダル式無段変速装置の出力部及び前記モータ・ジェネレータの出力部と前記出力軸とを連動するエンジン走行モードと、
前記第１のクラッチを切断し、前記モータ・ジェネレータの出力部と前記出力軸とを連動するモータ走行モードと、を有する、
請求項１ないし３のいずれか記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記ギヤ機構は、前記入力軸に連動する第４の要素を有し、
前記入力軸に第２のクラッチを介在し、該第２のクラッチを接続すると共に前記第１のクラッチを切断して、前記入力軸と前記出力軸とを直接的に連動する固定段走行モードを有する、
請求項４記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
エンジンからの駆動力を前記入力軸に接続又は切断するクラッチを配置してなる、
請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記ギヤ機構の前記第３の要素と前記出力軸との間に第３のクラッチを介在し、
前記トロイダル式無段変速装置の前記出力部と前記出力軸との間に後進クラッチを介在し、
前記第３のクラッチを切断すると共に、前記後進クラッチを接続して、エンジンからの駆動力を前記トロイダル式無段変速装置を介して前記出力軸に後進回転として伝達してなる、
請求項１，２，３，５，又は６記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１】
エンジンの駆動力を無段変速装置を介して出力軸に伝達すると共に、モータ・ジェネレータを前記出力軸に連動してなる、ハイブリッド駆動装置において、
前記無段変速装置は、前記エンジン駆動力を入力する入力軸と、該入力軸の回転を無段に変速して出力する出力部とを有するトロイダル式無段変速装置であり、
前記モータ・ジェネレータの出力部に連動する第１の要素、前記トロイダル式無段変速装置の出力部に連動する第２の要素、前記出力軸に連動する第３の要素、及び固定部材に支持され固定要素を少なくとも有するギヤ機構を備え、
前記トロイダル式無段変速装置の入力軸及び出力部と、前記モータ・ジェネレータと、前記ギヤ機構と、前記出力軸とを一軸上に配置してなる、
ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
エンジン側から、前記トロイダル式無段変速装置、前記モータ・ジェネレータ、ギヤ機構そして出力軸の順に一軸上に配置されてなる、
請求項１記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記ギヤ機構は、一体に回転する第１及び第２のピニオンを支持するキャリヤを有するステップピニオンギヤであり、前記固定要素が前記キャリヤであり、前記第１の要素が第１のサンギヤであり、前記第２の要素が第２のサンギヤであり、前記第３の要素が第１のリングギヤである、
請求項１又は２記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記トロイダル式無段変速装置が、フルトロイダル式無段変速装置であり、
該フルトロイダル式無段変速装置の前記出力部に第１のクラッチを介在し、
前記第１のクラッチを接続し、前記フルトロイダル式無段変速装置の出力部及び前記モータ・ジェネレータの出力部と前記出力軸とを連動するエンジン走行モードと、
前記第１のクラッチを切断し、前記モータ・ジェネレータの出力部と前記出力軸とを連動するモータ走行モードと、を有する、
請求項１ないし３のいずれか記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記ギヤ機構は、前記入力軸に連動する第４の要素を有し、
前記入力軸に第２のクラッチを介在し、該第２のクラッチを接続すると共に前記第１のクラッチを切断して、前記入力軸と前記出力軸とを直接的に連動する固定段走行モードを有する、
請求項４記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項６】
エンジンからの駆動力を前記入力軸に接続又は切断するクラッチを配置してなる、
請求項１ないし５のいずれか記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項７】
前記ギヤ機構の前記第３の要素と前記出力軸との間に第３のクラッチを介在し、
前記トロイダル式無段変速装置の前記出力部と前記出力軸との間に後進クラッチを介在し、
前記第３のクラッチを切断すると共に、前記後進クラッチを接続して、エンジンからの駆動力を前記トロイダル式無段変速装置を介して前記出力軸に後進回転として伝達してなる、
請求項１，２，３，５，又は６記載のハイブリッド駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１３２３２８（Ｐ２００９−１３２３２８Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１１３００（Ｐ２００７−３１１３００）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（５９１２６１５０９）株式会社エクォス・リサーチ (1,360)
【Ｆターム（参考）】
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