ハイブリッド駆動装置
【課題】 ハイブリッド動力装置において、トランスミッションにおける適切な変速比の確保とモータ・ジェネレータの増速駆動とを両立させる。
【解決手段】 メインシャフト１３の回転は増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２で増速されて第１中間軸２０に伝達され、更に変速用の遊星歯車機構Ｐに伝達される。発電用の第１モータ・ジェネレータＭＧ１は増速ドリブンギヤ２２に直接接続されて高速回転するため、その発電効率が高められる。第１クラッチＣ１を係合すると遊星歯車機構Ｐにメインシャフト１３の回転が等速で入力され、第２クラッチＣ２を係合すると遊星歯車機構Ｐにメインシャフト１３の回転が増速して入力されるため、第３クラッチＣ３およびブレーキＢ１の係合状態との組み合わせでトランスミッションＴに複数の変速段を確立することができる。
【解決手段】 メインシャフト１３の回転は増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２で増速されて第１中間軸２０に伝達され、更に変速用の遊星歯車機構Ｐに伝達される。発電用の第１モータ・ジェネレータＭＧ１は増速ドリブンギヤ２２に直接接続されて高速回転するため、その発電効率が高められる。第１クラッチＣ１を係合すると遊星歯車機構Ｐにメインシャフト１３の回転が等速で入力され、第２クラッチＣ２を係合すると遊星歯車機構Ｐにメインシャフト１３の回転が増速して入力されるため、第３クラッチＣ３およびブレーキＢ１の係合状態との組み合わせでトランスミッションＴに複数の変速段を確立することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと、第１モータ・ジェネレータと、トランスミッションとを備えるハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車機構のキャリヤにエンジンのクランクシャフトを接続し、サンギヤに発電用のモータ・ジェネレータを接続し、リングギヤにトラクション用のモータ・ジェネレータおよび駆動輪を接続したハイブリッド車両が、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ ２００９／０１１３２８ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでモータ・ジェネレータを発電機として機能させるときには、その回転が高い方が効率の良い発電を行うことができる。上記特許文献１に記載された発明は、エンジンのクランクシャフトの回転を遊星歯車機構で増速して発電用のモータ・ジェネレータを駆動することができるので、効率の高い発電を行うことが可能である。
【０００５】
しかしながら上記特許文献１に記載された発明は、トラクション用のモータ・ジェネレータを減速に配置するためだけに別軸を新規に設けており、部品点数やコストの増加が懸念されるだけでなく、トラクション用のモータ・ジェネレータを別軸配置したことでギヤの噛み合い数が増えて伝達効率が低下する問題があり、しかもトラクション用のモータ・ジェネレータを別軸配置したことによるエンジンの出力回転数の増速作用は持ち合わせていない。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド動力装置において、トランスミッションにおける適切な変速比の確保とモータ・ジェネレータの増速駆動とを両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンと、第１モータ・ジェネレータと、トランスミッションとを備えるハイブリッド駆動装置において、前記トランスミッションは、入力軸と、前記入力軸に対して平行に配置された出力軸と、前記出力軸の外周に相対回転自在に嵌合する第１中間軸と、前記入力軸の外周に相対回転自在に嵌合する第２中間軸とを備え、前記入力軸には前記エンジンの駆動力が入力され、前記入力軸に設けた第１ギヤが前記出力軸に設けた第２ギヤに噛合することで該入力軸の回転は増速して該出力軸に伝達され、前記第２中間軸の外周には遊星歯車機構が配置され、前記遊星歯車機構の第１要素は前記第１中間軸に設けた第３ギヤに接続され、前記遊星歯車機構の第２要素は前記第２中間軸に接続され、前記遊星歯車機構の第３要素は前記出力軸に接続され、前記入力軸は第１クラッチを介して前記第２中間軸に結合可能であり、前記第２ギヤは第２クラッチを介して前記第１中間軸に結合可能であり、かつ前記第１モータ・ジェネレータと一体に回転可能であることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記遊星歯車機構の前記第１要素は、第３クラッチを介して前記第２中間軸に結合可能であり、かつブレーキを介してケーシングに結合可能であることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記第２中間軸と一体に回転可能な第２モータ・ジェネレータを備えることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【００１０】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記第１モータ・ジェネレータは前記第１中間軸の外周側に配置され、前記第１モータ・ジェネレータの軸方向一方側に前記第２ギヤが配置されるとともに軸方向他方側に前記第３ギヤが配置され、前記第１モータ・ジェネレータの同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に前記第２クラッチが配置されることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【００１１】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項３または請求項４の構成に加えて、前記第２モータ・ジェネレータの同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に前記第１クラッチが配置されることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【００１２】
尚、実施の形態のメインシャフト１３は本発明の入力軸に対応し、実施の形態のサンギヤ１５、リングギヤ１６およびキャリヤ１７はそれぞれ本発明の遊星歯車機構の第２要素、第１要素および第３要素に対応し、実施の形態のカウンタシャフト１９は本発明の出力軸に対応し、実施の形態の増速ドライブギヤ２１は本発明の第１ギヤに対応し、実施の形態の増速ドリブンギヤ２２は本発明の第２ギヤに対応し、実施の形態の増速出力ギヤ２３および増速・減速出力ギヤ２３′は本発明の第３ギヤに対応する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の構成によれば、エンジンの駆動力が入力される入力軸に設けた第１ギヤに噛合する第２ギヤの回転は入力軸の回転に対して増速されるので、第２ギヤと一体に回転する第１モータ・ジェネレータを増速した回転数で駆動して発電効率を高めることができ、しかも入力軸の回転を第１、第２ギヤで増速して第１モータ・ジェネレータに伝達するので、遊星歯車機構で増速して第１モータ・ジェネレータに伝達する場合に比べて、ギヤの噛み合い数を減らして伝達損失を低減することができる。
【００１４】
また出力軸の外周に相対回転自在に嵌合する第１中間軸に第２ギヤが第２クラッチを介して結合され、入力軸の外周に相対回転自在に嵌合して第１クラッチで結合される第２中間軸の外周に遊星歯車機構が設けられ、遊星歯車機構の第１要素は第１中間軸に設けた第３ギヤに接続され、遊星歯車機構の第２要素は第２中間軸に接続され、遊星歯車機構の第３要素は出力軸に接続されるので、第１ギヤ、第２ギヤ、第２クラッチ、第１中間軸および第３ギヤを経て増速された回転数と、第１クラッチを経た等速の回転数とを遊星歯車機構に入力することで、入力軸および出力軸間に複数の変速段を確立することができる。
【００１５】
変速のための増速経路を構成する第２ギヤ、第２クラッチ、第１中間軸および第３ギヤを出力軸と同軸に配置したので、トランスミッションを小型化することができるだけでなく、変速のための増速経路を第１モータ・ジェネレータを増速駆動するために利用してコストダウンを図ることができ、しかも第２クラッチが第２ギヤを第１中間軸に結合可能なので、変速のために増速を必要としない場合に第２クラッチを非係合にしても、第１モータ・ジェネレータを増速回転させて発電効率を高めることができる。
【００１６】
また請求項２の構成によれば、遊星歯車機構の第１要素は、第３クラッチを介して第２中間軸に結合可能であり、かつブレーキを介してケーシングに結合可能であるので、第３クラッチおよびブレーキを選択的に係合することで二つの変速段を確立することができる。
【００１７】
また請求項３の構成によれば、第２中間軸と一体に回転可能な第２モータ・ジェネレータを設けたので、簡単な構造で第２モータ・ジェネレータの駆動力で車両を走行させたり、第２モータ・ジェネレータの駆動力でエンジンの駆動力をアシストしたり、第２モータ・ジェネレータを回生制動して車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収したりすることができる。
【００１８】
また請求項４の構成によれば、第１中間軸の外周に配置した第１モータ・ジェネレータの軸方向両側に第２ギヤおよび第３ギヤを振り分けて配置し、かつ第１モータ・ジェネレータの同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に第２クラッチを配置したので、トランスミッションの軸方向の長さを短縮することができる。
【００１９】
また請求項５の構成によれば、第２モータ・ジェネレータの同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に第１クラッチを配置したので、トランスミッションの軸方向の長さを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ハイブリッド駆動装置のスケルトン図。（第１の実施の形態）
【図２】１速変速段の確立状態を示す図。（第１の実施の形態）
【図３】２速変速段の確立状態を示す図。（第１の実施の形態）
【図４】３速変速段の確立状態を示す図。（第１の実施の形態）
【図５】４速変速段の確立状態を示す図。（第１の実施の形態）
【図６】トランスミッションの速度線図。（第１の実施の形態）
【図７】トランスミッションの第１〜第３クラッチおよびブレーキの係合表。（第１の実施の形態）
【図８】ハイブリッド駆動装置のスケルトン図。（第２の実施の形態）
【図９】２速変速段の確立状態を示す図。（第２の実施の形態）
【図１０】３速変速段の確立状態を示す図。（第２の実施の形態）
【図１１】トランスミッションの速度線図。（第２の実施の形態）
【図１２】トランスミッションの第１〜第４クラッチおよびブレーキの係合表。（第２の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図７に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１に示すように、ハイブリッド車両の４速のトランスミッションＴは、エンジンＥのクランクシャフト１１にダンパー１２を介して同軸に接続されたメインシャフト１３を備えており、メインシャフト１３の外周に第２中間軸１４が相対回転可能に嵌合する。第２中間軸１４は第１クラッチＣ１を介してメインシャフト１３に結合可能であり、かつ第２モータ・ジェネレータＭＧ２のロータに接続される。
【００２３】
メインシャフト１３および第２中間軸１４の外周に設けられる変速用の遊星歯車機構Ｐは、サンギヤ１５と、リングギヤ１６と、キャリヤ１７と、キャリヤ１７に回転自在に支持されて前記サンギヤ１５および前記リングギヤ１６に同時に噛合する複数のピニオン１８…とを備える。サンギヤ１５は第２中間軸１４に固定され、リングギヤ１６はブレーキＢ１を介してケーシング３０に結合可能であり、かつ第３クラッチＣ３を介して第２中間軸１４に結合可能である。
【００２４】
トランスミッションＴのカウンタシャフト１９の外周に第１中間軸２０が相対回転可能に嵌合する。メインシャフト１３に固定した増速ドライブギヤ２１が第１中間軸２０に相対回転自在に支持した増速ドリブンギヤ２２に噛合し、第１中間軸２０に固定した増速出力ギヤ２３が遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６の外周に一体に形成した変速入力ギヤ２４に噛合し、遊星歯車機構Ｐのキャリヤ１７に固定した第１変速出力ギヤ２５がカウンタシャフト１９に固定した第２変速出力ギヤ２６に噛合する。増速ドリブンギヤ２２は第１モータ・ジェネレータＭＧ１のロータに接続されるとともに、第２クラッチＣ２を介して第１中間軸２０に結合可能である。
【００２５】
カウンタシャフト１９に固定したファイナルドライブギヤ２７はディファレンシャルギヤＤに固定したファイナルドリブンギヤ２８に噛合し、ディファレンシャルギヤＤから左右に延びるドライブシャフト２９，２９に左右の駆動輪Ｗ，Ｗが接続される。
【００２６】
増速ドリブンギヤ２２および増速出力ギヤ２３は第１モータ・ジェネレータＭＧ１の軸方向両側に振り分けて配置され、第１モータ・ジェネレータＭＧ１の同軸上の内周側に設けられた第２クラッチＣ２は、第１モータ・ジェネレータＭＧ１に対して軸方向に重なる位置に配置される。また第２モータ・ジェネレータＭＧ２の同軸上の内周側に設けられた第１クラッチＣ１は、第２モータ・ジェネレータＭＧ２に対して軸方向に重なる位置に配置される。
【００２７】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
図１および図６から明らかなように、第１クラッチＣ１を係合すると、メインシャフト１３が第２中間軸１４に直結されるため、第２中間軸１４はメインシャフト１３と同一回転数で回転する。また第２クラッチＣ２を係合すると、メインシャフト１３の回転が増速ドライブギヤ２１、増速ドリブンギヤ２２、第２クラッチＣ２、第１中間軸２０、増速出力ギヤ２３および変速入力ギヤ２４を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６に伝達される。このとき、増速ドライブギヤ２１の歯数は増速ドリブンギヤ２２の歯数よりも大きいため、リングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して増速される。
【００２９】
尚、増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２の歯数比は必ず増速に設定する必要があるが、増速出力ギヤ２３および変速入力ギヤ２４の歯数比は等速でも増速でも良く、また増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２による増速を相殺しない程度の減速であっても良い。
【００３０】
ブレーキＢ１を係合すると、遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６がケーシング３０に固定されるため、第２中間軸１４からサンギヤ１５に入力された回転は、減速されてキャリヤ１７、つまり第１変速出力ギヤ２５に出力される。また第３クラッチＣ３を係合すると、リングギヤ１６が第２中間軸１４を介してサンギヤ１５に結合されることで遊星歯車機構Ｐはロック状態になり、第２中間軸１４の回転はそのままキャリヤ１７、つまり第１変速出力ギヤ２５に出力される。
【００３１】
従って、第１〜第３クラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１の係合・非係合を組み合わせることで、メインシャフト１３の回転を種々の変速比で変速してカウンタシャフト１９に伝達することができる。
【００３２】
以下、図６および図７を参照して１速〜４速の各変速段の個々の確立状態を具体的に説明する。
【００３３】
図２は、第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１が係合して１速変速段が確立した状態を示すものである。エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第１クラッチＣ１→第２中間軸１４→遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５、ピニオン１８…およびキャリヤ１７→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００３４】
このとき、遊星歯車機構Ｐで減速が行われることで、１速変速段が確立する。
【００３５】
図３は、第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３が係合して２速変速段が確立した状態を示すものである。第３クラッチＣ３の係合により遊星歯車機構Ｐはサンギヤ１５およびリングギヤ１６が結合されてロック状態になるため、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第１クラッチＣ１→第２中間軸１４→ロック状態の遊星歯車機構Ｐ→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００３６】
このとき、遊星歯車機構Ｐでは増速も減速も行われず、１速変速段よりも変速比が小さい２速変速段が確立する。
【００３７】
図４は第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合して３速変速段が確立した状態を示すものである。第２クラッチＣ２の係合によりメインシャフト１３の回転は増速ドライブギヤ２１、増速ドリブンギヤ２１、第２クラッチＣ２、第１中間軸２０、増速出力ギヤ２３および変速入力ギヤ２４よりなる増速経路を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６に伝達され、リングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して増速される一方、第１クラッチＣ１の係合によりメインシャフト１３は第２中間軸１４を介して遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５に直結される。その結果、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第１クラッチＣ１→第２中間軸１４→遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５、ピニオン１８…およびキャリヤ１７→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００３８】
このとき、遊星歯車機構Ｐで増速が行われることで、２速変速段よりも変速比が小さい３速変速段が確立する。
【００３９】
図５は、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が係合して４速変速段が確立した状態を示すものである。第３クラッチＣ３の係合により遊星歯車機構Ｐはサンギヤ１５およびリングギヤ１６が結合されてロック状態になるため、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→増速ドライブギヤ２１→増速ドリブンギヤ２２→第２クラッチＣ２→第１中間軸２０→増速出力ギヤ２３→変速入力ギヤ２４→ロック状態の遊星歯車機構Ｐ→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００４０】
このとき、遊星歯車機構Ｐでは減速も増速も行われず、増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２で増速が行われることで、３速変速段よりも変速比が小さい４速変速段が確立する。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態の作用効果を説明する。
【００４２】
メインシャフト１３、増速ドライブギヤ２１、増速ドリブンギヤ２２、第１中間軸２０および増速出力ギヤ２３は平行軸の増速手段を構成し、メインシャフト１３の回転を増速して遊星歯車機構Ｐに伝達するとともに、その増速手段の増速ドリブンギヤ２２と一体の第１モータ・ジェネレータＭＧ１を増速した回転数で駆動して発電効率を高めることができる。このとき、メインシャフト１３の回転を増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２で増速して第１モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達するので、専用の遊星歯車機構で増速して第１モータ・ジェネレータにＭＧ１に伝達する場合に比べて、ギヤの噛み合い数を減らして伝達効率を高めることができる。
【００４３】
尚、第１モータ・ジェネレータＭＧ１をモータとして機能させれば、第１モータ・ジェネレータＭＧ１の駆動力でクランクシャフト１１をクランキングしてエンジンＥを始動することができる。このとき、第１モータ・ジェネレータＭＧ１の回転が増速ドリブンギヤ２２および増速ドライブギヤ２１で減速されてエンジンＥのクランクシャフト１１に伝達されるので、クランクシャフト１１を大きなトルクでクランキングして始動性を高めることができる。
【００４４】
また変速用の遊星歯車機構Ｐには、第１クラッチＣ１の係合によりメインシャフト１３の回転が等速で入力されるとともに、第２クラッチＣ２の係合によりメインシャフト１３の回転が前記増速手段を介して増速して入力されるので、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を選択的に係合することで複数の変速段を確立することができる。このとき、変速のための増速手段を構成する増速ドライブギヤ２１、増速ドリブンギヤ２２、第２クラッチＣ２、第１中間軸２０および増速出力ギヤ２３をカウンタシャフト１９と同軸に配置したのでトランスミッションＴを小型化することができる。
【００４５】
しかも変速のための増速手段を第１モータ・ジェネレータＭＧ１を増速駆動するために利用するのでコストダウンを図ることができるだけでなく、第２クラッチＣ２が増速ドリブンギヤ２２を第１中間軸２０に結合可能なので、変速のために増速を必要としない場合に第２クラッチＣ２を非係合にしても、第１モータ・ジェネレータＭＧ１を増速駆動して発電効率を高めることができる。
【００４６】
また変速用の遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６を第３クラッチＣ３を介して第２中間軸１４に結合し、あるいはリングギヤ１６をブレーキＢ１を介してケーシング３０に結合して２段の変速を行うことができるので、第３クラッチＣ３およびブレーキＢ１の係合・非係合の組合せと、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の係合・非係合の組合せとで合計４段の変速段を確立することができる。
【００４７】
尚、トランスミッションＴの遊星歯車機構Ｐに増速後の回転しか入力できないと仮定すると、その増速された回転を必要な変速比が得られるまで減速するためには過大な減速比が必要になって伝達効率が低下したりトランスミッションＴが大型化したりする虞があるが、本実施の形態によれば過大な減速比が不要であるために、伝達効率の向上およびトランスミッションＴの小型化が可能になる。
【００４８】
また第２中間軸１４と一体に回転可能な第２モータ・ジェネレータＭＧ２を設けたので、簡単な構造で第２モータ・ジェネレータＭＧ２の駆動力で車両を走行させたり、第２モータ・ジェネレータＭＧ２の駆動力でエンジンＥの駆動力をアシストしたり、第２モータ・ジェネレータＭＧ２を回生制動して車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収したりすることができる。
【００４９】
また第１中間軸２０の外周側に配置した第１モータ・ジェネレータＭＧ１の軸方向両側に増速ドリブンギヤ２２および増速出力ギヤ２３を振り分けて配置し、かつ第１モータ・ジェネレータＭＧ１の同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に第２クラッチＣ２を配置したので、トランスミッションＴの軸方向の長さを短縮することができる。
【００５０】
また第２モータ・ジェネレータＭＧ２の同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に第１クラッチＣ１を配置したので、トランスミッションＴの軸方向の長さを短縮することができる。
【００５１】
次に、図８〜図１２に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５２】
第２の実施の形態のトランスミッションＴは６速であり、第１の実施の形態の４速のトランスミッションＴの１速変速段〜４速変速段に対応する１速変速段および４速変速段〜６速変速段に、新たに２速変速段および３速変速段が追加されている。２速変速段および３速変速段を確立するために第１の実施の形態のトランスミッションＴに追加された要素は、メインシャフト１３に回転自在に支持された減速ドライブギヤ３１と、減速ドライブギヤ３１をメインシャフト１３に結合する第４クラッチＣ４と、第１中間軸２０に固定されて減速ドライブギヤ３１に噛合する減速ドリブンギヤ３２とである。
【００５３】
１速変速段および４速変速段〜６速変速段の確立状態は、第１の実施の形態の１速変速段〜４速変速段の確立状態（図２〜図５参照）と同一である。また第１の実施の形態の増速出力ギヤ２３は、第２の実施の形態では名称が変わって増速・減速出力ギヤ２３′となる。
【００５４】
第４クラッチＣ４を係合すると、メインシャフト１３の回転が第４クラッチＣ４、減速ドライブギヤ３１、減速ドリブンギヤ３２、第１中間軸２０、増速・減速出力ギヤ２３′および変速入力ギヤ２４を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６に伝達される。このとき、減速ドライブギヤ３１の歯数は減速ドリブンギヤ３２の歯数よりも小さいため、リングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して減速される。つまり第２クラッチＣ２を係合するとリングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して増幅されるが、第４クラッチＣ４を係合するとリングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して減速される。
【００５５】
図９は、第３クラッチＣ３および第４クラッチＣ４が係合して２速変速段が確立した状態を示すものである。第３クラッチＣ３の係合により遊星歯車機構Ｐはサンギヤ１５およびリングギヤ１６が結合されてロック状態になるため、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第４クラッチＣ４→減速ドライブギヤ３１→減速ドリブンギヤ３２→第１中間軸２０→増速・減速出力ギヤ２３′→変速入力ギヤ２４→ロック状態の遊星歯車機構Ｐ→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００５６】
このとき、遊星歯車機構Ｐでは減速も増速も行われず、減速ドライブギヤ３１および減速ドリブンギヤ３２で減速が行われることで、１速変速段よりも変速比が小さい２速変速段が確立する。
【００５７】
図１０は第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が係合して３速変速段が確立した状態を示すものである。第４クラッチＣ４の係合によりメインシャフト１３の回転は第４クラッチＣ４、減速ドライブギヤ３１、減速ドリブンギヤ２２、第１中間軸２０、増速・減速出力ギヤ２３′および変速入力ギヤ２４よりなる減速経路を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６に伝達され、リングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して減速される一方、第１クラッチＣ１の係合によりメインシャフト１３は第２中間軸１４を介して遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５に直結される。その結果、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第４クラッチＣ４→減速ドライブギヤ３１→減速ドリブンギヤ３２→第１中間軸２０→増速・減速出力ギヤ２３′→変速入力ギヤ２４→遊星歯車機構Ｐ→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００５８】
このとき、遊星歯車機構Ｐで減速が行われ、減速ドライブギヤ３１および減速ドリブ ンギヤ３２でも減速が行われることで、２速変速段よりも変速比が小さい３速変速段が確立する。
【００５９】
以上のように本実施の形態によれば、トランスミッションＴの変速段数を４段から６段に増加させながら、第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００６１】
例えば、実施の形態では遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５を入力要素とし、リングギヤ１６を固定要素とし、キャリヤ１７を出力要素としているが、各要素の機能は適宜入れ換え可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１３ メインシャフト（入力軸）
１４ 第２中間軸
１５ サンギヤ（遊星歯車機構の第２要素）
１６ リングギヤ（遊星歯車機構の第１要素）
１７ キャリヤ（遊星歯車機構の第３要素）
１９ カウンタシャフト（出力軸）
２０ 第１中間軸
２１ 増速ドライブギヤ（第１ギヤ）
２２ 増速ドリブンギヤ（第２ギヤ）
２３ 増速出力ギヤ（第３ギヤ）
２３′ 増速・減速出力ギヤ（第３ギヤ）
３０ ケーシング
Ｂ１ ブレーキ
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
Ｃ３ 第３クラッチ
Ｅ エンジン
Ｐ 遊星歯車機構
ＭＧ１ 第１モータ・ジェネレータ
ＭＧ２ 第２モータ・ジェネレータ
Ｔ トランスミッション
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと、第１モータ・ジェネレータと、トランスミッションとを備えるハイブリッド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車機構のキャリヤにエンジンのクランクシャフトを接続し、サンギヤに発電用のモータ・ジェネレータを接続し、リングギヤにトラクション用のモータ・ジェネレータおよび駆動輪を接続したハイブリッド車両が、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ ２００９／０１１３２８ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでモータ・ジェネレータを発電機として機能させるときには、その回転が高い方が効率の良い発電を行うことができる。上記特許文献１に記載された発明は、エンジンのクランクシャフトの回転を遊星歯車機構で増速して発電用のモータ・ジェネレータを駆動することができるので、効率の高い発電を行うことが可能である。
【０００５】
しかしながら上記特許文献１に記載された発明は、トラクション用のモータ・ジェネレータを減速に配置するためだけに別軸を新規に設けており、部品点数やコストの増加が懸念されるだけでなく、トラクション用のモータ・ジェネレータを別軸配置したことでギヤの噛み合い数が増えて伝達効率が低下する問題があり、しかもトラクション用のモータ・ジェネレータを別軸配置したことによるエンジンの出力回転数の増速作用は持ち合わせていない。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ハイブリッド動力装置において、トランスミッションにおける適切な変速比の確保とモータ・ジェネレータの増速駆動とを両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、エンジンと、第１モータ・ジェネレータと、トランスミッションとを備えるハイブリッド駆動装置において、前記トランスミッションは、入力軸と、前記入力軸に対して平行に配置された出力軸と、前記出力軸の外周に相対回転自在に嵌合する第１中間軸と、前記入力軸の外周に相対回転自在に嵌合する第２中間軸とを備え、前記入力軸には前記エンジンの駆動力が入力され、前記入力軸に設けた第１ギヤが前記出力軸に設けた第２ギヤに噛合することで該入力軸の回転は増速して該出力軸に伝達され、前記第２中間軸の外周には遊星歯車機構が配置され、前記遊星歯車機構の第１要素は前記第１中間軸に設けた第３ギヤに接続され、前記遊星歯車機構の第２要素は前記第２中間軸に接続され、前記遊星歯車機構の第３要素は前記出力軸に接続され、前記入力軸は第１クラッチを介して前記第２中間軸に結合可能であり、前記第２ギヤは第２クラッチを介して前記第１中間軸に結合可能であり、かつ前記第１モータ・ジェネレータと一体に回転可能であることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記遊星歯車機構の前記第１要素は、第３クラッチを介して前記第２中間軸に結合可能であり、かつブレーキを介してケーシングに結合可能であることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記第２中間軸と一体に回転可能な第２モータ・ジェネレータを備えることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【００１０】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記第１モータ・ジェネレータは前記第１中間軸の外周側に配置され、前記第１モータ・ジェネレータの軸方向一方側に前記第２ギヤが配置されるとともに軸方向他方側に前記第３ギヤが配置され、前記第１モータ・ジェネレータの同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に前記第２クラッチが配置されることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【００１１】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項３または請求項４の構成に加えて、前記第２モータ・ジェネレータの同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に前記第１クラッチが配置されることを特徴とするハイブリッド駆動装置が提案される。
【００１２】
尚、実施の形態のメインシャフト１３は本発明の入力軸に対応し、実施の形態のサンギヤ１５、リングギヤ１６およびキャリヤ１７はそれぞれ本発明の遊星歯車機構の第２要素、第１要素および第３要素に対応し、実施の形態のカウンタシャフト１９は本発明の出力軸に対応し、実施の形態の増速ドライブギヤ２１は本発明の第１ギヤに対応し、実施の形態の増速ドリブンギヤ２２は本発明の第２ギヤに対応し、実施の形態の増速出力ギヤ２３および増速・減速出力ギヤ２３′は本発明の第３ギヤに対応する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の構成によれば、エンジンの駆動力が入力される入力軸に設けた第１ギヤに噛合する第２ギヤの回転は入力軸の回転に対して増速されるので、第２ギヤと一体に回転する第１モータ・ジェネレータを増速した回転数で駆動して発電効率を高めることができ、しかも入力軸の回転を第１、第２ギヤで増速して第１モータ・ジェネレータに伝達するので、遊星歯車機構で増速して第１モータ・ジェネレータに伝達する場合に比べて、ギヤの噛み合い数を減らして伝達損失を低減することができる。
【００１４】
また出力軸の外周に相対回転自在に嵌合する第１中間軸に第２ギヤが第２クラッチを介して結合され、入力軸の外周に相対回転自在に嵌合して第１クラッチで結合される第２中間軸の外周に遊星歯車機構が設けられ、遊星歯車機構の第１要素は第１中間軸に設けた第３ギヤに接続され、遊星歯車機構の第２要素は第２中間軸に接続され、遊星歯車機構の第３要素は出力軸に接続されるので、第１ギヤ、第２ギヤ、第２クラッチ、第１中間軸および第３ギヤを経て増速された回転数と、第１クラッチを経た等速の回転数とを遊星歯車機構に入力することで、入力軸および出力軸間に複数の変速段を確立することができる。
【００１５】
変速のための増速経路を構成する第２ギヤ、第２クラッチ、第１中間軸および第３ギヤを出力軸と同軸に配置したので、トランスミッションを小型化することができるだけでなく、変速のための増速経路を第１モータ・ジェネレータを増速駆動するために利用してコストダウンを図ることができ、しかも第２クラッチが第２ギヤを第１中間軸に結合可能なので、変速のために増速を必要としない場合に第２クラッチを非係合にしても、第１モータ・ジェネレータを増速回転させて発電効率を高めることができる。
【００１６】
また請求項２の構成によれば、遊星歯車機構の第１要素は、第３クラッチを介して第２中間軸に結合可能であり、かつブレーキを介してケーシングに結合可能であるので、第３クラッチおよびブレーキを選択的に係合することで二つの変速段を確立することができる。
【００１７】
また請求項３の構成によれば、第２中間軸と一体に回転可能な第２モータ・ジェネレータを設けたので、簡単な構造で第２モータ・ジェネレータの駆動力で車両を走行させたり、第２モータ・ジェネレータの駆動力でエンジンの駆動力をアシストしたり、第２モータ・ジェネレータを回生制動して車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収したりすることができる。
【００１８】
また請求項４の構成によれば、第１中間軸の外周に配置した第１モータ・ジェネレータの軸方向両側に第２ギヤおよび第３ギヤを振り分けて配置し、かつ第１モータ・ジェネレータの同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に第２クラッチを配置したので、トランスミッションの軸方向の長さを短縮することができる。
【００１９】
また請求項５の構成によれば、第２モータ・ジェネレータの同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に第１クラッチを配置したので、トランスミッションの軸方向の長さを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ハイブリッド駆動装置のスケルトン図。（第１の実施の形態）
【図２】１速変速段の確立状態を示す図。（第１の実施の形態）
【図３】２速変速段の確立状態を示す図。（第１の実施の形態）
【図４】３速変速段の確立状態を示す図。（第１の実施の形態）
【図５】４速変速段の確立状態を示す図。（第１の実施の形態）
【図６】トランスミッションの速度線図。（第１の実施の形態）
【図７】トランスミッションの第１〜第３クラッチおよびブレーキの係合表。（第１の実施の形態）
【図８】ハイブリッド駆動装置のスケルトン図。（第２の実施の形態）
【図９】２速変速段の確立状態を示す図。（第２の実施の形態）
【図１０】３速変速段の確立状態を示す図。（第２の実施の形態）
【図１１】トランスミッションの速度線図。（第２の実施の形態）
【図１２】トランスミッションの第１〜第４クラッチおよびブレーキの係合表。（第２の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図１〜図７に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１に示すように、ハイブリッド車両の４速のトランスミッションＴは、エンジンＥのクランクシャフト１１にダンパー１２を介して同軸に接続されたメインシャフト１３を備えており、メインシャフト１３の外周に第２中間軸１４が相対回転可能に嵌合する。第２中間軸１４は第１クラッチＣ１を介してメインシャフト１３に結合可能であり、かつ第２モータ・ジェネレータＭＧ２のロータに接続される。
【００２３】
メインシャフト１３および第２中間軸１４の外周に設けられる変速用の遊星歯車機構Ｐは、サンギヤ１５と、リングギヤ１６と、キャリヤ１７と、キャリヤ１７に回転自在に支持されて前記サンギヤ１５および前記リングギヤ１６に同時に噛合する複数のピニオン１８…とを備える。サンギヤ１５は第２中間軸１４に固定され、リングギヤ１６はブレーキＢ１を介してケーシング３０に結合可能であり、かつ第３クラッチＣ３を介して第２中間軸１４に結合可能である。
【００２４】
トランスミッションＴのカウンタシャフト１９の外周に第１中間軸２０が相対回転可能に嵌合する。メインシャフト１３に固定した増速ドライブギヤ２１が第１中間軸２０に相対回転自在に支持した増速ドリブンギヤ２２に噛合し、第１中間軸２０に固定した増速出力ギヤ２３が遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６の外周に一体に形成した変速入力ギヤ２４に噛合し、遊星歯車機構Ｐのキャリヤ１７に固定した第１変速出力ギヤ２５がカウンタシャフト１９に固定した第２変速出力ギヤ２６に噛合する。増速ドリブンギヤ２２は第１モータ・ジェネレータＭＧ１のロータに接続されるとともに、第２クラッチＣ２を介して第１中間軸２０に結合可能である。
【００２５】
カウンタシャフト１９に固定したファイナルドライブギヤ２７はディファレンシャルギヤＤに固定したファイナルドリブンギヤ２８に噛合し、ディファレンシャルギヤＤから左右に延びるドライブシャフト２９，２９に左右の駆動輪Ｗ，Ｗが接続される。
【００２６】
増速ドリブンギヤ２２および増速出力ギヤ２３は第１モータ・ジェネレータＭＧ１の軸方向両側に振り分けて配置され、第１モータ・ジェネレータＭＧ１の同軸上の内周側に設けられた第２クラッチＣ２は、第１モータ・ジェネレータＭＧ１に対して軸方向に重なる位置に配置される。また第２モータ・ジェネレータＭＧ２の同軸上の内周側に設けられた第１クラッチＣ１は、第２モータ・ジェネレータＭＧ２に対して軸方向に重なる位置に配置される。
【００２７】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
図１および図６から明らかなように、第１クラッチＣ１を係合すると、メインシャフト１３が第２中間軸１４に直結されるため、第２中間軸１４はメインシャフト１３と同一回転数で回転する。また第２クラッチＣ２を係合すると、メインシャフト１３の回転が増速ドライブギヤ２１、増速ドリブンギヤ２２、第２クラッチＣ２、第１中間軸２０、増速出力ギヤ２３および変速入力ギヤ２４を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６に伝達される。このとき、増速ドライブギヤ２１の歯数は増速ドリブンギヤ２２の歯数よりも大きいため、リングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して増速される。
【００２９】
尚、増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２の歯数比は必ず増速に設定する必要があるが、増速出力ギヤ２３および変速入力ギヤ２４の歯数比は等速でも増速でも良く、また増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２による増速を相殺しない程度の減速であっても良い。
【００３０】
ブレーキＢ１を係合すると、遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６がケーシング３０に固定されるため、第２中間軸１４からサンギヤ１５に入力された回転は、減速されてキャリヤ１７、つまり第１変速出力ギヤ２５に出力される。また第３クラッチＣ３を係合すると、リングギヤ１６が第２中間軸１４を介してサンギヤ１５に結合されることで遊星歯車機構Ｐはロック状態になり、第２中間軸１４の回転はそのままキャリヤ１７、つまり第１変速出力ギヤ２５に出力される。
【００３１】
従って、第１〜第３クラッチＣ１〜Ｃ３およびブレーキＢ１の係合・非係合を組み合わせることで、メインシャフト１３の回転を種々の変速比で変速してカウンタシャフト１９に伝達することができる。
【００３２】
以下、図６および図７を参照して１速〜４速の各変速段の個々の確立状態を具体的に説明する。
【００３３】
図２は、第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１が係合して１速変速段が確立した状態を示すものである。エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第１クラッチＣ１→第２中間軸１４→遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５、ピニオン１８…およびキャリヤ１７→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００３４】
このとき、遊星歯車機構Ｐで減速が行われることで、１速変速段が確立する。
【００３５】
図３は、第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３が係合して２速変速段が確立した状態を示すものである。第３クラッチＣ３の係合により遊星歯車機構Ｐはサンギヤ１５およびリングギヤ１６が結合されてロック状態になるため、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第１クラッチＣ１→第２中間軸１４→ロック状態の遊星歯車機構Ｐ→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００３６】
このとき、遊星歯車機構Ｐでは増速も減速も行われず、１速変速段よりも変速比が小さい２速変速段が確立する。
【００３７】
図４は第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合して３速変速段が確立した状態を示すものである。第２クラッチＣ２の係合によりメインシャフト１３の回転は増速ドライブギヤ２１、増速ドリブンギヤ２１、第２クラッチＣ２、第１中間軸２０、増速出力ギヤ２３および変速入力ギヤ２４よりなる増速経路を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６に伝達され、リングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して増速される一方、第１クラッチＣ１の係合によりメインシャフト１３は第２中間軸１４を介して遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５に直結される。その結果、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第１クラッチＣ１→第２中間軸１４→遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５、ピニオン１８…およびキャリヤ１７→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００３８】
このとき、遊星歯車機構Ｐで増速が行われることで、２速変速段よりも変速比が小さい３速変速段が確立する。
【００３９】
図５は、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３が係合して４速変速段が確立した状態を示すものである。第３クラッチＣ３の係合により遊星歯車機構Ｐはサンギヤ１５およびリングギヤ１６が結合されてロック状態になるため、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→増速ドライブギヤ２１→増速ドリブンギヤ２２→第２クラッチＣ２→第１中間軸２０→増速出力ギヤ２３→変速入力ギヤ２４→ロック状態の遊星歯車機構Ｐ→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００４０】
このとき、遊星歯車機構Ｐでは減速も増速も行われず、増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２で増速が行われることで、３速変速段よりも変速比が小さい４速変速段が確立する。
【００４１】
次に、本発明の実施の形態の作用効果を説明する。
【００４２】
メインシャフト１３、増速ドライブギヤ２１、増速ドリブンギヤ２２、第１中間軸２０および増速出力ギヤ２３は平行軸の増速手段を構成し、メインシャフト１３の回転を増速して遊星歯車機構Ｐに伝達するとともに、その増速手段の増速ドリブンギヤ２２と一体の第１モータ・ジェネレータＭＧ１を増速した回転数で駆動して発電効率を高めることができる。このとき、メインシャフト１３の回転を増速ドライブギヤ２１および増速ドリブンギヤ２２で増速して第１モータ・ジェネレータＭＧ１に伝達するので、専用の遊星歯車機構で増速して第１モータ・ジェネレータにＭＧ１に伝達する場合に比べて、ギヤの噛み合い数を減らして伝達効率を高めることができる。
【００４３】
尚、第１モータ・ジェネレータＭＧ１をモータとして機能させれば、第１モータ・ジェネレータＭＧ１の駆動力でクランクシャフト１１をクランキングしてエンジンＥを始動することができる。このとき、第１モータ・ジェネレータＭＧ１の回転が増速ドリブンギヤ２２および増速ドライブギヤ２１で減速されてエンジンＥのクランクシャフト１１に伝達されるので、クランクシャフト１１を大きなトルクでクランキングして始動性を高めることができる。
【００４４】
また変速用の遊星歯車機構Ｐには、第１クラッチＣ１の係合によりメインシャフト１３の回転が等速で入力されるとともに、第２クラッチＣ２の係合によりメインシャフト１３の回転が前記増速手段を介して増速して入力されるので、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を選択的に係合することで複数の変速段を確立することができる。このとき、変速のための増速手段を構成する増速ドライブギヤ２１、増速ドリブンギヤ２２、第２クラッチＣ２、第１中間軸２０および増速出力ギヤ２３をカウンタシャフト１９と同軸に配置したのでトランスミッションＴを小型化することができる。
【００４５】
しかも変速のための増速手段を第１モータ・ジェネレータＭＧ１を増速駆動するために利用するのでコストダウンを図ることができるだけでなく、第２クラッチＣ２が増速ドリブンギヤ２２を第１中間軸２０に結合可能なので、変速のために増速を必要としない場合に第２クラッチＣ２を非係合にしても、第１モータ・ジェネレータＭＧ１を増速駆動して発電効率を高めることができる。
【００４６】
また変速用の遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６を第３クラッチＣ３を介して第２中間軸１４に結合し、あるいはリングギヤ１６をブレーキＢ１を介してケーシング３０に結合して２段の変速を行うことができるので、第３クラッチＣ３およびブレーキＢ１の係合・非係合の組合せと、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２の係合・非係合の組合せとで合計４段の変速段を確立することができる。
【００４７】
尚、トランスミッションＴの遊星歯車機構Ｐに増速後の回転しか入力できないと仮定すると、その増速された回転を必要な変速比が得られるまで減速するためには過大な減速比が必要になって伝達効率が低下したりトランスミッションＴが大型化したりする虞があるが、本実施の形態によれば過大な減速比が不要であるために、伝達効率の向上およびトランスミッションＴの小型化が可能になる。
【００４８】
また第２中間軸１４と一体に回転可能な第２モータ・ジェネレータＭＧ２を設けたので、簡単な構造で第２モータ・ジェネレータＭＧ２の駆動力で車両を走行させたり、第２モータ・ジェネレータＭＧ２の駆動力でエンジンＥの駆動力をアシストしたり、第２モータ・ジェネレータＭＧ２を回生制動して車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収したりすることができる。
【００４９】
また第１中間軸２０の外周側に配置した第１モータ・ジェネレータＭＧ１の軸方向両側に増速ドリブンギヤ２２および増速出力ギヤ２３を振り分けて配置し、かつ第１モータ・ジェネレータＭＧ１の同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に第２クラッチＣ２を配置したので、トランスミッションＴの軸方向の長さを短縮することができる。
【００５０】
また第２モータ・ジェネレータＭＧ２の同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に第１クラッチＣ１を配置したので、トランスミッションＴの軸方向の長さを短縮することができる。
【００５１】
次に、図８〜図１２に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５２】
第２の実施の形態のトランスミッションＴは６速であり、第１の実施の形態の４速のトランスミッションＴの１速変速段〜４速変速段に対応する１速変速段および４速変速段〜６速変速段に、新たに２速変速段および３速変速段が追加されている。２速変速段および３速変速段を確立するために第１の実施の形態のトランスミッションＴに追加された要素は、メインシャフト１３に回転自在に支持された減速ドライブギヤ３１と、減速ドライブギヤ３１をメインシャフト１３に結合する第４クラッチＣ４と、第１中間軸２０に固定されて減速ドライブギヤ３１に噛合する減速ドリブンギヤ３２とである。
【００５３】
１速変速段および４速変速段〜６速変速段の確立状態は、第１の実施の形態の１速変速段〜４速変速段の確立状態（図２〜図５参照）と同一である。また第１の実施の形態の増速出力ギヤ２３は、第２の実施の形態では名称が変わって増速・減速出力ギヤ２３′となる。
【００５４】
第４クラッチＣ４を係合すると、メインシャフト１３の回転が第４クラッチＣ４、減速ドライブギヤ３１、減速ドリブンギヤ３２、第１中間軸２０、増速・減速出力ギヤ２３′および変速入力ギヤ２４を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６に伝達される。このとき、減速ドライブギヤ３１の歯数は減速ドリブンギヤ３２の歯数よりも小さいため、リングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して減速される。つまり第２クラッチＣ２を係合するとリングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して増幅されるが、第４クラッチＣ４を係合するとリングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して減速される。
【００５５】
図９は、第３クラッチＣ３および第４クラッチＣ４が係合して２速変速段が確立した状態を示すものである。第３クラッチＣ３の係合により遊星歯車機構Ｐはサンギヤ１５およびリングギヤ１６が結合されてロック状態になるため、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第４クラッチＣ４→減速ドライブギヤ３１→減速ドリブンギヤ３２→第１中間軸２０→増速・減速出力ギヤ２３′→変速入力ギヤ２４→ロック状態の遊星歯車機構Ｐ→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００５６】
このとき、遊星歯車機構Ｐでは減速も増速も行われず、減速ドライブギヤ３１および減速ドリブンギヤ３２で減速が行われることで、１速変速段よりも変速比が小さい２速変速段が確立する。
【００５７】
図１０は第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４が係合して３速変速段が確立した状態を示すものである。第４クラッチＣ４の係合によりメインシャフト１３の回転は第４クラッチＣ４、減速ドライブギヤ３１、減速ドリブンギヤ２２、第１中間軸２０、増速・減速出力ギヤ２３′および変速入力ギヤ２４よりなる減速経路を介して遊星歯車機構Ｐのリングギヤ１６に伝達され、リングギヤ１６の回転はメインシャフト１３の回転に対して減速される一方、第１クラッチＣ１の係合によりメインシャフト１３は第２中間軸１４を介して遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５に直結される。その結果、エンジンＥの回転は、クランクシャフト１１→ダンパー１２→メインシャフト１３→第４クラッチＣ４→減速ドライブギヤ３１→減速ドリブンギヤ３２→第１中間軸２０→増速・減速出力ギヤ２３′→変速入力ギヤ２４→遊星歯車機構Ｐ→第１変速出力ギヤ２５→第２変速出力ギヤ２６→カウンタシャフト１９→ファイナルドライブギヤ２７→ファイナルドリブンギヤ２８→ディファレンシャルギヤＤ→ドライブシャフト２９，２９の経路で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。
【００５８】
このとき、遊星歯車機構Ｐで減速が行われ、減速ドライブギヤ３１および減速ドリブ ンギヤ３２でも減速が行われることで、２速変速段よりも変速比が小さい３速変速段が確立する。
【００５９】
以上のように本実施の形態によれば、トランスミッションＴの変速段数を４段から６段に増加させながら、第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００６１】
例えば、実施の形態では遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１５を入力要素とし、リングギヤ１６を固定要素とし、キャリヤ１７を出力要素としているが、各要素の機能は適宜入れ換え可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１３ メインシャフト（入力軸）
１４ 第２中間軸
１５ サンギヤ（遊星歯車機構の第２要素）
１６ リングギヤ（遊星歯車機構の第１要素）
１７ キャリヤ（遊星歯車機構の第３要素）
１９ カウンタシャフト（出力軸）
２０ 第１中間軸
２１ 増速ドライブギヤ（第１ギヤ）
２２ 増速ドリブンギヤ（第２ギヤ）
２３ 増速出力ギヤ（第３ギヤ）
２３′ 増速・減速出力ギヤ（第３ギヤ）
３０ ケーシング
Ｂ１ ブレーキ
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
Ｃ３ 第３クラッチ
Ｅ エンジン
Ｐ 遊星歯車機構
ＭＧ１ 第１モータ・ジェネレータ
ＭＧ２ 第２モータ・ジェネレータ
Ｔ トランスミッション
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（Ｅ）と、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）と、トランスミッション（Ｔ）とを備えるハイブリッド駆動装置において、
前記トランスミッション（Ｔ）は、入力軸（１３）と、前記入力軸（１３）に対して平行に配置された出力軸（１９）と、前記出力軸（１９）の外周に相対回転自在に嵌合する第１中間軸（２０）と、前記入力軸（１３）の外周に相対回転自在に嵌合する第２中間軸（１４）とを備え、
前記入力軸（１３）には前記エンジン（Ｅ）の駆動力が入力され、
前記入力軸（１３）に設けた第１ギヤ（２１）が前記出力軸（１９）に設けた第２ギヤ（２２）に噛合することで該入力軸（１３）の回転は増速して該出力軸（１９）に伝達され、
前記第２中間軸（１４）の外周には遊星歯車機構（Ｐ）が配置され、
前記遊星歯車機構（Ｐ）の第１要素（１６）は前記第１中間軸（２０）に設けた第３ギヤ（２３，２３′）に接続され、
前記遊星歯車機構（Ｐ）の第２要素（１５）は前記第２中間軸（１４）に接続され、
前記遊星歯車機構（Ｐ）の第３要素（１７）は前記出力軸（１９）に接続され、
前記入力軸（１３）は第１クラッチ（Ｃ１）を介して前記第２中間軸（１４）に結合可能であり、前記第２ギヤ（２２）は第２クラッチ（Ｃ２）を介して前記第１中間軸（２０）に結合可能であり、かつ前記第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）と一体に回転可能であることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記遊星歯車機構（Ｐ）の前記第１要素（１６）は、第３クラッチ（Ｃ３）を介して前記第２中間軸（１４）に結合可能であり、かつブレーキ（Ｂ１）を介してケーシング（３０）に結合可能であることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記第２中間軸（１４）と一体に回転可能な第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）を備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）は前記第１中間軸（２０）の外周側に配置され、前記第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）の軸方向一方側に前記第２ギヤ（２２）が配置されるとともに軸方向他方側に前記第３ギヤ（２３，２３′）が配置され、前記第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）の同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に前記第２クラッチ（Ｃ２）が配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）の同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に前記第１クラッチ（Ｃ１）が配置されることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項１】
エンジン（Ｅ）と、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）と、トランスミッション（Ｔ）とを備えるハイブリッド駆動装置において、
前記トランスミッション（Ｔ）は、入力軸（１３）と、前記入力軸（１３）に対して平行に配置された出力軸（１９）と、前記出力軸（１９）の外周に相対回転自在に嵌合する第１中間軸（２０）と、前記入力軸（１３）の外周に相対回転自在に嵌合する第２中間軸（１４）とを備え、
前記入力軸（１３）には前記エンジン（Ｅ）の駆動力が入力され、
前記入力軸（１３）に設けた第１ギヤ（２１）が前記出力軸（１９）に設けた第２ギヤ（２２）に噛合することで該入力軸（１３）の回転は増速して該出力軸（１９）に伝達され、
前記第２中間軸（１４）の外周には遊星歯車機構（Ｐ）が配置され、
前記遊星歯車機構（Ｐ）の第１要素（１６）は前記第１中間軸（２０）に設けた第３ギヤ（２３，２３′）に接続され、
前記遊星歯車機構（Ｐ）の第２要素（１５）は前記第２中間軸（１４）に接続され、
前記遊星歯車機構（Ｐ）の第３要素（１７）は前記出力軸（１９）に接続され、
前記入力軸（１３）は第１クラッチ（Ｃ１）を介して前記第２中間軸（１４）に結合可能であり、前記第２ギヤ（２２）は第２クラッチ（Ｃ２）を介して前記第１中間軸（２０）に結合可能であり、かつ前記第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）と一体に回転可能であることを特徴とするハイブリッド駆動装置。
【請求項２】
前記遊星歯車機構（Ｐ）の前記第１要素（１６）は、第３クラッチ（Ｃ３）を介して前記第２中間軸（１４）に結合可能であり、かつブレーキ（Ｂ１）を介してケーシング（３０）に結合可能であることを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項３】
前記第２中間軸（１４）と一体に回転可能な第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）を備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項４】
前記第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）は前記第１中間軸（２０）の外周側に配置され、前記第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）の軸方向一方側に前記第２ギヤ（２２）が配置されるとともに軸方向他方側に前記第３ギヤ（２３，２３′）が配置され、前記第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）の同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に前記第２クラッチ（Ｃ２）が配置されることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のハイブリッド駆動装置。
【請求項５】
前記第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）の同軸上の内周側であって軸方向に重なる位置に前記第１クラッチ（Ｃ１）が配置されることを特徴とする、請求項３または請求項４に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７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１２６１５４（Ｐ２０１２−１２６１５４Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６７３５（Ｐ２０１０−２７６７３５）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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