JP5654974B2 - 駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、駆動システムに関する。

従来、てこクランク機構による偏心体駆動装置（変速機）と、ロック可能なフリーホイール装置（ワンウェイクラッチ機構）とを有し、駆動軸から被駆動軸への変速比を無段階に変更可能な駆動装置（駆動システム）が提案されている（特許文献１参照）。

特表２００５−５０２５４３号公報

特許文献１に記載の駆動システムは、回生側に設けられた電気機械をジェネレータとし運転することにより足軸から回生されるエネルギを電力として回生することができる。
電気機械をジェネレータとして使用しない場合や、そもそも回生側にジェネレータを備えないシステムでは、駆動輪の回転力をエンジンに伝達して減速を行うエンジンブレーキが行われる。
エンジンブレーキを実施する際は燃料供給が停止されているが、エンジンのクランク軸の回転速度が所定の下限回転速度以上の場合、燃料供給を再開するだけで、エンジンを再始動させることができるが、クランク軸の回転速度が所定の下限回転速度未満の場合、燃料供給を再開するだけではエンジンを再始動させることができず、例えば、セルモータでクランク軸の回転速度を上昇させたり、第２変速機の変速比を変更してクランク軸の回転速度を上昇させたりする必要がある。

そこで、本発明は、エンジンの再始動等で消費するエネルギを削減する駆動システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、内燃機関と、前記内燃機関の動力を入力する入力軸と、前記内燃機関の下流側に配置され、前記入力軸から足軸へのみ動力を伝達する第１ワンウェイクラッチを有する第１変速機と、前記第１変速機の下流側に前記足軸を介して配置された駆動輪と、前記駆動輪の動力を前記第１変速機を迂回して前記内燃機関に伝達する減速動力伝達経路と、を備える駆動システムであって、前記減速動力伝達経路は、前記足軸に接続され、前記足軸から前記入力軸へのみ動力を伝達する第２ワンウェイクラッチを有する第２変速機を有し、前記第２変速機は、前記足軸の回転速度が低下すると変速比がアンダードライブ側に変更されることを特徴とする駆動システムである。

このような構成によれば、足軸の回転速度に応じて第２変速機の変速比を変更することができ、複雑な制御やシステムを用いずに、内燃機関のエンジンブレーキ状態から再始動する際に要するクランク軸の回転速度を確保できる足軸の回転速度の区間を増加させることができる。これにより、エンジン再始動等で消費するエネルギを削減することができる。

また、前記駆動システムにおいて、前記第２変速機は、前記足軸の回転による遠心力が低下すると変速比がアンダードライブ側に機械的に変更される遠心力レシオ変速機であることが好ましい。

また、前記駆動システムにおいて、前記第１変速機の目標変速比が前記第２変速機の変速比に対して小さくなると、前記第１変速機の目標変速比を前記第２変速機の変速比より大きくすることが好ましい。

このような構成によれば、第１変速機の変速比が前記第２変速機の変速比より小さくなることにより引き起こされる変速機の破損やドライバビリティの悪化を防止することができる。

また、前記駆動システムにおいて、前記減速動力伝達経路は、動力の伝達可能状態および遮断状態を切り替え可能な断接手段を更に有し、前記第１変速機の目標変速比が前記第２変速機の変速比に対して小さくなると、前記断接手段を遮断状態とすることが好ましい。

このような構成によれば、第１変速機の変速比が前記第２変速機の変速比より小さくなることにより引き起こされる変速機の破損やドライバビリティの悪化を防止することができる。

本発明によれば、エンジンの再始動等で消費するエネルギを削減する駆動システムを提供することができる。

本実施形態に係る駆動システムの構成図である。 本実施形態に係る第１変速機及び第１ワンウェイクラッチの断面図である。 本実施形態に係る第１変速機及び第１ワンウェイクラッチの側面図である。 本実施形態に係る第１変速機及び第１ワンウェイクラッチの側面図であり、（ａ）は回転半径ｒ１（偏心量）が最大、（ｂ）は回転半径ｒ１が中間、（ｃ）は回転半径ｒ１が０、の状態を示している。 （ａ）〜（ｄ）は第１変速機及び第１ワンウェイクラッチの側面図であり、回転半径ｒ１が「最大」の状態における回転運動及び揺動運動を示している。 （ａ）〜（ｄ）は第１変速機及び第１ワンウェイクラッチの側面図であり、回転半径ｒ１が「中間」の状態における回転運動及び揺動運動を示している。 （ａ）〜（ｄ）は第１変速機及び第１ワンウェイクラッチの側面図であり、回転半径ｒ１が「０」の状態における回転運動及び揺動運動を示している。 入力軸（第２軸）の回転角度θ１と外リング（揺動部）の角速度ω２との関係を示すグラフである。 入力軸（第２軸）の回転角度θ１と外リング（揺動部）の摺動速度との関係を示すグラフである。 （ａ）〜（ｆ）は第２変速機の動作を説明する図である。 本実施形態に係る駆動システムの動作を示すフローチャートである。 （ａ）はエンジンの正味燃料消費率のマップの例であり、（ｂ）は第２変速機の第２変速比の特性テーブルの例である。 本実施形態に係る駆動システムの一効果を示すタイムチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１２を参照して説明する。

≪駆動システムの構成≫
図１に示す本実施形態に係る駆動システム１は、図示しない車両に搭載されており、車両の駆動力を発生するシステムである。なお、車両は、四輪車の他、二輪車、三輪車でもよい。

駆動システム１は、エンジン１０（内燃機関）と、モータジェネレータ２０と、第１変速機３０と、複数（ここでは６つ）の第１ワンウェイクラッチ６０と、第２変速機７０と、第２ワンウェイクラッチ７５と、第１軸８１、第２軸８２、第３軸８３（足軸）及び第４軸８４と、第１クラッチ９１及び第２クラッチ９２と、デフ装置１１０と、バッテリ１２１と、システムを電子制御するＥＣＵ２００（Electronic Control Unit、電子制御装置）と、を備えている。
なお、以下の説明において、「正方向」とは、第２軸８２（第１軸８１、エンジン１０の図示しないクランク軸（出力軸））の回転力（動力）を第３軸８３（足軸）に伝達する方向であるものとする。また、「減速動力伝達」とは、第３軸８３（足軸）の回転力（動力）を第２軸８２（第１軸８１、エンジン１０の図示しないクランク軸（出力軸））に伝達することをいうものとする。

＜エンジン＞
エンジン１０は、本実施形態では、シリンダブロック（図示しない）に２つのシリンダ１１、１１を有する直列２気筒型で構成されたレシプロエンジンである。ただし、シリンダの数・配列はこれに限定されず、適宜に変更自由である。

エンジン１０は、ＥＣＵ２００からの指令に従って、燃料（ガソリン）を燃焼させ、４サイクル（吸気、圧縮、燃焼、排気）で運転するようになっている。すなわち、エンジン１０には、燃料を噴射する燃料インジェクタ、吸気空気の流量を制御するスロットル弁、燃料に点火する点火プラグ（いずれも図示しない）等が取り付けられており、ＥＣＵ２００がこれらを電子制御することで、エンジン１０の作動（燃焼サイクル）を制御するようになっている。

＜第１軸＞
第１軸８１は、エンジン１０の図示しないクランク軸（出力軸）と連結されている。そして、第１軸８１は、前記クランク軸と一体に回転するようになっている。

＜第２軸、第１クラッチ＞
第２軸８２は、第１クラッチ９１を介して、第１軸８１と連結されている。また、第２軸８２には、ギヤ８２ａが固定されている。

第１クラッチ９１は、ＥＣＵ２００の指令に従って、第１軸８１と第２軸８２との間における動力の伝達を断接、つまり、ＯＮ（接続状態）／ＯＦＦ（切断状態）するものである。第１クラッチ９１としては、例えば、電磁クラッチを使用できる。第２クラッチ９２についても同様である。

また、第２軸８２には、回転速度センサ８２ｄが取り付けられている。回転速度センサ８２ｄは、第２軸８２の回転速度Ｒ８２（ｒｐｍ）を検出し、ＥＣＵ２００に出力するようになっている。

＜モータジェネレータ＞
モータジェネレータ２０は、ＥＣＵ２００の指令に従って、モータ（電動機）又はジェネレータ（発電機）として機能するようになっている。そして、モータジェネレータ２０の出力軸にはギヤ２１が固定されており、ギヤ２１は前記したギヤ８２ａと噛合している。また、モータジェネレータ２０は、バッテリ１２１と接続されており、バッテリ１２１との間で電力を授受するようになっている。

すなわち、モータとして機能する場合、モータジェネレータ２０は、バッテリ１２１を電源として回転（駆動）し、第２軸８２を回転（駆動）するようになっている。
一方、ジェネレータとして機能する場合、モータジェネレータ２０は、第２軸８２の回転力によって発電し、その発電電力がバッテリ１２１に充電されるようになっている。
また、エンジン１０の始動時において、モータジェネレータ２０は、ギヤ２１、ギヤ８２ａ、第２軸８２、第１クラッチ９１および第１軸８１を介して、エンジン１０の図示しないクランク軸（出力軸）を所定の回転速度まで回転させるセルモータとして機能するようになっている。

＜第１変速機＞
第１変速機３０は、図１〜図３に示すように、ＥＣＵ２００の指令に従って、第２軸８２の回転力（動力）を、変速する４節クランク機構式の変速機である。すなわち、第１変速機３０は、第２軸８２の回転運動を揺動運動に変換し、その揺動運動を第１ワンウェイクラッチ６０に伝達すると共に、第１変速比ｉ１（レシオ）を無限無段階で変速することで、後記する揺動部４２の角速度ω２（揺動速度）・揺動角度θ２（揺動振幅）を可変する機構である（図３参照）。
なお、「第１変速比ｉ１＝第２軸８２の回転速度／第３軸８３の回転速度」であり、この場合の「第３軸８３の回転速度」は、「外リング６２の正方向の揺動（動力）のみで回転した場合における第３軸８３の回転速度」である。

第１変速機３０は、図２、図３に示すように、第２軸８２の回転運動を揺動運動に変換する複数（ここでは６本）の揺動変換ロッド４０（揺動変換手段）と、各揺動変換ロッド４０の回転リング４１（回転部）の回転半径ｒ１を無段階で可変することで、各揺動変換ロッド４０の揺動部４２の角速度ω２（揺動速度）及び揺動角度θ２（揺動振幅）を可変する回転半径可変機構５０と、を備えている。

ここで、回転半径ｒ１は、入力軸５１（第２軸８２）の中心軸線Ｏ１とディスク５２の中心である第１支点Ｏ３との距離である。因みに、揺動部４２の揺動中心は、第３軸８３の中心軸線Ｏ２で固定であり、揺動半径ｒ２（第２支点Ｏ４と中心軸線Ｏ２の距離）も固定である。
なお、揺動変換ロッド４０、偏心部５１ｂ、ディスク５２等の数は変更自由である。

＜第１変速機−回転半径可変機構＞
回転半径可変機構５０は、第２軸８２と連結され第２軸８２の動力が入力される入力軸５１と、６枚のディスク５２と、入力軸５１とディスク５２とを相対回転させることで、回転半径ｒ１（偏心半径、偏心量）を可変するピニオン５３と、ピニオン５３を回動させるＤＣモータ５４と、減速機構５５と、を備えている。

入力軸５１は、変速機ケース５８を構成する壁部５８ａ、壁部５８ｂに、軸受５９ａ、軸受５９ｂを介して、回転自在に支持されている。なお、入力軸５１の中心軸線Ｏ１と、第２軸８２の回転軸線とは一致している（図２参照）。

図２において、入力軸５１の右端側（一端側）は、第２軸８２と連結されている。そして、入力軸５１は第２軸８２と一体に角速度ω１で回転するようになっている。

また、入力軸５１は、その中心軸線Ｏ１上に、ピニオン５３が回転自在に挿入される中空部５１ａを有している。なお、中空部５１ａは部分的に径方向外に開口しており、ピニオン５３が内歯車５２ｂと噛合するようになっている（図３参照）。

さらに、入力軸５１は、中心軸線Ｏ１に対して一定の偏心距離で偏倚した軸方向視で略円形（略三日月形）の偏心部５１ｂを６つ有している（図２参照）。６つの偏心部５１ｂは、本実施形態では、入力軸５１の軸方向において等間隔で配置されると共に（図２参照）、周方向において等間隔（６０°間隔）で配置されている。
これにより、後記する６つの第１ワンウェイクラッチ６０の６つの外リング６２の揺動運動の位相が等間隔（６０°間隔）でずれることになり（図９参照）、その結果、位相がずれて揺動運動する６つの外リング６２から内リング６１に、６つの外リング６２の揺動運動の正方向における動力が連続的に伝達されることになる。

６枚のディスク５２は、６つの偏心部５１ｂにそれぞれ設けられている（図２参照）。
さらに説明すると、図３に示すように、各ディスク５２は円形を呈している。そして、ディスク５２の中心である第１支点Ｏ３から外れた位置には、円形の偏心孔５２ａが形成されており、偏心孔５２ａには偏心部５１ｂが回転可能に内嵌している。また、偏心孔５２ａの内周面には内歯車５２ｂが形成されており、内歯車５２ｂはピニオン５３と噛合している。

ピニオン５３は、（１）偏心部５１ｂとディスク５２とをロック（相対位置を保持）し、回転半径ｒ１を保持する機能と、（２）偏心部５１ｂとディスク５２とを相対回転させ、回転半径ｒ１を可変する機能と、を備えている。

すなわち、ピニオン５３が、偏心部５１ｂ（入力軸５１、第２軸８２）と同期して回転すると、つまり、ピニオン５３が、偏心部５１ｂ（入力軸５１、第２軸８２）と同一の回転速度で回転すると、偏心部５１ｂとディスク５２との相対位置が保持され、つまり、偏心部５１ｂとディスク５２とが一体化して回転し、回転半径ｒ１が保持されるようになっている。

一方、ピニオン５３が、偏心部５１ｂと異なる回転速度（上回る回転速度／下回る回転速度）で回転すると、ピニオン５３に内歯車５２ｂで噛合するディスク５２が偏心部５１ｂの周りに相対回転し、その結果、回転半径ｒ１が可変するようになっている。

ＤＣモータ５４は、ＥＣＵ２００の指令に従って回転し、ピニオン５３を適宜な回転速度にて回動させるものである。ＤＣモータ５４の出力軸は、減速機構５５（遊星歯車機構）を介して、ピニオン５３に接続されており、ＤＣモータ５４の出力は、１２０：１程度に減速されて、ピニオン５３に入力されるようになっている。

＜第１変速機−揺動変換ロッド＞
揺動変換ロッド４０は、図３に示すように、入力軸５１の回転運動が入力される回転リング４１と、回転リング４１と一体であり、その揺動運動を第１ワンウェイクラッチ６０に出力する揺動部４２と、軸受４３と、を備えている。

回転リング４１は、軸受４３を介して、ディスク５２に外嵌するように設けられている。揺動部４２は、ピン４４を介して、第１ワンウェイクラッチ６０の外リング６２に回動自在に連結されている。

これにより、回転リング４１とディスク５２とは、相対的に回動自在となっている。したがって、回転リング４１は、中心軸線Ｏ１を中心として回転半径ｒ１で回転するディスク５２に同期して回転するものの、回転リング４１はディスク５２に対して相対的に回動するので、揺動変換ロッド４０全体は回転せず、揺動変換ロッド４０はその姿勢を略維持したままとなる。
そして、回転リング４１が一回転すると、回転半径ｒ１の大小に関わらず、揺動部４２が円弧状で一往復揺動運動し、外リング６２も円弧状で一往復揺動運動するようになっている。

＜第１ワンウェイクラッチ、第３軸＞
各第１ワンウェイクラッチ６０は、各揺動変換ロッド４０の揺動部４２の正方向のみの動力を、第３軸８３に伝達させるものである。

図２に示すように、第３軸８３は、変速機ケース５８を構成する壁部５８ａ、壁部５８ｂに、軸受５９ｃ、軸受５９ｄを介して、中心軸線Ｏ２を中心として、回転自在に支持されている。

そして、図３に示すように、各第１ワンウェイクラッチ６０は、第３軸８３の外周面に一体に固定され第３軸８３と一体で回転する内リング６１（クラッチインナ）と、内リング６１に外嵌するように設けられた外リング６２（クラッチアウタ）と、内リング６１と外リング６２との間で周方向に複数設けられたローラ６３と、各ローラ６３を付勢するコイルばね６４（付勢部材）と、を備えている。

外リング６２は、ピン４４を介して、揺動変換ロッド４０の揺動部４２と回動自在に連結されており、外リング６２は揺動部４２の揺動運動に連動して、正方向（矢印Ａ１参照）／逆方向（矢印Ａ２参照）に揺動運動する。

ローラ６３は、内リング６１と外リング６２とを互いにロック状態／非ロック状態とするものであり、各コイルばね６４は、ローラ６３を前記ロック状態となる方向に付勢している。

そして、図９に示すように、外リング６２の正方向の揺動速度が、内リング６１（第３軸８３）の正方向の回転速度を超えた場合、ローラ６３によって外リング６２と内リング６１とがロック状態（動力伝達状態）となる。そうすると、揺動変換ロッド４０の揺動運動する揺動部４２の正方向の動力が、第１ワンウェイクラッチ６０を介して、第３軸８３に伝達し、第３軸８３が正方向で回転するようになっている。

なお、図９では、外リング６２から内リング６１に動力が伝達する状態を太線で示している。

＜回転半径ｒ１の可変状況＞
ここで、図４を参照して回転半径ｒ１が可変する状況を説明し、次いで、図５〜図７を参照して、異なる回転半径ｒ１におけるディスク５２（回転リング４１）の回転運動と、揺動部４２の揺動運動を説明する。

図４（ａ）に示すように、第１支点Ｏ３（ディスク５２の中心）と中心軸線Ｏ１とが最も遠ざかると、回転半径ｒ１が「最大」となるように構成されている。
そして、ピニオン５３が偏心部５１ｂと異なる回転速度で回転し、偏心部５１ｂとディスク５２とが相対回転すると、図４（ｂ）に示すように、第１支点Ｏ３と中心軸線Ｏ１とが近づき、回転半径ｒ１が「中」となるように構成されている。
さらに、偏心部５１ｂとディスク５２とが相対回転すると、図４（ｃ）に示すように、第１支点Ｏ３と中心軸線Ｏ１とが重なり、回転半径ｒ１が「０」なるように構成されている。
このように、回転半径ｒ１は、「最大」と「０」との間で、無段階で制御可能となっている。

次に、図４（ａ）に示す回転半径ｒ１が「最大」の状態において、偏心部５１ｂとピニオン５３とを同期して回転させると、図５に示すように、偏心部５１ｂ、ディスク５２及びピニオン５３は一体化して、回転半径ｒ１を「最大」で保持したまま回転するようになっている。

この場合、揺動部４２（外リング６２）の角速度ω２及び揺動角度θ２の振幅が「最大」となる（図８参照）。
また、「第１変速比ｉ１＝入力軸５１（第２軸８２）の回転速度／第３軸８３の回転速度」であり、「外リング６２の揺動速度＝外リング６２の半径（固定値）×角速度ω２」であるから、第１変速比ｉ１は「小」となる。

次に、図４（ｂ）に示す回転半径ｒ１が「中」の状態において、偏心部５１ｂとピニオン５３とを同期して回転させると、図６に示すように、偏心部５１ｂ、ディスク５２及びピニオン５３は一体化して、回転半径ｒ１を「中」で保持したまま回転するようになっている。
この場合、揺動部４２（外リング６２）の角速度ω２及び揺動角度θ２の振幅が「中」となる（図８参照）。そして、第１変速比ｉ１は「中」となる。

次に、図４（ｃ）に示す回転半径ｒ１が「０」の状態において、偏心部５１ｂとピニオン５３とを同期して回転させると、図７に示すように、偏心部５１ｂ、ディスク５２及びピニオン５３は一体化して、回転半径ｒ１を「０」で保持したまま回転するようになっている。つまり、偏心部５１ｂ、ディスク５２及びピニオン５３が、回転リング４１内で空転し、揺動変換ロッド４０が動作しないことになる。
この場合、揺動部４２（外リング６２）の角速度ω２及び揺動角度θ２が「０」となる（図８参照）。そして、第１変速比ｉ１は「∞（無限大）」となる。

このようにして、回転半径ｒ１が保持された状態（偏心部５１ｂとピニオン５３とが同期回転する状態）では、回転半径ｒ１の大小に関わらず、入力軸５１の回転周期と、揺動部４２及び外リング６２の揺動周期とは、同期（回転半径ｒ１＝０の場合を除く）することになる。

すなわち、本実施形態では、揺動変換ロッド４０、回転半径可変機構５０及び第１ワンウェイクラッチ６０によって、中心軸線Ｏ１、第１支点Ｏ３、第２支点Ｏ４、中心軸線Ｏ２の４つの節を回動点とする４節リンク機構が構成されている。
そして、中心軸線Ｏ１を中心とする第１支点Ｏ３の回転運動によって、第２支点Ｏ４が中心軸線Ｏ２を揺動中心として揺動運動するようになっている。
また、回転半径可変機構５０により、回転半径ｒ１を可変することで、第２支点Ｏ４の角速度ω２及び揺動角度θ２が可変されるようになっている。

＜第３軸−その他＞
図１に戻って説明を続ける。
第３軸８３には、ギヤ８３ａが固定されており、ギヤ８３ａは後記するリングギヤ１１２と噛合している。よって、第３軸８３は、駆動輪１１５Ｌ、１１５Ｒと一体に回転するようになっている。

また、第３軸８３には、回転速度センサ８３ｄが取り付けられている。回転速度センサ８３ｄは、第３軸８３の回転速度Ｒ８３（ｒｐｍ）を検出し、ＥＣＵ２００に出力するようになっている。

＜第４軸、第２クラッチ＞
第４軸８４は、第２クラッチ９２を介して、第３軸８３と接続されている。
第２クラッチ９２は、第１クラッチ９１と同様に、ＥＣＵ２００の指令に従って、第３軸８３と第４軸８４との間における動力の伝達を断接、つまり、接続（ＯＮ）／切断（ＯＦＦ）するものである。

ここで、本実施形態において、第３軸８３の動力を、第１変速機３０及び第１ワンウェイクラッチ６０をバイパス（迂回）して第２軸８２に伝達する減速動力伝達経路は、第４軸８４と、第２変速機７０と、第２ワンウェイクラッチ７５とを備えて構成されている。
そして、第２クラッチ９２は、前記減速動力伝達経路に設けられ、この減速動力伝達経路を介しての動力の伝達を断接（接続（ＯＮ）／切断（ＯＦＦ））する機能を備えている。また、第２変速機７０は、前記減速動力伝達経路に設けられ、この減速動力伝達経路を介しての動力を変速する機能を備えている。

＜第２変速機＞
第２変速機７０は、第４軸８４の回転力（動力）を変速する変速機である。なお、第２変速機７０は、第４軸８４の回転速度によって、第２変速機７０の変速比（第２変速比ｉ２）を変更することができるようになっている。

以下の説明において、第２変速機７０は、ベルト式無段変速機であるものとして説明する。
図１０に示すように、第２変速機７０は、第４軸８４に固定されたドライブフェイス７１と、第４軸８４の軸方向に移動可能な可動プーリ７２と、第２軸８２の側に設けられたプーリ７３（後記する第２ワンウェイクラッチ７５の外リング（図示せず））と、可動プーリ７２（ドライブフェイス７１）とプーリ７３とを接続するベルト７４と、を備えている。
可動プーリ７２の内部は、図１０（ｂ）および図１０（ｅ）に示すように、第４軸８４に固定されたプレート７２ａと、可動プーリ７２をドライブフェイス７１側に付勢する付勢部材７２ｂと、第４軸８４の径方向に移動可能なウェイトローラ７２ｃとを備えている。

ここで、第２変速機７０の第２変速比ｉ２は、「プーリ７３の回転速度／可動プーリ７２（ドライブフェイス７１）の回転速度」で与えられる。なお、可動プーリ７２（ドライブフェイス７１）の回転速度は、第４軸８４の回転速度と等しい。また、第２クラッチ９２がＯＮ（接続）された状態において、第４軸８４の回転速度は、第３軸８３の回転速度と等しくなる。また、後記する第２ワンウェイクラッチ７５が動力伝達状態において、プーリ７３の回転速度は、第２軸８２の回転速度と等しくなる。
即ち、第２クラッチ９２がＯＮ（接続）された状態かつ第２ワンウェイクラッチ７５が動力伝達状態において、第２変速比ｉ２は、「第２軸８２の回転速度／第３軸８３の回転速度」で与えられる。

低車速時（即ち、第４軸８４が低回転速度で回転している時）、ウェイトローラ７２ｃに作用する遠心力が小さいので、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、可動プーリ７２は付勢部材７２ｂによりドライブフェイス７１方向に付勢され、ドライブフェイス７１と可動プーリ７２との間は狭い状態となり、巻きかけ径が大きくなる。これにより、図１０（ｃ）に示すように、第２変速比ｉ２が高い状態（ＵＤ（アンダードライブ）側）となっている。

一方、高車速時（即ち、第４軸８４が高回転速度で回転している時）、図１０（ｄ）および図１０（ｅ）に示すように、遠心力によりウェイトローラ７２ｃが径方向外側に移動して、ドライブフェイス７１と可動プーリ７２との間は広い状態となり、巻きかけ径が小さくなる。これにより、図１０（ｆ）に示すように、第２変速比ｉ２が低い状態（ＯＤ（オーバードライブ）側）となっている。

＜第２ワンウェイクラッチ＞
第２ワンウェイクラッチ７５は、外周面に第２変速機７０のプーリ７３が一体に固定されプーリ７３と一体で回転する外リング（図示せず）と、第２軸８２の外周面に一体に固定され第２軸８２と一体で回転する内リング（図示せず）と、内リングと外リングとの間で周方向に複数設けられたローラ（図示せず）と、各ローラを付勢する付勢部材（図示せず）と、を備えている。
そして、外リングの正方向の回転速度が、内リングの正方向の回転速度を超えた場合、動力伝達状態となり、第４軸８４の回転力（動力）が第２軸８２に伝達するようになっている。

＜デフ装置＞
デフ装置１１０のデフケース１１１には、リングギヤ１１２が固定されており、リングギヤ１１２は、第３軸８３に固定されたギヤ８３ａと噛合している。そして、ピニオンギヤ及びサイドギヤから構成されたデフギヤ１１３は、左右の駆動軸１１４Ｌ、駆動軸１１４Ｒを介して、左右の駆動輪１１５Ｌ、駆動輪１１５Ｒにそれぞれ連結されている。これにより、駆動輪１１５Ｌ及び駆動輪１１５Ｒは、第３軸８３（足軸）と略一体で回転するようになっている。

＜バッテリ＞
バッテリ１２１は、例えば、リチウムイオン型で充放電可能に構成された蓄電装置である。バッテリ１２１は、モータジェネレータ２０との間で電力を授受し、ＤＣモータ５４に電力を供給するようになっている。

バッテリ１２１には、ＳＯＣセンサ１２２が取り付けられている。そして、ＳＯＣセンサ１２２は、バッテリ１２１のＳＯＣ（State Of Charge（％）、残量）を検出し、ＥＣＵ２００に出力するようになっている。

＜その他センサ＞
アクセル開度センサ１３１は、アクセルペダル（図示しない）のアクセル開度を検出し、ＥＣＵ２００に出力するようになっている。
車速センサ１３２は、車速を検出し、ＥＣＵ２００に出力するようになっている。

＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ２００は、駆動システム１を電子制御する制御装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種インタフェイス、電子回路などを含んで構成されており、その内部に記憶されたプログラムに従って、各種機能を発揮し、各種機器を制御するようになっている。

ＥＣＵ２００は、ＥＶ走行モード、エンジン走行モード、パラレル走行モードのいずれかを選択し、選択したモードに従って、駆動システム１を制御する機能を備えている。
なお、ＥＶ走行モードはモータジェネレータ２０を動力源とするモードであり、エンジン走行モードはエンジン１０を動力源とするモードであり、パラレル走行モードはエンジン１０及びモータジェネレータ２０を動力源とするモードである。

具体的には、ＥＣＵ２００は、アクセル開度と現在の第３軸８３の回転速度Ｒ８３とに基づいて、マップ検索により、第３軸８３に要求される要求トルクを算出するように設定されている。
そして、例えば、「要求トルク≦第１閾値」である場合、ＥＶ走行モードを選択し、「第１閾値＜要求トルク≦第２閾値」である場合、エンジン走行モードを選択し、「第２閾値＜要求トルク」である場合、パラレル走行モードを選択するように設定されている。

≪駆動システムの動作≫
次に、駆動システム１の動作について説明する。

図１１を参照して、エンジン走行中における第１変速機３０の第１変速比ｉ１および第２クラッチ９２の制御について説明する。なお、前提として、駆動システム１が搭載された車両は走行しており、第１クラッチ９１がＯＮ（接続）された状態であるものとする。

ステップＳ１において、ＥＣＵ２００は、第１変速機３０の目標変速比ｉ_BSFCを算出する。
まず、ＥＣＵ２００は、アクセル開度センサ１３１で検出されたアクセル開度等に基づいてドライバ要求出力を算出する。なお、アクセル開度が大きくなるほどドライバ要求出力も大きくなり、アクセル開度が小さくなるほどドライバ要求出力も小さくなる。
次に、図１２（ａ）に示すようなエンジン１０の正味燃料消費率（ＢＳＦＣ：Brake Specific Fuel Consumption）のマップに基づいて、ドライバ要求出力に対して正味燃料消費率が小さくなるエンジン１０の目標回転速度（ＥＮＧ回転速度）ω_BSFCを算出する。

そして、ＥＣＵ２００は、式（１）に基づいて、目標変速比ｉ_BSFCを算出する。
ｉ_BSFC ＝ω_BSFC／（Ｖ／Ｌ） ……（１）
ここで、Ｖは、車速センサ１３２で検出された車速［ｍ／ｓ］である。Ｌは、駆動輪１１５Ｌ，１１５Ｒの周長［ｍ／回転］であり、ＥＣＵ２００にあらかじめ記憶されている。なお、（Ｖ／Ｌ）は、現在の第３軸８３（足軸）の回転速度（ｒｐｍ）となる。

ステップＳ２において、ＥＣＵ２００は、第２変速機７０の第２変速比ｉ２を算出する。
ＥＣＵ２００は、図１２（ｂ）に示すような特性テーブルに基づいて、回転速度センサ８３ｄで検出した第３軸８３の回転速度Ｒ８３（足軸回転速度）に対応する第２変速比ｉ２を算出する。なお、図１２（ｂ）には、エンジンブレーキ時の第２軸８２（エンジン１０のクランク軸）の回転速度Ｒ８２も図示されているが、これについては後記する。

ステップＳ３において、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１で算出した目標変速比ｉ_BSFCがステップＳ２で算出した第２変速比ｉ２に所定値Ａを加えたもの以上であるか否かを判定する。ここで、所定値Ａは、公差やセンシング誤差を考慮して設定される値である。
目標変速比ｉ_BSFCが第２変速比ｉ２に所定値Ａを加えたもの以上である場合（Ｓ３・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２００の処理はステップＳ４に進む。一方、目標変速比ｉ_BSFCが第２変速比ｉ２に所定値Ａを加えたもの以上でない場合（Ｓ３・Ｎｏ）、ＥＣＵ２００の処理はステップＳ６に進む。

ステップＳ４において、ＥＣＵ２００は、第２クラッチ９２をＯＮ（接続）された状態とする。
ステップＳ５において、ＥＣＵ２００は、第１変速機３０の第１変速比ｉ１が目標変速比ｉ_BSFCとなるように、ＤＣモータ５４を制御する。
そして、ＥＣＵ２００の第１変速機３０の第１変速比ｉ１および第２クラッチ９２の制御の処理を終了する。

ステップＳ６において、ＥＣＵ２００は、ステップＳ１で算出したドライバ要求出力が０以下であるか否かを判定する。
ここで、ドライバ要求出力が０未満とは、例えば、ブレーキペダル（図示せず）を操作された場合である。また、ドライバ要求出力が０とは、例えば、アクセルペダル（図示せず）およびブレーキペダル（図示せず）が操作されていない場合である。
ドライバ要求出力が０以下である場合（Ｓ６・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２００の処理はステップＳ７に進む。一方、ドライバ要求出力が０以下でない場合（Ｓ６・Ｎｏ）、ＥＣＵ２００の処理は、ステップＳ９に進む。

ステップＳ７において、ＥＣＵ２００は、第２クラッチ９２をＯＮ（接続）された状態とする。
ステップＳ８において、ＥＣＵ２００は、第１変速機３０の第１変速比ｉ１が第２変速比ｉ２に所定値Ａを加えたものとなるように、ＤＣモータ５４を制御する。
そして、ＥＣＵ２００の第１変速機３０の第１変速比ｉ１および第２クラッチ９２の制御の処理を終了する。

ステップＳ９において、ＥＣＵ２００は、車両が減速中であるか否かを判定する。
車両が減速中である場合（Ｓ９・Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２００の処理はステップＳ７に進む。一方、車両が減速中でない場合（Ｓ９・Ｎｏ）、ＥＣＵ２００の処理は、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０において、ＥＣＵ２００は、第２クラッチ９２をＯＦＦ（切断）された状態とする。
ステップＳ１１において、ＥＣＵ２００は、第１変速機３０の第１変速比ｉ１が目標変速比ｉ_BSFCとなるように、ＤＣモータ５４を制御する。
そして、ＥＣＵ２００の第１変速機３０の第１変速比ｉ１および第２クラッチ９２の制御の処理を終了する。

≪駆動システムの効果≫
次に、駆動システム１の効果について説明する。

エンジンブレーキなどの第３軸８３（足軸）の動力が第２軸８２（エンジン１０のクランク軸）に伝達する減速動力伝達時において、第２軸８２（エンジン１０のクランク軸）の回転速度Ｒ８２は、第３軸８３（足軸）の回転速度と第２変速機７０の第２変速比ｉ２の積となる。なお、第１変速比ｉ１が第２変速比ｉ２より大きくなるように制御されるため（図１１参照）、エンジンブレーキ時において、第１ワンウェイクラッチ６０は非ロック状態となっている。

エンジンブレーキを実施する際は燃料供給が停止されているが、エンジン１０のクランク軸の回転速度が下限回転速度Ｒ_lim以上の場合、燃料供給を再開するだけで、エンジン１０を再始動させることができる。

一方、エンジン１０のクランク軸の回転速度が下限回転速度Ｒ_lim未満の場合、燃料供給を再開するだけではエンジン１０を再始動させることができず、例えば、モータジェネレータ２０をセルモータとして機能させ、エンジン１０のクランク軸の回転速度を上昇させる必要がある。

第２変速機の変速比を変更しない従来例（図１２（ｂ）の太い破線参照）においては、第３軸（足軸）の回転速度がＲｃ未満となると、第２軸（エンジンのクランク軸）の回転速度が下限回転速度Ｒ_lim未満となり、燃料供給を再開するだけではエンジンを再始動させることができず、エンジンの再始動に電力等を必要とする。

これに対し、本実施形態に係る駆動システム１は、第３軸（足軸）の回転速度がＲｂ未満となると、第３軸（足軸）の回転速度の減少に伴い、ウェイトローラ７２ｃに作用する遠心力が小さくなり（図１０（ｂ）参照）、第２変速機７０の第２変速比ｉ２が大きくなり（図１２（ｂ）参照）、アンダードライブ（ＵＤ）側に変更される。これにより、第２軸８２（エンジン１０のクランク軸）の回転速度Ｒ８２が下限回転速度Ｒ_lim以上となる領域が拡大する。即ち、第３軸（足軸）の回転速度がＲｄ以上であれば、燃料供給を再開するだけで、エンジン１０を再始動させることができる。

このように、本実施形態に係る駆動システム１によれば、第３軸（足軸）側の回転速度（遠心力）に応じて変速比（第２変速比ｉ２）が変化する第２変速機７０を有することにより、複雑な電子制御やシステムを用いずに、燃料供給を再開するだけで、エンジン１０を再始動させることができる第３軸（足軸）の回転速度の区間を増加させることができる。これにより、エンジン１０の再始動等で消費するエネルギを削減することができる。

≪駆動システムの一動作例≫
図１３は、本実施形態に係る駆動システム１の一効果を示すタイムチャートである。
図１３には、第３軸（足軸）の回転速度Ｒ８３（車速Ｖに相当）と、第１変速機３０の第１変速比ｉ１と、第２変速機７０の第２変速比ｉ２と、第２クラッチ９２のＯＮ（接続状態）／ＯＦＦ（切断状態）と、を示している。

タイムＴ１において、第３軸の回転速度Ｒ８３がＲａ以上となったことにより、第２変速比ｉ２は回転速度Ｒ８３に応じて変化する（図１２（ｂ）参照）。なお、第２クラッチ９２はＯＮ（接続）状態であり（ステップＳ４参照）、第１変速比ｉ１は、目標変速比ｉ_BSFCとなるように制御する（ステップＳ５参照）。

タイムＴ２において、第１変速比ｉ１の目標変速比ｉ_BSFCが第２変速比ｉ２より低い状態となる。これは、エンジン１０の出力が小さい場合、ＢＳＦＣの良い回転速度ω_BSFCが低いため、小さな目標変速比ｉ_BSFC（第１変速比ｉ１）を必要とするためである。
このため、第２クラッチ９２をＯＦＦ（切断）状態として（ステップＳ１０参照）、第１変速比ｉ１が目標変速比ｉ_BSFCとなるように制御する（ステップＳ１１参照）。
これにより、「第１変速比ｉ１＜第２変速比ｉ２」となることにより引き起こされる変速機（第１変速機３０、第２変速機７０）の破損を防止することができる。また、第１変速比ｉ１が目標変速比ｉ_BSFCとなるように制御することができ、ドライバビリティが悪化することを防止することができる。

タイムＴ３において、第１変速比ｉ１が第２変速比ｉ２より高い状態となると、第２クラッチ９２をＯＮ（接続）状態とし（ステップＳ４参照）、第１変速比ｉ１が目標変速比ｉ_BSFCとなるように制御する（ステップＳ５参照）。

タイムＴ４において、第３軸の回転速度Ｒ８３がＲｂ以上となったことにより、第２変速比ｉ２はＯＤ側で一定となる（図１２（ｂ）参照）。なお、第２クラッチ９２はＯＮ（接続）状態であり（ステップＳ４参照）、第１変速比ｉ１は、目標変速比ｉ_BSFCとなるように制御する（ステップＳ５参照）。

タイムＴ５において、第１変速比ｉ１の目標変速比ｉ_BSFCが第２変速比ｉ２より低い状態となる。ここでは、減速中であるため（ステップＳ９・Ｙｅｓ）、第２クラッチ９２をＯＦＦ（切断）状態とせず、ＯＮ（接続）状態として（ステップＳ７参照）、第１変速比ｉ１が第２変速比ｉ２よりもＵＤ側となるように制御する（ステップＳ８参照）。
このように、減速要求（ステップＳ６・Ｙｅｓ）、緩減速中（ステップＳ９・Ｙｅｓ；例えば、エンジン出力が走行抵抗に負けて減速）等のその後の減速が予測されているときは第２クラッチ９２をＯＦＦ（切断）状態とせず、ＯＮ（接続）状態としている。
これにより、「第１変速比ｉ１＜第２変速比ｉ２」となることにより引き起こされる変速機（第１変速機３０、第２変速機７０）の破損を防止することができる。

タイムＴ６において、第１変速比ｉ１の目標変速比ｉ_BSFCが第２変速比ｉ２より高い状態となる。なお、第２クラッチ９２はＯＮ（接続）状態であり（ステップＳ４参照）、第１変速比ｉ１は、目標変速比ｉ_BSFCとなるように制御する（ステップＳ５参照）。
仮に、タイムＴ５において第２クラッチ９２をＯＦＦ（切断）状態とした場合、タイムＴ６において第２クラッチ９２をＯＮ（接続）状態とすることとなるが、減速中に第２クラッチ９２をＯＮ（接続）状態とすると、接続に要する時間を要したり、接続時のショックが生じることとなる。これに対し、本実施形態に係る駆動システム１は、タイムＴ５において第２クラッチ９２をＯＮ（接続）状態としているため接続時のショックが生じることを解消することができる。
これにより、ドライバビリティが悪化することを防止することができる。

タイムＴ７において、第３軸の回転速度Ｒ８３がＲｂ未満となったことにより、第２変速比ｉ２は回転速度Ｒ８３に応じて変化する（図１２（ｂ）参照）。なお、第２クラッチ９２はＯＮ（接続）状態であり（ステップＳ４参照）、第１変速比ｉ１は、目標変速比ｉ_BSFCとなるように制御する（ステップＳ５参照）。

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更できる。

前記した実施形態では、第２変速機７０は、ベルト式無段変速機であるものとして説明したが、これに限られるものではない。第２変速機７０は、第４軸８４の回転速度によって、第２変速機７０の変速比（第２変速比ｉ２）を変更することができるようになっていればよく、また、有段変速機であってもよい。

前記した実施形態では、第２クラッチ９２は、第３軸８３（足軸）と第２変速機７０との間に配置されるものとして説明したが、これに限られるものではなく、第２変速機７０と第２ワンウェイクラッチ７５との間に配置される構成であってもよい。

前記した実施形態では、回転半径可変機構５０は、偏心部５１ｂと、ディスク５２と、ピニオン５３とを備えて構成したが、これに限定されない。
例えば、入力軸５１と同軸で同期回転する円板を設け、この円板の径方向に延びるスライド溝等によって、第１支点Ｏ３（図３参照）を径方向にスライド可能に構成し、アクチュエータによって第１支点Ｏ３を径方向にスライドさせ、回転半径ｒ１を可変する構成としてもよい。

前記した実施形態では、第１支点Ｏ３の回転半径ｒ１を可変する構成としたが（図３参照）、これに代えて又は加えて、アクチュエータによって第２支点Ｏ４を径方向にスライドすることで、揺動半径ｒ２を可変し、角速度ω２及び揺動角度θ２を可変する構成としてもよい。
また、揺動変換ロッド４０を伸縮可能に構成し、アクチュエータによって、第１支点Ｏ３と第２支点Ｏ４との距離を可変することで、角速度ω２及び揺動角度θ２を可変する構成としてもよい。

前記した実施形態では、エンジン１０（内燃機関）がレシプロエンジンである構成を例示したが、その他に例えば、ロータリエンジン、ガスタービンエンジン等でもよく、また、これらを組み合わせてもよい。

前記した実施形態では、エンジン１０がガソリンを燃焼させるガソリンエンジンである構成を例示したが、その他に例えば、軽油を燃焼させるディーゼルエンジン、水素を燃焼させる水素エンジン等でもよく、また、これらを組み合わせてもよい。

１ 駆動システム
１０ エンジン（内燃機関）
２０ モータジェネレータ
３０ 第１変速機
６０ 第１ワンウェイクラッチ
７０ 第２変速機（減速動力伝達経路）
７５ 第２ワンウェイクラッチ（減速動力伝達経路）
８１ 第１軸
８２ 第２軸
８３ 第３軸（足軸）
８４ 第４軸（減速動力伝達経路）
９１ 第１クラッチ９１
９２ 第２クラッチ９２（断接手段）
１１５Ｌ、１１５Ｒ 駆動輪
２００ ＥＣＵ
ｉ１ 第１変速比
ｉ２ 第２変速比
ｉ_BSFC 目標変速比

Claims (4)

1. 内燃機関と、
   前記内燃機関の動力を入力する入力軸と、
   前記内燃機関の下流側に配置され、前記入力軸から足軸へのみ動力を伝達する第１ワンウェイクラッチを有する第１変速機と、
   前記第１変速機の下流側に前記足軸を介して配置された駆動輪と、
   前記駆動輪の動力を前記第１変速機を迂回して前記内燃機関に伝達する減速動力伝達経路と、を備える駆動システムであって、
   前記減速動力伝達経路は、
   前記足軸に接続され、前記足軸から前記入力軸へのみ動力を伝達する第２ワンウェイクラッチを有する第２変速機を有し、
   前記第２変速機は、
   前記足軸の回転速度が低下すると変速比がアンダードライブ側に変更される
   ことを特徴とする駆動システム。
2. 前記第２変速機は、
   前記足軸の回転による遠心力が低下すると変速比がアンダードライブ側に機械的に変更される遠心力レシオ変速機である
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動システム。
3. 前記第１変速機の目標変速比が前記第２変速機の変速比に対して小さくなると、
   前記第１変速機の目標変速比を前記第２変速機の変速比より大きくする
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動システム。
4. 前記減速動力伝達経路は、
   動力の伝達可能状態および遮断状態を切り替え可能な断接手段を更に有し、
   前記第１変速機の目標変速比が前記第２変速機の変速比に対して小さくなると、
   前記断接手段を遮断状態とする
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の駆動システム。

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