Às vezes é difícil ver o óbvio. Você não precisa de outro esquema para conseguir o que deseja. Você pode simplesmente definir seu subdocumento dentro de seu esquema pai assim:
var parentSchema = new mongoose.Schema({
child: { 'name' : String, 'age' : Number } // not an array, just a sub document
});
var Parent = mongoose.model('Parent', parentSchema);
var parent = new Parent();
parent.child.name = "Joe";
parent.child.age = 13;
parent.save(function(err, saved) {
if(err) console.error(err);
});