JP2000069608A - 自動車用駆動装置 - Google Patents

自動車用駆動装置

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JP2000069608A JP10274204A JP27420498A JP2000069608A JP 2000069608 A JP2000069608 A JP 2000069608A JP 10274204 A JP10274204 A JP 10274204A JP 27420498 A JP27420498 A JP 27420498A JP 2000069608 A JP2000069608 A JP 2000069608A
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Kazumi Hiraiwa
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KYOWA GOKIN KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンとバッテリーおよびモーターの
２種類の動力源で駆動する、いわゆるハイブリッド自動
車の駆動装置において、遊星歯車を用いずに簡単な構成
で小型軽量な駆動装置を得る。 【解決手段】 エンジンにより駆動される入力回転子
と、出力軸に連結された出力回転子と、ケースに固定さ
れた固定子とを備え、入力回転子と出力回転子との間で
第１モーター・ジェネレーターを構成するとともに、出
力回転子と固定子との間で第２モーター・ジェネレータ
ーを構成し、少なくとも第１モーター・ジェネレーター
で発電した電力を第２モーター・ジェネレーターに供給
することで出力軸を駆動可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と電気モ
ーターの２種類の動力源を有する、いわゆるハイブリッ
ド型の自動車用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関と電気モーターの２種類
の動力源を有するハイブリッド型の自動車用駆動装置と
しては、社団法人自動車技術会発行の『自動車技術』１
９９８年１月号１７頁の図５に記載のようなものが知ら
れている。
【０００３】前記従来例のスケルトン図を図３に示す。
図３に基づいて従来例を説明すると、遊星歯車１は、サ
ンギヤ２とキャリア３とリングギヤ４と、キャリア３に
軸支されサンギヤ２およびリングギヤ４と噛み合うピニ
ヨン５から構成されている。サンギヤ２は第１モーター
６と連結され、キャリア３は図示しないエンジンのクラ
ンク軸７と連結され、リングギヤ４は第２モーター８と
連結されるとともに、チェーン９，減速歯車１０および
差動装置１１を介して車軸１２と連結されている。車軸
１２は図示しない自動車の左右の車輪と連結されてい
る。第１モーター６と第２モーター８とは、正転・逆転
が可能であり、モーターとしての機能と発電機としての
機能を有し、任意に切り替えることができる。
【０００４】以上のように構成された従来例の作動を説
明する。第２モーター８に図示しないバッテリーから電
力を供給すると、第２モーター８はチェーン９，減速歯
車１０、差動装置１１、車軸１２を介して車輪を駆動
し、自動車を発進および加速することができる。この
際、エンジンが停止しているとキャリア３も停止してい
るので、サンギヤ２ならびに第１モーター６は逆転する
が、第１モーター６は空転する。ここで、さらに大きな
駆動力を要する場合には、第２モーター８に電力を供給
しながら第１モーター６にも電力を供給して、サンギヤ
２が停止する方向のトルクを作用させると、クランク軸
７が回転するのでエンジンを始動することができる。
【０００５】エンジンを始動した後の駆動は、以下のよ
うに行われる。クランク軸７からキャリア３に入ったエ
ンジントルクは遊星歯車１により動力分割される。すな
わち、エンジントルクの一部はサンギヤ２を経て第１モ
ーター６を駆動して発電し、残りのトルクはリングギヤ
４を経て第２モーター８の出力トルクとともに車軸１２
を駆動する。この際、第１モーター６で発電された電力
は第２モーター８に供給される。従って、バッテリーか
ら第２モーター８に電力を供給し続ければ、第２モータ
ー８はバッテリーからの電力と、エンジントルクの一部
によって第１モーター６で発電された電力とで車軸１２
を駆動することになる。
【０００６】また、車軸１２はリングギヤ４を経てエン
ジントルクの一部でも駆動されているので、エンジント
ルクの一部と第２モーター８とから駆動されることにな
り、その動力源はエンジンとバッテリーになる。ここ
で、バッテリーからの電力供給をやめると、第２モータ
ー８は第１モーター６で発電される電力のみで駆動する
ことになり、車軸１２を駆動する動力源はエンジンのみ
になる。
【０００７】クランク軸７およびそれと一体になったキ
ャリア３の回転数と、車軸１２に連結され第２モーター
８とともに回転するリングギヤ４の回転数との比（変速
比）は、クランク軸７からのエンジントルクの大きさ
と、車軸１２が車輪を駆動する出力トルク（負荷）の大
きさ、およびバッテリーから第２モーター８に供給され
る電力とで自動的に決まる。自動車が低速でエンジント
ルクが大きく車軸１２の負荷が大きい場合は、リングギ
ヤ４の回転数がサンギヤ２の回転数より低く、徐々に自
動車の速度が高くなって車軸１２の負荷が小さくなる
と、サンギヤ２の回転数が低くなってリングギヤ４の回
転数が高くなるように無段階に変化する。
【０００８】また、自動車を減速または制動する際は、
エンジンを停止させ第２モーター８を発電機に切り替え
て発電させることで減速するとともに、従来は制動時に
摩擦ブレーキ等で熱に変えて捨てていた自動車の運動エ
ネルギーの一部を電力に変えてバッテリーを充電する、
いわゆるエネルギー回生を行うことができる。さらに後
進の際には、エンジンを回さずにバッテリーから供給す
る電力で第２モーター８を逆転することにより後進の駆
動力が得られる。
【０００９】一般にエンジンとして用いる内燃機関は、
負荷が低い運転状態において熱効率が低い特性を持つた
め、ハイブリッド自動車は通常、自動車が低負荷域で走
行する際にはエンジンによる駆動を避け、エンジンでの
発電および前記エネルギー回生でバッテリーに充電した
電力を使ってモーターで駆動し、高負荷域の走行はエン
ジンの動力で駆動することで、従来のエンジンのみを動
力源とする自動車より燃費を良くすることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記の駆動装置にあっ
ては、動力分割のために遊星歯車を用いるため、構造が
複雑で駆動装置全体が大きくなるとともに製造コストが
高いという問題がある。そこで本発明は、遊星歯車を用
いない駆動装置を実現し、駆動装置を小型化するととも
に製造コストを安くすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の本発明の自動車用駆動装置にあっ
ては、エンジンにより駆動される入力軸と、車輪への駆
動力を取り出す出力軸と、入力軸に連結される入力回転
子が出力軸に連結される第１出力回転子に対し相対回転
可能な第１モーター・ジェネレーターと、車輪への駆動
力を取り出す第２出力回転子が固定子に対し相対回転可
能な第２モーター・ジェネレーターと、第１モーター・
ジェネレーターおよび第２モーター・ジェネレーターの
運転状態を制御するコントローラーと、第１モーター・
ジェネレーターおよび第２モーター・ジェネレーターへ
の電力供給あるいはこれらからの回生電力を受けるバッ
テリーを備えたことを特徴とする。
【００１２】請求項２に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、第１モーター・ジェネレーターおよび第
２モーター・ジェネレーターとは、第１出力回転子と第
２出力回転子とを一体共通化して入力回転子および固定
子とともに同軸上で径方向に積み重ね一体ユニット化し
たことを特徴とする。
【００１３】請求項３に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、第１モーター・ジェネレーターが前後輪
の一方を駆動し、第２モーター・ジェネレーターが前後
輪の他方を駆動するように構成したことを特徴とする。
【００１４】請求項４に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、出力回転子を永久磁石で構成し、入力回
転子および固定子をコイルで巻いた鋼板で構成したこと
を特徴とする。
【００１５】請求項５に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、第１モーター・ジェネレーターを電気的
に一体にして、入力軸と出力軸とを直結駆動可能にした
ことを特徴とする。
【００１６】請求項６に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、入力回転子をケースに固定可能に構成し
たことを特徴とする。
【００１７】
【作用】請求項１に記載の本発明の自動車用駆動装置に
あっては、エンジンにより駆動される入力軸と、車輪へ
の駆動力を取り出す出力軸と、入力軸に連結される入力
回転子が出力軸に連結される第１出力回転子に対し相対
回転可能な第１モーター・ジェネレーターと、車輪への
駆動力を取り出す第２出力回転子が固定子に対し相対回
転可能な第２モーター・ジェネレーターと、第１モータ
ー・ジェネレーターおよび第２モーター・ジェネレータ
ーの運転状態を制御するコントローラーと、第１モータ
ー・ジェネレーターおよび第２モーター・ジェネレータ
ーへの電力供給あるいはこれらからの回生電力を受ける
バッテリーを備えたため、エンジンの駆動力により第１
モーター・ジェネレーターで発電した電力を用いて第２
モーター・ジェネレーターで前記出力軸を駆動し、ある
いは第２モーター・ジェネレーターで発電してバッテリ
ーを充電しながら制動する。
【００１８】また、請求項２に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、第１モーター・ジェネレーターお
よび第２モーター・ジェネレーターとは、第１出力回転
子と第２出力回転子とを一体共通化して入力回転子およ
び固定子とともに同軸上で径方向に積み重ねて一体ユニ
ット化したため、両モーター・ジェネレーターに共通の
出力回転子が出力軸を駆動する。
【００１９】また、請求項３に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、第１モーター・ジェネレーターが
前後輪の一方を駆動し、第２モーター・ジェネレーター
が前後輪の他方を駆動するように構成したため、両モー
ター・ジェネレーターにより必要に応じて自動車の四輪
を駆動する。
【００２０】また、請求項４に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、出力回転子を永久磁石で構成し、
入力回転子および固定子をコイルで巻いた鋼板で構成し
たため、両モーター・ジェネレーターに共通の出力回転
子は、内側の入力回転子との間で第１モーター・ジェネ
レーターとしての作用を行い、外側の固定子との間で第
２モーター・ジェネレーターとしての作用を行う。
【００２１】また、請求項５に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、第１モーター・ジェネレーターを
電気的に一体にして、入力軸と出力軸とを直結駆動可能
にしたため、高速走行等において変速比が１の直結駆動
を行う。
【００２２】さらに、請求項６に記載の本発明の自動車
用駆動装置にあっては、入力回転子をケースに固定可能
に構成したため、入力回転子を固定することにより第１
モーター・ジェネレーターおよび第２モーター・ジェネ
レーターの両者を同時に作用させて、後進時の駆動およ
び制動時のエネルギー回生を行う。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づき説明する。図１は、本発明の自動車用駆動装置に
おける主要部のスケルトン図である。エンジン１０は駆
動装置１２の入力軸１４を介して入力回転子１６と連結
されている。入力軸１４にはロック歯車１８が一体的に
設けられており、ケース２０に係止されたロックポール
２２をロック歯車１８に噛み合わせることで入力軸１４
をケース２０に機械的に固定することができる。
【００２４】入力回転子１６は、図示は省略するがコイ
ルを巻いた鋼板で構成され、コイルはスリップリング２
４を介してコントローラー２６と連結している。入力回
転子１６の外側には出力軸２８と連結された出力回転子
３０が回転可能に配置されており、図示は省略するが出
力回転子３０には永久磁石が装着され、さらに入力回転
子１６と出力回転子３０相互間の回転方向位置関係を検
出するため図示しないセンサーが設けられている。した
がって、出力回転子３０と入力回転子１６との間は第１
モーター・ジェネレーター３２を構成し、モーターとし
ての機能と発電機としての機能を有する。
【００２５】出力回転子３０の外側には固定子３４がケ
ース２０に固定されている。固定子３４は前記入力回転
子１６と同様に図示しないコイルを巻いた鋼板で構成さ
れ、該コイルはコントローラー２６と連結している。前
述のように出力回転子３０には永久磁石が設けられてい
るので、固定子３４と出力回転子３０との間で第２モー
ター・ジェネレーター３６を構成し、モーターとしての
機能と発電機としての機能を有する。
【００２６】コントローラー２６はバッテリー３８およ
びエンジン１０や操作レバー４０と連結されており、図
示は省略するがコントローラー２６は駆動装置１２を制
御するのに必要な自動車の車速やスロットルペダルの踏
み込み量およびブレーキペダルの踏力などを検出する各
種センサーとも連結されている。出力軸２８は出力歯車
４２と一体的に連結され、出力歯車４２は被動歯車４４
と噛み合っており、被動歯車４４と連結された減速歯車
対４６および差動装置４８を介して左右の車軸５０ａ、
５０ｂを駆動する。車軸５０ａ、５０ｂは図示しない自
動車の左右の車輪と連結されている。
【００２７】第１モーター・ジェネレーター３２および
第２モーター・ジェネレーター３６は、前述のように両
者に共通の出力回転子３０を有しており、径方向に積み
重ねたように両モーター・ジェネレーター３２、３６が
一体ユニット化されるとともに、モーターとしての機能
と発電機としての機能を有しており、それぞれコントロ
ーラー２６からの指令で回転方向とともに任意に切り替
えることができる。
【００２８】図１に示す駆動装置１２を搭載した自動車
は、エンジン１０と、バッテリー３８および第１モータ
ー・ジェネレーター３２、第２モーター・ジェネレータ
ー３６の２種類の動力源を有するので、いわゆるハイブ
リッド自動車を構成する。次に、上記構成の駆動装置の
作動について説明する。以下の説明で『正回転』とは、
エンジン１０の回転方向と同じ方向の回転を言い、『逆
回転』とはその逆方向の回転を言う。
【００２９】はじめに、バッテリー３８から供給される
電力による発進と加速を説明する。通常、自動車が発進
する際はエンジン１０が停止している。まず、操作レバ
ー４０を一般的な前進走行を行う『Ｄ』レンジに操作す
ると、コントローラー２６を介してバッテリー３８から
固定子３４に正回転する方向に電力を供給する。これに
より、第２モーター・ジェネレーター３６の作用で出力
回転子３０が駆動され、出力回転子３０は出力軸２８、
出力歯車４２、被動歯車４４、減速歯車対４６および差
動装置４８を介して左右の車軸５０ａ、５０ｂを駆動す
る。図示しない車輪は車軸５０ａ、５０ｂに駆動され、
自動車は発進し加速を始める。
【００３０】この際、エンジン１０が停止しているた
め、第１モーター・ジェネレーター３２としては出力回
転子３０が回転するのみで実質的に空転する。このよう
に、バッテリー３８からの電力供給により第２モーター
・ジェネレーター３６で前進駆動する状態を第１駆動モ
ードと呼ぶ。
【００３１】次に、さらに駆動力を強くするためにエン
ジン１０を始動させる際の作動を説明する。この場合
は、コントローラー２６の作用で第２モーター・ジェネ
レーター３６での駆動に加えて第１モーター・ジェネレ
ーター３２でエンジン１０を正回転させる。ここでエン
ジン１０に燃料を供給したり図示しない点火回路を接続
するなどの制御を行うとエンジン１０が始動する。これ
らはコントローラー２６の作用で自動的に行われる。
【００３２】エンジン１０が始動してからの駆動は以下
のように行われる。エンジン１０が回転を始めると、始
動前とは逆に出力軸２８より入力軸１４の回転数が高く
なるので、直ちにコントローラー２６の指令で第１モー
ター・ジェネレーター３２に発電させる。すなわち、エ
ンジン１０により駆動される入力回転子１６と出力軸２
８を駆動する出力回転子３０との間に回転差がある状態
にあっては第１モーター・ジェネレーター３２は発電す
ることができる。
【００３３】この際、エンジン１０が出力する発電トル
クはそのまま出力回転子３０を駆動するように作用し、
発電に伴って入力回転子１６から出力回転子３０へトル
ク比が１の動力伝達が行われる。発電された電力はコン
トローラー２６を介して固定子３４に供給される。した
がって、バッテリー３８から固定子３４に電力を供給し
続ければ、第２モーター・ジェネレーター３６はバッテ
リー３８からの電力と、第１モーター・ジェネレーター
３２が発電した電力とで駆動することになり、出力軸２
８を駆動する動力源はエンジン１０とバッテリー３８に
なる。
【００３４】ここで、バッテリー３８からの電力供給を
やめると、第２モーター・ジェネレーター３６は第１モ
ーター・ジェネレーター３２で発電した電力のみで駆動
することになり、出力軸２８は第２モーター・ジェネレ
ーター３６から駆動されるとともに、前述の第１モータ
ー・ジェネレーター３２の発電トルクが出力回転子３０
に作用する分も含めて動力源はエンジン１０だけにな
る。
【００３５】このように、第１モーター・ジェネレータ
ー３２が発電しながら、第２モーター・ジェネレーター
３６で出力軸２８を駆動する状態を第２駆動モードと呼
ぶ。尚、第２駆動モードにおいて、第２モーター・ジェ
ネレーター３６で駆動しながら第１モーター・ジェネレ
ーター３２が発電した電力の一部でバッテリー３８の充
電を行うこともできる。
【００３６】この第２駆動モードにおける入力軸１４の
回転数と出力軸２８の回転数の比（変速比）は、入力軸
１４に入るエンジン１０のトルクの大きさと、自動車を
駆動する出力軸２８のトルク（負荷）の大きさ、および
バッテリー３８から固定子３４に供給される電力とで自
動的に決まる。また、第１モーター・ジェネレーター３
２が発電する電力もそれらに応じて変化する。
【００３７】すなわち、自動車が低速でエンジン１０の
出力トルクおよび出力軸２８の負荷が大きい場合は、入
力軸１４の回転数が出力軸２８の回転数より大幅に高
く、自動車の速度が上昇して出力軸２８の負荷が小さく
なると、入力軸１４の回転数が一定であっても出力軸２
８の回転数が徐々に上昇するように無段階に変化する。
と同時に、第１モーター・ジェネレーター３２における
入力回転子１６と出力回転子３０との間の回転差も小さ
くなり発電量は下降する。
【００３８】そして、さらに車速が上昇したりエンジン
１０の回転数が下降したりすると、やがて入力軸１４と
出力軸２８の回転数とが一致するに至る。ここでコント
ローラー２６から入力回転子１６に若干の電流を供給す
ることで入力回転子１６と出力回転子３０とを電気的に
一体にすることができ、入力軸１４と出力軸２８とが実
質的に直結される。
【００３９】一般に、モーターは回転数が０の状態で最
も大きなトルクを発揮する特性を持つが、ここでは入力
回転子１６と出力回転子３０との間の回転差が０の状態
がそれに相当し、わずかな電流供給で直結駆動すること
ができる。また、この状態でバッテリー３８から固定子
３４へ電力供給をしなければ第２モーター・ジェネレー
ター３６は空転する。このように第１モーター・ジェネ
レーター３２における入力回転子１６と出力回転子３０
との回転差が０の直結駆動を第３駆動モードと呼ぶ。
【００４０】尚、第３駆動モードにおいても、バッテリ
ー３８からコントローラー２６を介して第２モーター・
ジェネレーター３６に電力を供給することで、エンジン
１０による直結駆動に第２モーター・ジェネレーター３
６が加勢することが可能であるし、逆に直結駆動をしな
がら第２モーター・ジェネレーター３６に発電させてバ
ッテリーを充電することもできる。
【００４１】次に、自動車の速度を減速する場合および
制動する場合について説明する。上記の第１駆動モード
乃至第３駆動モードのいずれの場合であっても、運転者
が自動車のスロットルペダルを解放して減速したり、ブ
レーキペダルを踏んで制動する場合には、直ちに駆動を
やめてエンジン１０を停止し、第２モーター・ジェネレ
ーター３６に発電させ、バッテリー３８を充電すること
ができる。
【００４２】したがって、第２モーター・ジェネレータ
ー３６の発電量を適切に制御することにより、エンジン
１０を停止したまま適度な減速や制動を行うとともに、
従来は制動時に摩擦ブレーキで熱に変えて捨てていた自
動車の運動エネルギーの一部を電力に変えてバッテリー
３８に蓄え、いわゆるエネルギー回生を行うことができ
る。エネルギー回生でバッテリー３８に蓄えた電力は、
次に自動車を加速する際に使うことで自動車の燃料消費
を少なくする効果が得られる。
【００４３】また、エンジン１０が停止した状態におい
て、ロックポール２２をロック歯車１８に噛み合わせて
入力軸１４をケース２０に固定すると、入力回転子１６
が固定されるので第１モーター・ジェネレーター３２に
も発電させることができる。この際、第１モーター・ジ
ェネレーター３２に発電させることで入力回転子１６に
作用する反力トルクはロックポール２２を介してケース
２０に伝えられ、エンジン１０は回転しない。これによ
り、第２モーター・ジェネレーター３６のみの発電に比
べて、より大きな制動力が得られるとともに効率よくエ
ネルギー回生を行うことができるので、自動車の燃料消
費をさらに少なくすることができる。
【００４４】次に、自動車を後進させる場合について説
明する。後進は、操作レバー４０を『Ｒ』レンジに操作
することで行われる。エンジン１０を停止した状態での
後進は、バッテリー３８から固定子３４への電力供給で
第２モーター・ジェネレーター３６を逆回転させること
で、前進の第１駆動モードと同様に発進から加速を行う
ことができる。
【００４５】また、第２モーター・ジェネレーター３６
のみによる後進駆動では、エンジン１０での発電とバッ
テリー３８からの電力供給による前進の第２駆動モード
に比べて駆動力が小さいので、登坂での後進で駆動力が
不足する事態が考えられる。その場合にはエンジン１０
が停止した状態において、ロックポール２２をロック歯
車１８に噛み合わせて入力軸１４をケース２０に固定し
たうえで、第１モーター・ジェネレーター３２にも逆回
転方向に駆動させることができる。したがって、第２モ
ーター・ジェネレーター３６と第１モーター・ジェネレ
ーター３２の両者で後進駆動するので大きな駆動力が得
られる。
【００４６】一方、エンジン１０を回転させて駆動し、
第１モーター・ジェネレーター３２で発電した電力を固
定子３４へ供給し、前進の第２駆動モードと同様に発電
しながら後進することもできる。ただ、この場合は第１
モーター・ジェネレーター３２の発電トルクが出力回転
子３０に前進方向の駆動力として作用するので、その分
だけ出力軸２８に作用する後進駆動トルクが小さくな
る。
【００４７】次に、図２は、本発明の自動車用駆動装置
における他の実施形態を表すスケルトン図である。はじ
めに、図１の実施形態との相違点を中心に説明する。第
１モーター・ジェネレーター３２と第２モーター・ジェ
ネレーター３６とは別体として設けられ、それぞれ第１
出力回転子３０および第２出力回転子５２を有してい
る。
【００４８】すなわち、入力回転子１６との間で構成さ
れる第１モーター・ジェネレーター３２の第１出力回転
子３０は、出力軸２８、出力歯車４２、被動歯車４４、
減速歯車４６および差動装置４８を介して車軸５０ａ、
５０ｂを駆動する。車軸５０ａ、５０ｂは図示しない自
動車の前輪と連結されている。ここで、図示は省略する
が、入力回転子１６は永久磁石で構成され、第１出力回
転子３０はコイルを巻いた鋼板で構成されるとともに、
コイルはスリップリング２４を介してコントローラー２
６と連結されている。
【００４９】また、ケース２０に固定された固定子３４
との間で第２モーター・ジェネレーター３６を構成する
第２出力回転子５２は後輪出力歯車５４、後輪被動歯車
５６および後輪差動装置５８を介して後輪車軸６０ａ、
６０ｂを駆動する。後輪車軸６０ａ、６０ｂは図示しな
い自動車の後輪と連結されている。図示は省略するが、
第２出力回転子５２は永久磁石で構成され、固定子３４
はコイルを巻いた鋼板で構成されるとともに、コイルは
コントローラー２６と連結されている。
【００５０】次に、図２に示す駆動装置の作動について
説明する。図１に示した実施形態と同様に、第１駆動モ
ードはバッテリー３８からの電力供給で第２モーター・
ジェネレーター３６によって駆動され、後輪駆動走行を
行う。この場合、第１モーター・ジェネレーター３２の
入力回転子１６は停止しており、第１出力回転子３０は
前車輪から駆動されて空転する。大きな駆動力を必要と
する場合、および滑りやすい路面での走行のように四輪
駆動する必要がある場合は、第１モーター・ジェネレー
ター３２でエンジン１０を正回転させて始動し、図１に
示した実施形態と同様に第１モーター・ジェネレーター
３２で発電した電力を第２モーター・ジェネレーター３
６に供給して第２駆動モードで走行する。
【００５１】すなわち、エンジン１０による第１モータ
ー・ジェネレーター３２での発電トルクは第１出力回転
子３０に作用して前輪を駆動し、第１モーター・ジェネ
レーター３２で発電された電力および場合によってバッ
テリー３８から供給される電力によって第２モーター・
ジェネレーター３６が後輪を駆動する。
【００５２】高速走行等においては、第１モーター・ジ
ェネレーター３２を電気的に直結にした第３駆動モード
とし、エンジン１０により前輪を駆動する。この際も、
バッテリー３８から電力を供給することによって第２モ
ーター・ジェネレーター３６が後輪を駆動し、四輪駆動
にすることもできる。
【００５３】詳細の説明は省略するが、後進駆動および
減速や制動時におけるエネルギー回生も、前輪と後輪の
違いはあるものの、第１モーター・ジェネレーター３２
および第２モーター・ジェネレーター３６を駆使して図
１の実施形態と同様に行うことができる。尚、入力軸１
４を固定する機構を省略したが、図１に示した実施形態
と同様にこれを追加すれば、後進駆動力とエネルギー回
生の効率を高められることは言うまでもない。
【００５４】図２の実施形態においても第１駆動モード
乃至第３駆動モードを駆使することができるとともに、
四輪駆動の良さを生かして滑りやすい路面等で確実な走
行を行うことができる。また、図２においては第１モー
ター・ジェネレーター３２が前輪を、第２モーター・ジ
ェネレーター３６が後輪を駆動するように構成したが、
これを逆にしてもよい。
【００５５】以上のように、本発明の実施形態にあって
は、いずれも第１モーター・ジェネレーター３２および
第２モーター・ジェネレーター３６を駆使することによ
り多様な駆動および減速・制動を行うことができ、自動
車の走行条件に応じて最も効率よく運転することができ
る。すなわち、走行時の負荷が小さい都市内の定速走行
などでは、バッテリー３８の電力による第２モーター・
ジェネレーター３６の駆動による第１駆動モードで走行
して、エンジン１０の部分負荷における熱効率の悪さを
避けて燃費を良くする。
【００５６】また、加速時や車速がやや高い走行のよう
な負荷が大きい時にはエンジン１０による発電での駆動
に切り替え、前述の第２駆動モードでエンジン１０の熱
効率の高さを生かして走行する。特に加速時のように入
力回転子１６と出力回転子３０との回転差が大きい場合
において、従来例のような遊星歯車が存在しないので遊
星歯車の駆動に伴うロスがなく効率のよい動力伝達がで
きる。
【００５７】また、高速一定速走行などにおいては、第
１モーター・ジェネレーター３２を回転差が０の直結駆
動にした第３駆動モードで、動力伝達効率の高い走行を
行うことができ、燃費が向上する。さらに、減速および
制動時にはエネルギー回生でバッテリー３８を充電する
ことで燃費を良くすることができる。
【００５８】また、前述のように従来例に比べて遊星歯
車が存在しないこと、および図１の実施形態にあっては
第１モーター・ジェネレーター３２と第２モーター・ジ
ェネレーター３６を一体ユニット化できるため、駆動装
置全体の小型化が可能であるとともに製造コストを安く
することができる。
【００５９】本発明の自動車用駆動装置は、当業者の一
般的な知識に基づいて、自動車の車速とスロットルペダ
ルの踏み込み量に応じて最も適切な駆動モードを選択し
て燃費をよくしたり、強力な加速力を得るなどの制御を
行ったり、入力軸と入力回転子との間にダンパーを設置
して回転振動や異音の発生を抑えるなどの変更や改良を
加えた態様で実施することができる。
【００６０】
【発明の効果】以上、説明してきたように、本発明の自
動車用駆動装置によれば、以下のような効果を得ること
ができる。 （１）請求項１に記載の本発明の自動車用駆動装置によ
れば、エンジンにより駆動される入力軸と、車輪への駆
動力を取り出す出力軸と、入力軸に連結される入力回転
子が出力軸に連結される第１出力回転子に対し相対回転
可能な第１モーター・ジェネレーターと、車輪への駆動
力を取り出す第２出力回転子が固定子に対し相対回転可
能な第２モーター・ジェネレーターと、第１モーター・
ジェネレーターおよび第２モーター・ジェネレーターの
運転状態を制御するコントローラーと、第１モーター・
ジェネレーターおよび第２モーター・ジェネレーターへ
の電力供給あるいはこれらからの回生電力を受けるバッ
テリーを備えたため、従来のように遊星歯車を用いるこ
となく、エンジンの駆動力により第１モーター・ジェネ
レーターで発電し、その電力を用いて第２モーター・ジ
ェネレーターで出力軸を駆動することができる。
【００６１】（２） 請求項２に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、第１モーター・ジェネレーターお
よび第２モーター・ジェネレーターとは、第１出力回転
子と第２出力回転子とを一体共通化して入力回転子およ
び固定子とともに同軸上で径方向に積み重ねて一体ユニ
ット化したため、駆動装置全体を小型軽量化できるとと
もに製造コストを安くすることができる。
【００６２】（３） 請求項３に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、第１モーター・ジェネレーターが
前後輪の一方を駆動し、第２モーター・ジェネレーター
が前後輪の他方を駆動するように構成したため、簡単な
構成で四輪駆動ができる。
【００６３】（４） 請求項４に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、出力回転子を永久磁石で構成し、
入力回転子および固定子をコイルで巻いた鋼板で構成し
たため、中間の出力回転子を単純な構造にして薄くする
ことができるので、ひとつのユニットに集約しながら全
体を小さく構成することができる。
【００６４】（５） 請求項５に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、第１モーター・ジェネレーターを
電気的に一体にして、入力軸と出力軸とを直結駆動可能
にしたため、高速走行等において動力伝達効率の高い直
結駆動を行うことができる。
【００６５】（６） 請求項６に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、入力回転子をケースに固定可能に
構成したため、第１モーター・ジェネレーターおよび第
２モーター・ジェネレーターの両者を同時に作用させ
て、後進時の駆動および制動時のエネルギ回生を行うこ
とができるので、後進時の駆動力を大きくすることがで
きるとともに、制動時などにおけるエネルギー回生を効
率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の自動車用駆動装置のスケルトン図であ
る。
【図２】本発明の自動車用駆動装置における、他の実施
形態のスケルトン図である。
【図３】従来例を示すスケルトン図である。
【符号の説明】
１０：エンジン １２：駆動装置 １４：入力軸 １６：入力回転子 １８：ロック歯車 ２０：ケース ２２：ロックポール ２４：スリップリング ２６：コントローラー ２８：出力軸 ３０：出力回転子、第１出力回転子 ３２：第１モーター・ジェネレーター ３４：固定子 ３６：第２モーター・ジェネレーター ３８：バッテリー ４０：操作レバー ４２：出力歯車 ４４：被動歯車 ４６：減速歯車対 ４８：差動装置 ５０ａ、５０ｂ：車軸 ５２：第２出力回転子 ５４：後輪出力歯車 ５６：後輪被動歯車 ５８：後輪差動装置 ６０ａ、６０ｂ：後輪車軸

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンにより駆動される入力軸と、車
    輪への駆動力を取り出す出力軸と、前記入力軸に連結さ
    れる入力回転子が前記出力軸に連結される第１出力回転
    子に対し相対回転可能な第１モーター・ジェネレーター
    と、車輪への駆動力を取り出す第２出力回転子が固定子
    に対し相対回転可能な第２モーター・ジェネレーター
    と、前記第１モーター・ジェネレーターおよび前記第２
    モーター・ジェネレーターの運転状態を制御するコント
    ローラーと、前記第１モーター・ジェネレーターおよび
    前記第２モーター・ジェネレーターへの電力供給あるい
    はこれらからの回生電力を受けるバッテリーを備えたこ
    とを特徴とする自動車用駆動装置。
  2. 【請求項２】 前記第１モーター・ジェネレーターおよ
    び前記第２モーター・ジェネレーターとは、前記第１出
    力回転子と前記第２出力回転子とを一体共通化して前記
    入力回転子および前記固定子とともに同軸上で径方向に
    積み重ねて一体ユニット化したことを特徴とする請求項
    １に記載の自動車用駆動装置。
  3. 【請求項３】 前記第１モーター・ジェネレーターが前
    後輪の一方を駆動し、前記第２モーター・ジェネレータ
    ーが前後輪の他方を駆動するように構成したことを特徴
    とする請求項１に記載の自動車用駆動装置。
  4. 【請求項４】 前記出力回転子を永久磁石で構成し、前
    記入力回転子および前記固定子をコイルで巻いた鋼板で
    構成したことを特徴とする請求項２に記載の自動車用駆
    動装置。
  5. 【請求項５】 前記第１モーター・ジェネレーターを電
    気的に一体にして、前記入力軸と前記出力軸との直結駆
    動を可能にしたことを特徴とする請求項１乃至４に記載
    の自動車用駆動装置。
  6. 【請求項６】 前記入力回転子を前記ケースに固定可能
    に構成したことを特徴とする請求項１乃至５に記載の自
    動車用駆動装置。
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