JP2004222435A - 電気自動車の駆動装置 - Google Patents
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
- F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
- F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
- F16H3/089—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears all of the meshing gears being supported by a pair of parallel shafts, one being the input shaft and the other the output shaft, there being no countershaft involved
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/02—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion
- F16H3/08—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts
- F16H3/087—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears
- F16H3/091—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft
- F16H3/0915—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion without gears having orbital motion exclusively or essentially with continuously meshing gears, that can be disengaged from their shafts characterised by the disposition of the gears including a single countershaft with coaxial input and output shafts
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/46—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
- F16H3/48—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
- F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
- F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
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- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/26—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, of type of freewheel device
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60L2260/00—Operating Modes
- B60L2260/10—Temporary overload
- B60L2260/12—Temporary overload of combustion engines
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/10—Longitudinal speed
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
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- B60W2710/0644—Engine speed
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/10—Change speed gearings
- B60W2710/105—Output torque
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
- F16H61/662—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
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- F16H—GEARING
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- F16H7/02—Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with belts; with V-belts
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- F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
- F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
- F16H9/16—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts
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- F16H—GEARING
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- F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
- F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
- F16H9/16—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts
- F16H9/18—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts only one flange of each pulley being adjustable
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Abstract
【課題】モータを大型化することなく電気自動車の駆動装置の小型化を達成しつつ、エンジン駆動における走行性能を向上する。
【解決手段】駆動装置10はエンジン13に駆動される発電機25と、発電機25からの電力を用いて駆動輪を駆動するモータ14とを備えており、クランク軸22にはエンジン側入力軸18が連結され、モータロータ29にはモータ側入力軸19が連結され、これらの入力軸18,19は駆動輪に動力を伝達する出力軸20に連結されている。エンジン側入力軸18と出力軸20とにより形成されるエンジン動力伝達経路40aには、この動力伝達経路40aの回転数を複数段階に変化させる変速機36が設けられており、車両をエンジン駆動する場合には、動力伝達経路40aの回転数を変化させて車両の駆動力を変化させることができる。
【選択図】 図2
【解決手段】駆動装置10はエンジン13に駆動される発電機25と、発電機25からの電力を用いて駆動輪を駆動するモータ14とを備えており、クランク軸22にはエンジン側入力軸18が連結され、モータロータ29にはモータ側入力軸19が連結され、これらの入力軸18,19は駆動輪に動力を伝達する出力軸20に連結されている。エンジン側入力軸18と出力軸20とにより形成されるエンジン動力伝達経路40aには、この動力伝達経路40aの回転数を複数段階に変化させる変速機36が設けられており、車両をエンジン駆動する場合には、動力伝達経路40aの回転数を変化させて車両の駆動力を変化させることができる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車の駆動装置に関し、特に、複数の動力源によって駆動される電気自動車の駆動装置に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車は電力を蓄えるバッテリと、駆動輪を駆動するモータとを備えており、充電されたバッテリからの電力によって走行することができる。電気自動車は走行時に排出ガスを発生せず、エネルギー効率が良いなどの利点がある一方、1回の充電による走行距離が短く充電に時間や手間がかかるという問題がある。
【0003】
これらの問題点を解決するため、モータに加えてガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を搭載した電気自動車として、いわゆるハイブリッド自動車が開発されている。ハイブリッド自動車の駆動方式には、シリーズ式とパラレル式とシリーズ・パラレル式とがある。シリーズ式はエンジンにより発電機を駆動して発電された電力をバッテリに充電し、モータにより車両を駆動するようにした電気自動車であり、エンジンは発電のために使用されるので、効率の良い回転数のみで使用することができる(たとえば、特許文献1参照)。パラレル式はエンジンを主として車両走行用の駆動源として使用し、エンジンに負荷がかかる発進時や加速時にモータにより駆動力を補助するようにした電気自動車であり、エンジン効率が悪い軽負荷時にはモータを発電機に変えてバッテリの充電を行うようにしている。
【0004】
一方、シリーズ・パラレル式は、エンジンとモータとに加えて発電機を有する電気自動車であり、車両の駆動は走行状態に応じてエンジンによる駆動とモータによる駆動と両方の駆動源による駆動とのいずれかに切り換えられ、エンジンとモータとを効率の良い条件で使用することができる。この駆動方式の電気自動車においては、駆動トルクが要求される発進時にはモータを用いて車両を駆動し、車速が上昇するとエンジンによって車両を駆動し、登坂時などの高負荷時にはモータとエンジンとによって車両を駆動しており、エンジンの低負荷時には走行しながら発電することができる(たとえば、特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−285708号公報
【0006】
【特許文献2】
特開平9−226393号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハイブリッド式の電気自動車にあっては、モータにより車両を駆動する際に、高車速域で要求される動力性能をモータ駆動により満足させるには、モータは所定の回転数を超えると駆動トルクが減少し始めるという特性を有しているので、出力の大きいモータを使用する必要がある。一方、エンジンにより車両を駆動する際に、エンジンからの動力を1段変速で車両を駆動するようにすると、車速によりエンジン回転数が決まってしまい、エンジンは回転数に正比例した出力しか出せないため、車両走行状態に応じて十分な出力を出すことができない。このため、登坂路走行などのように走行負荷の大きい状況のもとで低車速で走行する場合には、エンジン回転数が低いのでエンジン出力が出ずエンジンでの円滑な走行が難しくなる。
【0008】
本発明の目的は、モータを大型化することなく電気自動車の駆動装置の小型化を達成しつつ、エンジン駆動による走行時の走行性能を向上することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気自動車の駆動装置は、エンジンに駆動される発電機と、前記発電機からの電力を用いて駆動輪を駆動するモータとを備える電気自動車の駆動装置であって、前記エンジンのクランク軸に連結され、前記エンジンにより駆動されるエンジン側入力軸と、前記モータのモータロータに連結され、前記モータにより駆動されるモータ側入力軸と、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸とに連結され、前記駆動輪に動力を伝達する出力軸と、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とにより形成されるエンジン動力伝達経路に設けられ、前記エンジン動力伝達経路の回転数を複数段階に変化させる変速機とを有することを特徴とする。
【0010】
本発明の電気自動車の駆動装置は、前記変速機を低速段と高速段の少なくとも2段の変速段を有する有段変速機とすることを特徴とする。また、前記変速機を変速比が無段階に変化する無段変速機とすることを特徴とする。
【0011】
本発明の電気自動車の駆動装置は、エンジン動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを前記変速機に設けることを特徴とする。また、エンジン動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを、前記エンジン側入力軸または前記出力軸に前記変速機から分離させて設けることを特徴とする。さらに、エンジン動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とを連結する前記動力伝達部材と前記出力軸との間に設けることを特徴とする。
【0012】
本発明の電気自動車の駆動装置は、前記発電機の発電ロータを前記クランク軸に取り付け、前記発電ロータを前記クランク軸により直接的に駆動することを特徴とする。また、前記発電機の発電ロータを前記クランク軸に平行に配置し、前記発電ロータを発電用動力伝達部材を介して前記クランク軸により間接的に駆動することを特徴とする。
【0013】
本発明の電気自動車の駆動装置は、前記モータ側入力軸を前記エンジン側入力軸と前記出力軸とのいずれか一方に同軸上に配置し、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とを動力伝達部材により連結することを特徴とする。また、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸とを前記出力軸に対して平行に設け、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とを第1の動力伝達部材により連結するとともに、前記モータ側入力軸と前記出力軸とを第2の動力伝達部材により連結することを特徴とする。また、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸と前記出力軸とを相互に平行に配置し、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸とを前記出力軸に動力伝達部材により連結することを特徴とする。
【0014】
本発明の電気自動車の駆動装置は、車両の走行速度を検出する速度検出手段と、車両の走行速度が所定の車速を超えたときに、前記エンジン動力伝達経路を動力伝達状態に設定するクラッチ制御手段とを有することを特徴とする。
【0015】
本発明の電気自動車の駆動装置は、車両の走行負荷を検出する負荷検出手段と、車両の走行負荷が所定の負荷を超えたときに、前記エンジン動力伝達経路を動力伝達状態に設定するクラッチ制御手段とを有することを特徴とし、前記エンジン動力伝達経路が動力伝達状態のもとで、車両の走行負荷に基づいて前記変速機の変速比を変化させる変速制御手段とを有することを特徴とする。また、前記走行速度または前記走行負荷に基づいて前記モータの動力を制御するモータ制御手段を有することを特徴とする。
【0016】
本発明の電気自動車の動力伝達装置にあっては、エンジン動力伝達経路にこの経路の回転数を複数段階に変化させる変速機を設けたので、車両が低速高負荷で走行する場合には変速比を変化させることにより、エンジン出力を高めて車両を駆動することができる。エンジン動力伝達経路にエンジン動力を駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを設けたので、エンジン動力とモータ動力とを選択的に出力軸に伝達することができ、モータに要求される動力を抑えて、駆動装置を小型化することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である電気自動車の駆動装置10の車両搭載位置を示す概略図である。図1に示すように、電気自動車つまりハイブリッド自動車11の前端部には駆動装置10が縦置きに搭載されており、駆動装置10の前方にはラジエータ12などの補機類が設けられている。駆動装置10の前端部にはエンジン13が設けられ、後端部にはモータ14が設けられており、このエンジン13とモータ14との間には動力伝達部15が設けられている。動力伝達部15から車幅方向に突出する前輪駆動軸16は前輪つまり駆動輪17に連結されており、この駆動装置10は前輪駆動のハイブリッド自動車11に適用される。
【0018】
図2は一実施の形態である駆動装置10を示すスケルトン図であり、図3は図2に示す駆動装置の断面図である。図2および図3に示すように、動力伝達部15は、エンジン13により駆動されるエンジン側入力軸18と、モータ14により駆動されるモータ側入力軸19と、これらの入力軸18,19に平行であって前輪つまり駆動輪17に連結されてこれに動力を伝達する出力軸20とを備えている。エンジン側入力軸18、モータ側入力軸19および出力軸20は、車両の進行方向に向けてギヤケース21内に回転自在に収容されている。このギヤケース21は複数のケース体により形成されており、複数のケース体をボルトにより締結することによってギヤケース21が組み立てられる。
【0019】
エンジン13のクランク軸22には環状の発電ロータ23が連結され、発電ロータ23を囲むように配置されるステータ24がギヤケース21に固定されており、ステータ24にはステータコイル24aが巻き付けられている。発電ロータ23とステータ24とによってジェネレータつまり発電機25が形成されている。発電ロータ23はクランク軸22によって直接的、つまり歯車やベルトなどの動力伝達部材を介することなく駆動されるため、動力伝達ロスを発生させることなく効率的な発電が可能となる。発電ロータ23の内側に形成される収容空間には、クランク軸22のエンジン動力をエンジン側入力軸18に振動を減衰して伝達するためのダンパ26が組み込まれており、エンジン13は発電ロータ23を駆動するとともにエンジン側入力軸18を駆動する。
【0020】
モータ14は、ギヤケース21に連結されたモータケース27内に組み込まれており、モータケース27に固定される筒状のステータ28と、ステータ28の内部に回転自在に組み込まれるモータロータ29とを備え、ステータ28にはステータコイル28aが巻き付けられている。モータ14はステータ28とモータロータ29とにより形成され、ステータコイル28aに電力を供給することによりモータロータ29が駆動される。また、モータケース27から突出するモータロータ29の先端には、モータ側入力軸19が連結されており、モータ14はモータ側入力軸19を駆動する。
【0021】
エンジン側入力軸18はダンパ26を介してクランク軸22に連結される第1の入力軸18aとこれに同軸状に配置される第2の入力軸18bとからなり、第2の入力軸18bにはエンジン側の駆動歯車30が設けられ、モータ側入力軸19にはモータ側の駆動歯車31が設けられている。これらの駆動歯車30,31に噛み合うように、出力軸20にはエンジン側の被駆動歯車32とモータ側の被駆動歯車33とが設けられている。エンジン側の駆動歯車30と被駆動歯車32からなる歯車列は第1の動力伝達部材を形成し、モータ側の駆動歯車31と被駆動歯車33とからなる歯車列は第2の動力伝達部材を形成している。
【0022】
出力軸20には終減速小歯車であるハイポイドピニオンギヤ34が設けられており、これに噛み合うように終減速大歯車であるハイポイドギヤ35がギヤケース21に回転自在に設けられている。ハイポイドギヤ35は図示しない差動機構つまりデファレンシャルギヤを備えており、エンジン側入力軸18およびモータ側入力軸19から出力軸20に伝達された動力は、ハイポイドギヤ35に入力された後にデファレンシャルギヤを介して左右の前輪駆動軸16に伝達される。
【0023】
このように、駆動装置10においては、第1と第2の入力軸18a,18bからなるエンジン側入力軸18とこれに歯車列を介して連結される出力軸20とによりエンジン動力を駆動輪17に伝達するエンジン動力伝達経路40aが形成され、モータ側入力軸19とこれに歯車列を介して連結される出力軸20とによりモータ動力伝達経路40bとが形成されており、いずれか一方または両方の動力伝達経路を介して動力が駆動輪17に伝達される。
【0024】
エンジン動力伝達経路40aを構成するエンジン側入力軸18には、第1の入力軸18aの回転数を第2の入力軸18bに変化させることによりエンジン動力伝達経路40aの回転数を2段階に変化させるために、変速機36が設けられており、変速機36はエンジン側入力軸18に平行となってギヤケース21に設けられる中間軸37を備えている。この中間軸37には第1の入力軸18aに固定された駆動歯車38と、第2の入力軸18bに回転自在に装着された被駆動歯車39とにそれぞれ噛み合う第1と第2の中間歯車41,42が回転自在に装着され、これらの中間歯車41,42は一体に回転する。
【0025】
第2の入力軸18bには切換ハブ43がスプライン結合されており、この切換ハブ43には切換スリーブ44が軸方向に摺動自在に噛み合っている。駆動歯車38には切換スリーブ44と噛み合うクラッチ歯車38aが設けられ、被駆動歯車39には切換スリーブ44と噛み合うクラッチ歯車39aが設けられており、切換スリーブ44は図示しない油圧アクチュエータによって自動的に軸方向に駆動されるようになっている。この切換スリーブ44によってドッグクラッチ式の切換機構が形成されているが、シンクロメッシュ式の切換機構を使用するようにしても良い。
【0026】
切換スリーブ44をクラッチ歯車38aを介して駆動歯車38に噛み合わせると、第1と第2の入力軸18a,18bは直結され、第2の入力軸18bの回転数はクランク軸22の回転数と同一となって出力軸20を介して駆動輪17にエンジン動力が伝達される。一方、切換スリーブ44をクラッチ歯車39aを介して被駆動歯車39に噛み合わせると、第1の入力軸18aは駆動歯車38、被駆動歯車39および中間歯車41,42からなる変速歯車列を介して第2の入力軸18bに連結され、第2の入力軸18bの回転数は第1の入力軸18aの回転数と相違した回転数となって出力軸20を介して駆動輪17にエンジン動力が伝達される。駆動歯車38は被駆動歯車39よりも小径であり、変速歯車列を介してエンジン動力を駆動輪17に伝達するときにはクランク軸22の回転は減速されることになる。したがって、第1と第2の入力軸18a,18bが直結状態となると変速機36は高速段の変速比となり、両方の入力軸18a,18bが歯車列を介して連結されると変速機36は低速段の変速比となる。
【0027】
切換スリーブ44は駆動歯車38と被駆動歯車39のいずれにも連結されない中立位置に移動するようになっており、この切換スリーブ44はエンジン動力を出力軸20に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチとして機能する。
【0028】
図4は他の実施の形態である駆動装置10を示すスケルトン図であり、この駆動装置10は変速機36の構造が前述した駆動装置と相違しているが、他の構造は同様となっている。図4に示す変速機36は遊星歯車式であり、第1の入力軸18aに回転自在に装着されたクラッチハブ45にはサンギヤ46が取り付けられ、第2の入力軸18bに固定されたクラッチハブ47にはリングギヤ48が取り付けられている。第1の入力軸18aに固定されたキャリア49にはサンギヤ46に噛み合うピニオンギヤ51aと、このピニオンギヤ51aおよびリングギヤ48に噛み合うピニオンギヤ51bとがそれぞれ回転自在に装着され、この遊星歯車はダブルピニオン式となっている。
【0029】
クラッチハブ45の外側にはクラッチドラム52が配置され、このクラッチドラム52はギヤケース21に固定されている。クラッチドラム52の径方向内方には軸方向に摺動自在に複数のクラッチプレート52aが装着され、クラッチプレート52aと接触するクラッチプレート45aが軸方向に摺動自在にクラッチハブ45の径方向外方に装着されており、これらのクラッチプレートによりクラッチ53aが形成されている。クラッチドラム52には環状の油圧ピストン54が装着され、油圧ピストン54とクラッチドラム52とによって油圧室55が形成されている。油圧室55内に作動油を供給すると、クラッチプレート45a,52aは相互に締結されてクラッチ53aは締結状態となり、サンギヤ46は固定状態となる。一方、クラッチプレート45a,52aの締結を解除してクラッチ53aを開放状態にするとサンギヤ46は回転可能になる。
【0030】
クラッチハブ47の外側にはクラッチドラム56が配置され、このクラッチドラム56はキャリア49に取り付けられている。クラッチドラム56の径方向内方には軸方向に摺動自在に複数のクラッチプレート56aが装着され、クラッチプレート56aと接触するクラッチプレート47aがクラッチハブ47の径方向外方に軸方向に摺動自在に装着されており、これらのクラッチプレートによりクラッチ53bが形成されている。クラッチドラム56には環状の油圧ピストン57が装着され、油圧ピストン57とクラッチドラム56とによって油圧室58が形成されている。油圧室58内に作動油を供給すると、クラッチプレート47a,56aは相互に締結されてクラッチ53bは締結状態となり、キャリア49とリングギヤ48は相互に締結される。一方、クラッチプレート47a,56aの締結を解除してクラッチ53bを開放状態にするとキャリア49とリングギヤ48は相対回転自在となる。
【0031】
図4に示す変速機36においては、クラッチ53aを開放状態としクラッチ53bを締結状態とすると、キャリア49とこれに締結されるクラッチハブ47を介して第1の入力軸18aと第2の入力軸18bは直結状態となる。これにより、第2の入力軸18bの回転数はクランク軸22の回転数と同一となって出力軸20を介して駆動輪17にエンジン動力が伝達される。一方、クラッチ53aを締結状態としクラッチ53bを開放状態とすると、第1の入力軸18aの回転はピニオンギヤ51a,51bおよびリングギヤ48を介して第2の入力軸18bに伝達される。これにより、第2の入力軸18bの回転数はクランク軸22の回転数よりも減速されて出力軸20に伝達されることになる。したがって、第1と第2の入力軸18a,18bが直結状態となると変速機36は高速段の変速比となり、クラッチ53aを締結すると、ピニオンギヤ51a,51bを介して第1の入力軸18aの回転が減速されて第2の入力軸18bに伝達され変速機36は低速段の変速比となる。
【0032】
さらに、2つのクラッチ53a,53bをともに開放状態とすると、第1の入力軸18aと第2の入力軸18bは遮断された状態となり、エンジン動力は出力軸20には伝達されなくなり、これらのクラッチ53a,53bはエンジン動力を出力軸20を介して駆動輪17に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチとして機能する。
【0033】
図5は他の実施の形態である駆動装置10を示すスケルトン図であり、この駆動装置10は変速機36の構造が前述した駆動装置10と相違するとともにエンジン側入力軸18は一体回転するシャフトにより形成されているが、他の構造は同様となっている。図5に示す変速機36はそれぞれ動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるクラッチが設けられた変速歯車列により形成されている。エンジン側入力軸18には第1の駆動歯車59aが回転自在に装着されるとともに第2の駆動歯車60aが固定されており、出力軸20には駆動歯車59aと常時噛み合って変速歯車列59を形成する被駆動歯車59bが固定されるとともに駆動歯車60aと常時噛み合って変速歯車列60を形成する被駆動歯車60bが回転自在に装着されている。
【0034】
エンジン側入力軸18には変速歯車列59を動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるためのクラッチ61aが設けられ、出力軸20には変速歯車列60を動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるためのクラッチ61bが設けられている。クラッチ61aはエンジン側入力軸18に固定されるクラッチドラム62と駆動歯車59aに固定されるクラッチハブ63とを有し、クラッチドラム62の径方向内方には軸方向に摺動自在に複数のクラッチプレート62aが装着され、クラッチプレート62aと接触するクラッチプレート63aが軸方向に摺動自在にクラッチハブ63の径方向外方に装着されている。クラッチドラム62には環状の油圧ピストン64が装着され、油圧ピストン64とクラッチドラム62とによって油圧室65が形成されている。油圧室65内に作動油を供給すると、クラッチプレート62a,63aは相互に密着しクラッチ61aが締結状態になる。これにより、駆動歯車59aはエンジン側入力軸18に締結されて変速歯車列59は動力伝達状態となる。
【0035】
クラッチ61bは出力軸20に固定されるクラッチドラム66と被駆動歯車60bに固定されるクラッチハブ67とを有し、クラッチ61aと同様にそれぞれクラッチプレート66a,67aが装着されるとともに、クラッチドラム66には環状の油圧ピストン68が装着され、油圧ピストン68とクラッチドラム66とによって形成される油圧室69内に作動油を供給すると、クラッチプレート66a,67aは相互に締結されてクラッチ61bは締結状態となる。これにより、駆動歯車60aは出力軸20に締結されて変速歯車列60は動力伝達状態となる。
【0036】
駆動歯車59aは駆動歯車60aよりも小径となっており、クラッチ61aが締結状態となって変速歯車列59が動力伝達状態となると、変速機36は低速段の変速比となり、クラッチ61bが締結状態となって変速歯車列60が動力伝達状態となると、変速機36は高速段の変速比となる。さらに、両方のクラッチ61a,61bを開放すると、出力軸20へのエンジン動力の伝達は遮断される。
【0037】
図2〜図5に示す変速機36はそれぞれ低速段と高速段の2段の変速段を有する有段変速機であるが、変速段数は2段に限られず、それ以上の変速段数を有する変速機としても良い。
【0038】
図6は前述した駆動装置10の作動を制御する制御回路を示すブロック図であり、メインコントローラ70にはアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ71、車両の走行速度を検出する車速検出手段としての車速センサ72、車両の走行負荷を検出する負荷検出手段としてスロットル開度センサ等からなる負荷センサ73、モータロータ29の回転数を検出するモータ回転数センサ74、およびクランク軸22の回転数を検出するエンジン回転数センサ75からの検出信号が送られるようになっている。メインコントローラ70からは、エンジン13の作動を制御するエンジンコントローラ76、モータ14の作動を制御するモータ制御手段としてのモータコントローラ77、発電機25の作動を制御する発電機コントローラ78、変速機36による変速段の切換を制御する変速制御手段としての変速機コントローラ79、および変速機36に組み込まれたクラッチの切換を制御するクラッチ制御手段としてのクラッチコントローラ80に対してそれぞれ制御信号が送られるようになっている。
【0039】
バッテリ81はモータコントローラ77と発電機コントローラ78とに接続されており、モータ14により車両を駆動する場合には、バッテリ81からの電力がモータ14のステータコイル28aに供給される。一方、バッテリ81への充電は発電機25を作動させることにより行われるが、制動時にはモータ14を発電機として機能させてモータ14によりバッテリ81に充電することもできる。
【0040】
図2に示す駆動装置10においては、切換スリーブ44を油圧アクチュエータにより駆動することによって変速段の切換と動力の遮断とを行うようにしているので、変速機コントローラ79からの信号により油圧アクチュエータの作動が制御されて切換スリーブ44が駆動される。一方、図4および図5に示す駆動装置においては、それぞれクラッチの油圧室に対して供給される油圧を制御することによって変速段の切換と動力の遮断とを行うようにしているので、クラッチコントローラ80からの信号により油圧室に対して供給される油圧が制御されることになる。動力伝達の遮断を変速機36に対して分離されたクラッチによりエンジン動力の伝達と遮断とを行い、変速機36により変速比の制御のみを行う場合には、変速機は変速機コントローラ79により制御され、クラッチはクラッチコントローラ80により制御されることになる。
【0041】
図7はエンジン動力を駆動輪に対して動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるためのクラッチを制御する切換制御手順を示すフローチャートであり、図8は変速機の変速段の切換制御手順を示すフローチャートである。それぞれの処理は所定時間毎、たとえば10msec毎に実行される。
【0042】
ステップS1では、車速センサ72によって検出される走行速度VSPと、メインコントローラ70のメモリに格納された判定しきい値VSPS1(たとえば、80km/h)とが比較され、判定しきい値VSPS1に走行速度VSPが達していないと判定されると、ステップS2において負荷の一例としてのスロットル開度THVを判定する。ステップS2においては、負荷センサ(スロットル開度センサ)73Iよって検出されるスロットル開度THVと、メモリに格納された判定しきい値THVS(たとえば、30度)とが比較され、判定しきい値THVSにスロットル開度THVが達していないと判定されると、ステップS3が実行される。ステップS3が実行されると、クラッチが開放されてエンジン動力の出力軸20への伝達が遮断されて、車両はモータ14により駆動されることになる。
【0043】
一方、ステップS1で車速が判定しきい値VSPS1よりも高速であると判定されたとき、あるいはステップS2においてスロットル開度が判定しきい値よりも大きく高負荷走行であると判定されたときには、ステップS4が実行されて、クラッチが締結状態となり、車両はエンジン動力により駆動されることになる。
【0044】
なお、本実施の形態では、スロットル開度により負荷状態を判断しているが、スロットル開度に代えて、負荷状態を判断するために、周知のように、アクセル開度、エンジンの吸入空気量、エンジンの燃料噴射弁における燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅、あるいは基本燃料噴射量を定める基本燃料噴射パルス幅、エンジン1行程当たりの吸入空気量、エンジン1回転当たりの吸入空気量等を適宜採用し得る。
【0045】
図8に示すステップS5においては、クラッチが締結されているか否か、つまりクラッチが締結されて車両がエンジン走行しているか、クラッチが開放されて車両がモータ走行しているか否かを判定する。エンジン走行であると判定されると、車速センサ72によって検出される走行速度VSPと、メモリに格納された判定しきい値VSPS2(たとえば、50km/h)とがステップS6で比較され、判定しきい値VSPS2に走行速度VSPが達していないと判定されると、変速機36はステップS7で低速段に切り換えられ、走行速度が判定しきい値VSPS2を超えているときには変速機36はステップS8で高速段に切り換えられる。
【0046】
図9は前述した駆動装置10の動力伝達経路を示すスケルトン図である。図9(A)は、車速が所定値VSPS1以下でありかつスロットル開度が所定値THVS以下の低速低負荷走行時における動力伝達経路を示す。このときには、変速機36に組み込まれたクラッチが動力切断状態に切り換えられ、モータ動力伝達経路40bを介してモータ動力が駆動輪17に伝達される。この状態での走行時には、エンジン13は効率の良い回転数で駆動することができ、エンジン13に駆動される発電機25によりバッテリ81が充電されるとともに、バッテリ81からモータ14に対して電力が供給される。
【0047】
図9(B)は、車速が所定車速以上の高速走行時または高負荷走行時における動力伝達経路を示す。このときには、変速機36に組み込まれたクラッチが動力伝達状態に切り換えられ、エンジン13を動力源としてエンジン動力伝達経路40aを介して駆動輪17が駆動される。この状態での走行時には、モータ14への電力供給が遮断されることによって、エンジン13のみを動力源とした走行が行われる。エンジンを動力源とし、スロットル開度が所定値以上となった高負荷走行時には、車速に応じて変速機36の変速段が低速段と高速段のいずれかに切り換えられる。これにより、たとえば、車速が40km/h程度の低車速で登坂路を走行する場合には、変速段を低速段に切り換えることによって、エンジン回転数を上昇させて大きなエンジン出力を駆動輪17に伝達してエンジン動力のみで走行することができ、車両の走行性能を向上させることができる。
【0048】
図9(C)は、エンジン13に加えてモータ14が駆動され、エンジン動力とモータ動力とが出力軸20に伝達されている状態を示す。急加速や登坂路走行などの大きな駆動トルクが必要となる走行状況では、エンジン動力伝達経路40aとモータ動力伝達経路40bとを介してエンジン動力とモータ動力とが駆動輪17に伝達される。このように、エンジン13が高負荷となる走行状況においては、駆動トルクを補助するモータ動力も出力軸20に伝達されるので、車両の動力性能を低下させることなく、エンジン13に要求される出力を低く設定することができ、エンジン13を小型化することができる。また、走行状況に応じて車両駆動のための動力源を適切に切り換えることができるので、駆動装置10のシステム全体におけるエネルギー効率を向上させることができる。
【0049】
なお、変速機36に組み込まれたクラッチの制御は、高速走行から低速走行に移行する際にも同様の制御が実行される。このとき、クラッチを動力切断状態に切り換える際の設定車速は、クラッチを動力伝達状態に切り換える際の設定車速よりも低く設定されており、設定車速付近で走行した際にモータ駆動とエンジン駆動とが頻繁に切りかわるハンチング現象の発生を防止することができる。
【0050】
図10は本発明の他の実施の形態における駆動装置10の一部を示す断面図である。図10に示すように、エンジン13に駆動される発電機25はクランク軸22に平行となって、エンジン13の上方に配置されている。エンジン13の前方にはクランク軸22に連結された駆動プーリ82が設けられており、駆動プーリ82の上方には発電ロータ23に固定された被駆動プーリ83が設けられている。駆動プーリ82と被駆動プーリ83との間には、発電用動力伝達部材つまり駆動ベルト84が掛け渡されており、エンジン13のクランク軸22は駆動ベルト84を介して間接的に発電機25を駆動する。
【0051】
この場合には、発電機25をギヤケース21の外部に配置することができ、ギヤケース21を長手方向に発電機25の寸法分を短縮することができ、駆動装置10の短縮化が図られ、さらなる搭載性の向上を図ることができる。発電用動力伝達部材としては、駆動ベルト84に代えて駆動チェーンを用いても良く、その場合には、駆動プーリ82に代えて駆動スプロケットがクランク軸22に装着され、被駆動プーリ83に代えて被駆動スプロケットが発電ロータ23に装着される。また、発電用動力伝達部材として、駆動歯車と被駆動歯車とを設けることにより発電機25を駆動しても良い。なお、図10には変速機が省略されており、その変速機としては、図2〜図5に示した変速機36のいずれをも適用することができる。
【0052】
図11(A)〜図11(F)はそれぞれ本発明の他の実施の形態である駆動装置10を示すスケルトン図である。図11(A)に示す駆動装置10においては、出力軸20にはモータ側入力軸19が同軸状となって連結されている。このようにモータ側入力軸19を出力軸20に直結すると、モータ側入力軸19と出力軸20とを連結するための図2に示したモータ側の駆動歯車31とモータ側の被駆動歯車33とを削減することができる。
【0053】
図11(B)に示す駆動装置においては、エンジン側入力軸18にはモータ側入力軸19が同軸状となって連結されている。このようにモータ側入力軸19をエンジン側入力軸18に直結すると、図2におけるモータ側の駆動歯車31およびモータ側の被駆動歯車33、またはエンジン側の駆動歯車30およびエンジン側の被駆動歯車32のいずれか一対を削減することができる。このように、歯車を削減することによって、駆動装置10のさらなる小型化を達成することができるとともに、駆動装置10の軽量化および低コスト化を図ることができる。
【0054】
図11(C)に示す駆動装置10においては、エンジン側入力軸18と出力軸20との間にこれらに平行にモータ側入力軸19が配置され、モータ側入力軸19に固定された駆動歯車31が、エンジン側入力軸18に設けられた駆動歯車30と、出力軸20に設けられた被駆動歯車32とに噛み合っている。このようにエンジン13とモータ14とを配置することによって、図2において出力軸20に取り付けられた被駆動歯車33を削減することができ、駆動装置10のさらなる小型化を達成することができる。また、エンジン側入力軸18とモータ側入力軸19とを配置する際の自由度を大きくすることができる。
【0055】
さらに図2の他の変形例として、エンジン側入力軸18の駆動歯車30と出力軸20の被駆動歯車32とを図2に示すように直接噛み合わせる一方、モータ側入力軸19の駆動歯車31をエンジン側入力軸18の駆動歯車30に直接噛み合わせるように、それぞれの入力軸18,19と出力軸20とを配置するようにしても良い。
【0056】
図11(D)に示す駆動装置10においては、エンジン側入力軸18の駆動歯車30に噛み合う被駆動歯車32と出力軸20との間に変速機36が組み込まれている。このように配置することにより動力伝達経路設計の自由度を高めることができる。図11(A)〜(D)に示される駆動装置においては、変速機36の中にクラッチが組み込まれており、変速機36はクラッチとしての機能を有しているが、クラッチを変速機36から分離して配置することもできる。
【0057】
図11(E)に示す駆動装置においては、変速機36がベルト式の無段変速機となっている。エンジン側入力軸18を構成する第1の入力軸18aと第2の入力軸18bとの間にはこれらを直結状態と切断状態とに切り換えるためのクラッチ85が変速機36とは分離して設けられており、第2の入力軸18bに設けられた溝幅可変のプライマリプーリ86と、出力軸20に設けられた溝幅可変のセカンダリプーリ87との間には金属ベルトや金属チェーンなどからなる動力伝達要素88が掛け渡されている。このように、変速機36として無段変速機を用いることもでき、変速機36に分離させてクラッチ85をエンジン側入力軸18に取り付けるようにしても良い。
【0058】
図11(F)に示す駆動装置10においては、エンジン側入力軸18に変速機36が設けられ、エンジン動力を駆動輪17に伝達する状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチ85が出力軸20に設けられている。
【0059】
図12は、図11(F)に示すように出力軸20に設けられるクラッチ85の具体例を示す断面図であり、図12に示すように、エンジン側の被駆動歯車32の側面には円筒状のクラッチハブ90が固定されており、クラッチハブ90の径方向外方に配置されるクラッチドラム91は出力軸20に固定されている。クラッチハブ90の径方向外方には、軸方向に摺動自在に複数のクラッチプレート90aが装着され、クラッチドラム91の径方向内方には、クラッチプレート90aに接触する複数のクラッチプレート91aが軸方向に摺動自在に装着されている。
【0060】
クラッチドラム91には軸方向に摺動自在に油圧ピストン92が装着されており、油圧ピストン92とクラッチドラム91とによって形成される油圧室93に作動油を供給することによって、それぞれのクラッチプレート90a,91aは互いに締結される。ギヤケース21にはオイルポンプ94が組み込まれており、オイルポンプ94のインナロータ95は出力軸20に取り付けられている。出力軸20にはオイルポンプ94から吐出される作動油を油圧室93に案内するための油路96が形成されており、油圧室93に供給される作動油の圧力は図示しない調圧バルブにより調圧されるようになっている。
【0061】
図13(A)は図11(F)に示されたクラッチ85の他の具体例を示す断面図であり、図13(B)は同図(A)のA−A線に沿う断面図である。このクラッチ85は電磁式2ウェイクラッチであり、エンジン側の被駆動歯車32に固定される外輪97と、出力軸20に固定される内輪98とを備えており、外輪97と内輪98との間には円筒状のローラ100が複数配置され、それぞれのローラ100は保持器99により保持されている。ローラ100に対面する外輪97の内周面が円筒形状となっているのに対して、内輪98の外周面は多角形となっており、外輪97の内周面と内輪98の外周面との間の間隔は円周方向の位置によって変化し、最も大きい間隔はローラ100の外形よりも大きくなるように設定されている。外輪97に固定されたドライブプレート101と、保持器99に固定されたドリブンプレート102とが対向しており、ドライブプレート101に対向して配置されたコイル103がギヤケース21に固定されている。
【0062】
コイル103の非通電時には、内輪98と保持器99との間に設けられるスイッチばね104により、内輪98とローラ100とが図13(B)に示されるように、ローラ100が内輪98と外輪97との両方には接触しない位置関係に保持される。したがって、コイル103の非通電時には、外輪97はローラ100を介して内輪98に食い込むことなく内輪98に対して回転自在となる。一方、コイル103の通電時には、ドリブンプレート102がドライブプレート101に吸引されるため、外輪97と保持器99は一体となって回転する。外輪97とともに保持器99が回転移動すると、ローラ100が内輪98の外周面つまりカム面と外輪97の内周面との間に噛み込まれ、外輪97は内輪98とともにいずれの方向にも一体に回転することになる。したがって、コイル103の通電時には動力伝達状態に切り換えられる一方、コイル103の非通電時には動力切断状態に切り換えられることになる。
【0063】
このような電磁式2ウェイクラッチは、コイル103の通電制御によって切り換えることができるため、エンジン動力の伝達径路を容易に切り換えることができる。また、内輪98、外輪97およびローラ100の潤滑については、ハイポイドギヤ35による潤滑油の跳ねかけで十分であるため、潤滑のためにオイルポンプを設ける必要がない。さらに、ギヤケース21内に収容される潤滑油の種類を増やす必要がないため、駆動装置10を簡易な構造にすることができる。また、動力切断状態における引きずりトルクを低く抑えることができる。なお、クラッチ85としては、図13に示す電磁式2ウェイクラッチに代えて電磁クラッチを用いるようにしても良い。なお、前述したそれぞれの実施の形態においては、共通の機能を有する部材には同一の符号が付されている。
【0064】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示する駆動装置10は前輪駆動車に適用されるが、出力軸20を介して後輪に動力を伝達することにより後輪駆動車に適用することができ、動力分配装置を介して出力軸20の動力を後輪に伝達することにより4輪駆動車に適用することができる。また、図示する駆動装置10は車両に縦置きに配置されるが、車両の幅方向に向けて横置きに配置するようにしても良い。
【0065】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン動力伝達経路に変速機を設けたので、車両が低速高負荷で走行する場合には変速比を変化させることにより、エンジン出力を高めて車両を駆動することができ、エンジン駆動時における走行性能を向上させることができる。エンジン動力伝達経路にエンジン動力を駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを設けたので、エンジン動力とモータ動力とを選択的に出力軸に伝達することができ、モータに要求される動力を抑えて、駆動装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である電気自動車の駆動装置の車両搭載位置を示す概略図である。
【図2】一実施の形態である駆動装置を示すスケルトン図である。
【図3】図2に示す駆動装置の断面図である。
【図4】他の実施の形態である駆動装置を示すスケルトン図である。
【図5】他の実施の形態である駆動装置を示すスケルトン図である。
【図6】駆動装置の作動を制御する制御回路を示すブロック図である。
【図7】エンジン動力を駆動輪に対して動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるためのクラッチを制御する切換制御手順を示すフローチャートである。
【図8】変速機の変速段の切換制御手順を示すフローチャートである。
【図9】(A)〜(C)は各走行状況における動力の伝達経路を示すスケルトン図である。
【図10】本発明の他の実施の形態である駆動装置の一部を示す断面図である。
【図11】(A)〜(F)はそれぞれ本発明の他の実施の形態である駆動装置を示すスケルトン図である。
【図12】湿式多板クラッチが組み込まれた駆動装置の一部を示す断面図である。
【図13】(A)は電磁式2ウェイクラッチが組み込まれた駆動装置の一部を示す断面図であり、(B)は同図(A)のA−A線に沿う断面図である。
【符号の説明】
10 駆動装置
11 ハイブリッド自動車(電気自動車)
13 エンジン
14 モータ
16 前輪駆動軸
17 駆動輪(前輪)
18 エンジン側入力軸
19 モータ側入力軸
20 出力軸
22 クランク軸
23 発電ロータ
25 発電機
29 モータロータ
30 エンジン側の駆動歯車(動力伝達部材)
31 モータ側の駆動歯車(動力伝達部材)
32 エンジン側の被駆動歯車(動力伝達部材)
33 モータ側の被駆動歯車(動力伝達部材)
36 変速機
40a エンジン動力伝達経路
40b モータ動力伝達経路
44 切換スリーブ
53a,53b クラッチ
61a,61b クラッチ
77 モータコントローラ(モータ制御手段)
79 変速機コントローラ(変速制御手段)
80 クラッチコントローラ(クラッチ制御手段)
85 クラッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は電気自動車の駆動装置に関し、特に、複数の動力源によって駆動される電気自動車の駆動装置に適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気自動車は電力を蓄えるバッテリと、駆動輪を駆動するモータとを備えており、充電されたバッテリからの電力によって走行することができる。電気自動車は走行時に排出ガスを発生せず、エネルギー効率が良いなどの利点がある一方、1回の充電による走行距離が短く充電に時間や手間がかかるという問題がある。
【0003】
これらの問題点を解決するため、モータに加えてガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を搭載した電気自動車として、いわゆるハイブリッド自動車が開発されている。ハイブリッド自動車の駆動方式には、シリーズ式とパラレル式とシリーズ・パラレル式とがある。シリーズ式はエンジンにより発電機を駆動して発電された電力をバッテリに充電し、モータにより車両を駆動するようにした電気自動車であり、エンジンは発電のために使用されるので、効率の良い回転数のみで使用することができる(たとえば、特許文献1参照)。パラレル式はエンジンを主として車両走行用の駆動源として使用し、エンジンに負荷がかかる発進時や加速時にモータにより駆動力を補助するようにした電気自動車であり、エンジン効率が悪い軽負荷時にはモータを発電機に変えてバッテリの充電を行うようにしている。
【0004】
一方、シリーズ・パラレル式は、エンジンとモータとに加えて発電機を有する電気自動車であり、車両の駆動は走行状態に応じてエンジンによる駆動とモータによる駆動と両方の駆動源による駆動とのいずれかに切り換えられ、エンジンとモータとを効率の良い条件で使用することができる。この駆動方式の電気自動車においては、駆動トルクが要求される発進時にはモータを用いて車両を駆動し、車速が上昇するとエンジンによって車両を駆動し、登坂時などの高負荷時にはモータとエンジンとによって車両を駆動しており、エンジンの低負荷時には走行しながら発電することができる(たとえば、特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−285708号公報
【0006】
【特許文献2】
特開平9−226393号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のハイブリッド式の電気自動車にあっては、モータにより車両を駆動する際に、高車速域で要求される動力性能をモータ駆動により満足させるには、モータは所定の回転数を超えると駆動トルクが減少し始めるという特性を有しているので、出力の大きいモータを使用する必要がある。一方、エンジンにより車両を駆動する際に、エンジンからの動力を1段変速で車両を駆動するようにすると、車速によりエンジン回転数が決まってしまい、エンジンは回転数に正比例した出力しか出せないため、車両走行状態に応じて十分な出力を出すことができない。このため、登坂路走行などのように走行負荷の大きい状況のもとで低車速で走行する場合には、エンジン回転数が低いのでエンジン出力が出ずエンジンでの円滑な走行が難しくなる。
【0008】
本発明の目的は、モータを大型化することなく電気自動車の駆動装置の小型化を達成しつつ、エンジン駆動による走行時の走行性能を向上することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気自動車の駆動装置は、エンジンに駆動される発電機と、前記発電機からの電力を用いて駆動輪を駆動するモータとを備える電気自動車の駆動装置であって、前記エンジンのクランク軸に連結され、前記エンジンにより駆動されるエンジン側入力軸と、前記モータのモータロータに連結され、前記モータにより駆動されるモータ側入力軸と、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸とに連結され、前記駆動輪に動力を伝達する出力軸と、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とにより形成されるエンジン動力伝達経路に設けられ、前記エンジン動力伝達経路の回転数を複数段階に変化させる変速機とを有することを特徴とする。
【0010】
本発明の電気自動車の駆動装置は、前記変速機を低速段と高速段の少なくとも2段の変速段を有する有段変速機とすることを特徴とする。また、前記変速機を変速比が無段階に変化する無段変速機とすることを特徴とする。
【0011】
本発明の電気自動車の駆動装置は、エンジン動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを前記変速機に設けることを特徴とする。また、エンジン動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを、前記エンジン側入力軸または前記出力軸に前記変速機から分離させて設けることを特徴とする。さらに、エンジン動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とを連結する前記動力伝達部材と前記出力軸との間に設けることを特徴とする。
【0012】
本発明の電気自動車の駆動装置は、前記発電機の発電ロータを前記クランク軸に取り付け、前記発電ロータを前記クランク軸により直接的に駆動することを特徴とする。また、前記発電機の発電ロータを前記クランク軸に平行に配置し、前記発電ロータを発電用動力伝達部材を介して前記クランク軸により間接的に駆動することを特徴とする。
【0013】
本発明の電気自動車の駆動装置は、前記モータ側入力軸を前記エンジン側入力軸と前記出力軸とのいずれか一方に同軸上に配置し、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とを動力伝達部材により連結することを特徴とする。また、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸とを前記出力軸に対して平行に設け、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とを第1の動力伝達部材により連結するとともに、前記モータ側入力軸と前記出力軸とを第2の動力伝達部材により連結することを特徴とする。また、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸と前記出力軸とを相互に平行に配置し、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸とを前記出力軸に動力伝達部材により連結することを特徴とする。
【0014】
本発明の電気自動車の駆動装置は、車両の走行速度を検出する速度検出手段と、車両の走行速度が所定の車速を超えたときに、前記エンジン動力伝達経路を動力伝達状態に設定するクラッチ制御手段とを有することを特徴とする。
【0015】
本発明の電気自動車の駆動装置は、車両の走行負荷を検出する負荷検出手段と、車両の走行負荷が所定の負荷を超えたときに、前記エンジン動力伝達経路を動力伝達状態に設定するクラッチ制御手段とを有することを特徴とし、前記エンジン動力伝達経路が動力伝達状態のもとで、車両の走行負荷に基づいて前記変速機の変速比を変化させる変速制御手段とを有することを特徴とする。また、前記走行速度または前記走行負荷に基づいて前記モータの動力を制御するモータ制御手段を有することを特徴とする。
【0016】
本発明の電気自動車の動力伝達装置にあっては、エンジン動力伝達経路にこの経路の回転数を複数段階に変化させる変速機を設けたので、車両が低速高負荷で走行する場合には変速比を変化させることにより、エンジン出力を高めて車両を駆動することができる。エンジン動力伝達経路にエンジン動力を駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを設けたので、エンジン動力とモータ動力とを選択的に出力軸に伝達することができ、モータに要求される動力を抑えて、駆動装置を小型化することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態である電気自動車の駆動装置10の車両搭載位置を示す概略図である。図1に示すように、電気自動車つまりハイブリッド自動車11の前端部には駆動装置10が縦置きに搭載されており、駆動装置10の前方にはラジエータ12などの補機類が設けられている。駆動装置10の前端部にはエンジン13が設けられ、後端部にはモータ14が設けられており、このエンジン13とモータ14との間には動力伝達部15が設けられている。動力伝達部15から車幅方向に突出する前輪駆動軸16は前輪つまり駆動輪17に連結されており、この駆動装置10は前輪駆動のハイブリッド自動車11に適用される。
【0018】
図2は一実施の形態である駆動装置10を示すスケルトン図であり、図3は図2に示す駆動装置の断面図である。図2および図3に示すように、動力伝達部15は、エンジン13により駆動されるエンジン側入力軸18と、モータ14により駆動されるモータ側入力軸19と、これらの入力軸18,19に平行であって前輪つまり駆動輪17に連結されてこれに動力を伝達する出力軸20とを備えている。エンジン側入力軸18、モータ側入力軸19および出力軸20は、車両の進行方向に向けてギヤケース21内に回転自在に収容されている。このギヤケース21は複数のケース体により形成されており、複数のケース体をボルトにより締結することによってギヤケース21が組み立てられる。
【0019】
エンジン13のクランク軸22には環状の発電ロータ23が連結され、発電ロータ23を囲むように配置されるステータ24がギヤケース21に固定されており、ステータ24にはステータコイル24aが巻き付けられている。発電ロータ23とステータ24とによってジェネレータつまり発電機25が形成されている。発電ロータ23はクランク軸22によって直接的、つまり歯車やベルトなどの動力伝達部材を介することなく駆動されるため、動力伝達ロスを発生させることなく効率的な発電が可能となる。発電ロータ23の内側に形成される収容空間には、クランク軸22のエンジン動力をエンジン側入力軸18に振動を減衰して伝達するためのダンパ26が組み込まれており、エンジン13は発電ロータ23を駆動するとともにエンジン側入力軸18を駆動する。
【0020】
モータ14は、ギヤケース21に連結されたモータケース27内に組み込まれており、モータケース27に固定される筒状のステータ28と、ステータ28の内部に回転自在に組み込まれるモータロータ29とを備え、ステータ28にはステータコイル28aが巻き付けられている。モータ14はステータ28とモータロータ29とにより形成され、ステータコイル28aに電力を供給することによりモータロータ29が駆動される。また、モータケース27から突出するモータロータ29の先端には、モータ側入力軸19が連結されており、モータ14はモータ側入力軸19を駆動する。
【0021】
エンジン側入力軸18はダンパ26を介してクランク軸22に連結される第1の入力軸18aとこれに同軸状に配置される第2の入力軸18bとからなり、第2の入力軸18bにはエンジン側の駆動歯車30が設けられ、モータ側入力軸19にはモータ側の駆動歯車31が設けられている。これらの駆動歯車30,31に噛み合うように、出力軸20にはエンジン側の被駆動歯車32とモータ側の被駆動歯車33とが設けられている。エンジン側の駆動歯車30と被駆動歯車32からなる歯車列は第1の動力伝達部材を形成し、モータ側の駆動歯車31と被駆動歯車33とからなる歯車列は第2の動力伝達部材を形成している。
【0022】
出力軸20には終減速小歯車であるハイポイドピニオンギヤ34が設けられており、これに噛み合うように終減速大歯車であるハイポイドギヤ35がギヤケース21に回転自在に設けられている。ハイポイドギヤ35は図示しない差動機構つまりデファレンシャルギヤを備えており、エンジン側入力軸18およびモータ側入力軸19から出力軸20に伝達された動力は、ハイポイドギヤ35に入力された後にデファレンシャルギヤを介して左右の前輪駆動軸16に伝達される。
【0023】
このように、駆動装置10においては、第1と第2の入力軸18a,18bからなるエンジン側入力軸18とこれに歯車列を介して連結される出力軸20とによりエンジン動力を駆動輪17に伝達するエンジン動力伝達経路40aが形成され、モータ側入力軸19とこれに歯車列を介して連結される出力軸20とによりモータ動力伝達経路40bとが形成されており、いずれか一方または両方の動力伝達経路を介して動力が駆動輪17に伝達される。
【0024】
エンジン動力伝達経路40aを構成するエンジン側入力軸18には、第1の入力軸18aの回転数を第2の入力軸18bに変化させることによりエンジン動力伝達経路40aの回転数を2段階に変化させるために、変速機36が設けられており、変速機36はエンジン側入力軸18に平行となってギヤケース21に設けられる中間軸37を備えている。この中間軸37には第1の入力軸18aに固定された駆動歯車38と、第2の入力軸18bに回転自在に装着された被駆動歯車39とにそれぞれ噛み合う第1と第2の中間歯車41,42が回転自在に装着され、これらの中間歯車41,42は一体に回転する。
【0025】
第2の入力軸18bには切換ハブ43がスプライン結合されており、この切換ハブ43には切換スリーブ44が軸方向に摺動自在に噛み合っている。駆動歯車38には切換スリーブ44と噛み合うクラッチ歯車38aが設けられ、被駆動歯車39には切換スリーブ44と噛み合うクラッチ歯車39aが設けられており、切換スリーブ44は図示しない油圧アクチュエータによって自動的に軸方向に駆動されるようになっている。この切換スリーブ44によってドッグクラッチ式の切換機構が形成されているが、シンクロメッシュ式の切換機構を使用するようにしても良い。
【0026】
切換スリーブ44をクラッチ歯車38aを介して駆動歯車38に噛み合わせると、第1と第2の入力軸18a,18bは直結され、第2の入力軸18bの回転数はクランク軸22の回転数と同一となって出力軸20を介して駆動輪17にエンジン動力が伝達される。一方、切換スリーブ44をクラッチ歯車39aを介して被駆動歯車39に噛み合わせると、第1の入力軸18aは駆動歯車38、被駆動歯車39および中間歯車41,42からなる変速歯車列を介して第2の入力軸18bに連結され、第2の入力軸18bの回転数は第1の入力軸18aの回転数と相違した回転数となって出力軸20を介して駆動輪17にエンジン動力が伝達される。駆動歯車38は被駆動歯車39よりも小径であり、変速歯車列を介してエンジン動力を駆動輪17に伝達するときにはクランク軸22の回転は減速されることになる。したがって、第1と第2の入力軸18a,18bが直結状態となると変速機36は高速段の変速比となり、両方の入力軸18a,18bが歯車列を介して連結されると変速機36は低速段の変速比となる。
【0027】
切換スリーブ44は駆動歯車38と被駆動歯車39のいずれにも連結されない中立位置に移動するようになっており、この切換スリーブ44はエンジン動力を出力軸20に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチとして機能する。
【0028】
図4は他の実施の形態である駆動装置10を示すスケルトン図であり、この駆動装置10は変速機36の構造が前述した駆動装置と相違しているが、他の構造は同様となっている。図4に示す変速機36は遊星歯車式であり、第1の入力軸18aに回転自在に装着されたクラッチハブ45にはサンギヤ46が取り付けられ、第2の入力軸18bに固定されたクラッチハブ47にはリングギヤ48が取り付けられている。第1の入力軸18aに固定されたキャリア49にはサンギヤ46に噛み合うピニオンギヤ51aと、このピニオンギヤ51aおよびリングギヤ48に噛み合うピニオンギヤ51bとがそれぞれ回転自在に装着され、この遊星歯車はダブルピニオン式となっている。
【0029】
クラッチハブ45の外側にはクラッチドラム52が配置され、このクラッチドラム52はギヤケース21に固定されている。クラッチドラム52の径方向内方には軸方向に摺動自在に複数のクラッチプレート52aが装着され、クラッチプレート52aと接触するクラッチプレート45aが軸方向に摺動自在にクラッチハブ45の径方向外方に装着されており、これらのクラッチプレートによりクラッチ53aが形成されている。クラッチドラム52には環状の油圧ピストン54が装着され、油圧ピストン54とクラッチドラム52とによって油圧室55が形成されている。油圧室55内に作動油を供給すると、クラッチプレート45a,52aは相互に締結されてクラッチ53aは締結状態となり、サンギヤ46は固定状態となる。一方、クラッチプレート45a,52aの締結を解除してクラッチ53aを開放状態にするとサンギヤ46は回転可能になる。
【0030】
クラッチハブ47の外側にはクラッチドラム56が配置され、このクラッチドラム56はキャリア49に取り付けられている。クラッチドラム56の径方向内方には軸方向に摺動自在に複数のクラッチプレート56aが装着され、クラッチプレート56aと接触するクラッチプレート47aがクラッチハブ47の径方向外方に軸方向に摺動自在に装着されており、これらのクラッチプレートによりクラッチ53bが形成されている。クラッチドラム56には環状の油圧ピストン57が装着され、油圧ピストン57とクラッチドラム56とによって油圧室58が形成されている。油圧室58内に作動油を供給すると、クラッチプレート47a,56aは相互に締結されてクラッチ53bは締結状態となり、キャリア49とリングギヤ48は相互に締結される。一方、クラッチプレート47a,56aの締結を解除してクラッチ53bを開放状態にするとキャリア49とリングギヤ48は相対回転自在となる。
【0031】
図4に示す変速機36においては、クラッチ53aを開放状態としクラッチ53bを締結状態とすると、キャリア49とこれに締結されるクラッチハブ47を介して第1の入力軸18aと第2の入力軸18bは直結状態となる。これにより、第2の入力軸18bの回転数はクランク軸22の回転数と同一となって出力軸20を介して駆動輪17にエンジン動力が伝達される。一方、クラッチ53aを締結状態としクラッチ53bを開放状態とすると、第1の入力軸18aの回転はピニオンギヤ51a,51bおよびリングギヤ48を介して第2の入力軸18bに伝達される。これにより、第2の入力軸18bの回転数はクランク軸22の回転数よりも減速されて出力軸20に伝達されることになる。したがって、第1と第2の入力軸18a,18bが直結状態となると変速機36は高速段の変速比となり、クラッチ53aを締結すると、ピニオンギヤ51a,51bを介して第1の入力軸18aの回転が減速されて第2の入力軸18bに伝達され変速機36は低速段の変速比となる。
【0032】
さらに、2つのクラッチ53a,53bをともに開放状態とすると、第1の入力軸18aと第2の入力軸18bは遮断された状態となり、エンジン動力は出力軸20には伝達されなくなり、これらのクラッチ53a,53bはエンジン動力を出力軸20を介して駆動輪17に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチとして機能する。
【0033】
図5は他の実施の形態である駆動装置10を示すスケルトン図であり、この駆動装置10は変速機36の構造が前述した駆動装置10と相違するとともにエンジン側入力軸18は一体回転するシャフトにより形成されているが、他の構造は同様となっている。図5に示す変速機36はそれぞれ動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるクラッチが設けられた変速歯車列により形成されている。エンジン側入力軸18には第1の駆動歯車59aが回転自在に装着されるとともに第2の駆動歯車60aが固定されており、出力軸20には駆動歯車59aと常時噛み合って変速歯車列59を形成する被駆動歯車59bが固定されるとともに駆動歯車60aと常時噛み合って変速歯車列60を形成する被駆動歯車60bが回転自在に装着されている。
【0034】
エンジン側入力軸18には変速歯車列59を動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるためのクラッチ61aが設けられ、出力軸20には変速歯車列60を動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるためのクラッチ61bが設けられている。クラッチ61aはエンジン側入力軸18に固定されるクラッチドラム62と駆動歯車59aに固定されるクラッチハブ63とを有し、クラッチドラム62の径方向内方には軸方向に摺動自在に複数のクラッチプレート62aが装着され、クラッチプレート62aと接触するクラッチプレート63aが軸方向に摺動自在にクラッチハブ63の径方向外方に装着されている。クラッチドラム62には環状の油圧ピストン64が装着され、油圧ピストン64とクラッチドラム62とによって油圧室65が形成されている。油圧室65内に作動油を供給すると、クラッチプレート62a,63aは相互に密着しクラッチ61aが締結状態になる。これにより、駆動歯車59aはエンジン側入力軸18に締結されて変速歯車列59は動力伝達状態となる。
【0035】
クラッチ61bは出力軸20に固定されるクラッチドラム66と被駆動歯車60bに固定されるクラッチハブ67とを有し、クラッチ61aと同様にそれぞれクラッチプレート66a,67aが装着されるとともに、クラッチドラム66には環状の油圧ピストン68が装着され、油圧ピストン68とクラッチドラム66とによって形成される油圧室69内に作動油を供給すると、クラッチプレート66a,67aは相互に締結されてクラッチ61bは締結状態となる。これにより、駆動歯車60aは出力軸20に締結されて変速歯車列60は動力伝達状態となる。
【0036】
駆動歯車59aは駆動歯車60aよりも小径となっており、クラッチ61aが締結状態となって変速歯車列59が動力伝達状態となると、変速機36は低速段の変速比となり、クラッチ61bが締結状態となって変速歯車列60が動力伝達状態となると、変速機36は高速段の変速比となる。さらに、両方のクラッチ61a,61bを開放すると、出力軸20へのエンジン動力の伝達は遮断される。
【0037】
図2〜図5に示す変速機36はそれぞれ低速段と高速段の2段の変速段を有する有段変速機であるが、変速段数は2段に限られず、それ以上の変速段数を有する変速機としても良い。
【0038】
図6は前述した駆動装置10の作動を制御する制御回路を示すブロック図であり、メインコントローラ70にはアクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサ71、車両の走行速度を検出する車速検出手段としての車速センサ72、車両の走行負荷を検出する負荷検出手段としてスロットル開度センサ等からなる負荷センサ73、モータロータ29の回転数を検出するモータ回転数センサ74、およびクランク軸22の回転数を検出するエンジン回転数センサ75からの検出信号が送られるようになっている。メインコントローラ70からは、エンジン13の作動を制御するエンジンコントローラ76、モータ14の作動を制御するモータ制御手段としてのモータコントローラ77、発電機25の作動を制御する発電機コントローラ78、変速機36による変速段の切換を制御する変速制御手段としての変速機コントローラ79、および変速機36に組み込まれたクラッチの切換を制御するクラッチ制御手段としてのクラッチコントローラ80に対してそれぞれ制御信号が送られるようになっている。
【0039】
バッテリ81はモータコントローラ77と発電機コントローラ78とに接続されており、モータ14により車両を駆動する場合には、バッテリ81からの電力がモータ14のステータコイル28aに供給される。一方、バッテリ81への充電は発電機25を作動させることにより行われるが、制動時にはモータ14を発電機として機能させてモータ14によりバッテリ81に充電することもできる。
【0040】
図2に示す駆動装置10においては、切換スリーブ44を油圧アクチュエータにより駆動することによって変速段の切換と動力の遮断とを行うようにしているので、変速機コントローラ79からの信号により油圧アクチュエータの作動が制御されて切換スリーブ44が駆動される。一方、図4および図5に示す駆動装置においては、それぞれクラッチの油圧室に対して供給される油圧を制御することによって変速段の切換と動力の遮断とを行うようにしているので、クラッチコントローラ80からの信号により油圧室に対して供給される油圧が制御されることになる。動力伝達の遮断を変速機36に対して分離されたクラッチによりエンジン動力の伝達と遮断とを行い、変速機36により変速比の制御のみを行う場合には、変速機は変速機コントローラ79により制御され、クラッチはクラッチコントローラ80により制御されることになる。
【0041】
図7はエンジン動力を駆動輪に対して動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるためのクラッチを制御する切換制御手順を示すフローチャートであり、図8は変速機の変速段の切換制御手順を示すフローチャートである。それぞれの処理は所定時間毎、たとえば10msec毎に実行される。
【0042】
ステップS1では、車速センサ72によって検出される走行速度VSPと、メインコントローラ70のメモリに格納された判定しきい値VSPS1(たとえば、80km/h)とが比較され、判定しきい値VSPS1に走行速度VSPが達していないと判定されると、ステップS2において負荷の一例としてのスロットル開度THVを判定する。ステップS2においては、負荷センサ(スロットル開度センサ)73Iよって検出されるスロットル開度THVと、メモリに格納された判定しきい値THVS(たとえば、30度)とが比較され、判定しきい値THVSにスロットル開度THVが達していないと判定されると、ステップS3が実行される。ステップS3が実行されると、クラッチが開放されてエンジン動力の出力軸20への伝達が遮断されて、車両はモータ14により駆動されることになる。
【0043】
一方、ステップS1で車速が判定しきい値VSPS1よりも高速であると判定されたとき、あるいはステップS2においてスロットル開度が判定しきい値よりも大きく高負荷走行であると判定されたときには、ステップS4が実行されて、クラッチが締結状態となり、車両はエンジン動力により駆動されることになる。
【0044】
なお、本実施の形態では、スロットル開度により負荷状態を判断しているが、スロットル開度に代えて、負荷状態を判断するために、周知のように、アクセル開度、エンジンの吸入空気量、エンジンの燃料噴射弁における燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅、あるいは基本燃料噴射量を定める基本燃料噴射パルス幅、エンジン1行程当たりの吸入空気量、エンジン1回転当たりの吸入空気量等を適宜採用し得る。
【0045】
図8に示すステップS5においては、クラッチが締結されているか否か、つまりクラッチが締結されて車両がエンジン走行しているか、クラッチが開放されて車両がモータ走行しているか否かを判定する。エンジン走行であると判定されると、車速センサ72によって検出される走行速度VSPと、メモリに格納された判定しきい値VSPS2(たとえば、50km/h)とがステップS6で比較され、判定しきい値VSPS2に走行速度VSPが達していないと判定されると、変速機36はステップS7で低速段に切り換えられ、走行速度が判定しきい値VSPS2を超えているときには変速機36はステップS8で高速段に切り換えられる。
【0046】
図9は前述した駆動装置10の動力伝達経路を示すスケルトン図である。図9(A)は、車速が所定値VSPS1以下でありかつスロットル開度が所定値THVS以下の低速低負荷走行時における動力伝達経路を示す。このときには、変速機36に組み込まれたクラッチが動力切断状態に切り換えられ、モータ動力伝達経路40bを介してモータ動力が駆動輪17に伝達される。この状態での走行時には、エンジン13は効率の良い回転数で駆動することができ、エンジン13に駆動される発電機25によりバッテリ81が充電されるとともに、バッテリ81からモータ14に対して電力が供給される。
【0047】
図9(B)は、車速が所定車速以上の高速走行時または高負荷走行時における動力伝達経路を示す。このときには、変速機36に組み込まれたクラッチが動力伝達状態に切り換えられ、エンジン13を動力源としてエンジン動力伝達経路40aを介して駆動輪17が駆動される。この状態での走行時には、モータ14への電力供給が遮断されることによって、エンジン13のみを動力源とした走行が行われる。エンジンを動力源とし、スロットル開度が所定値以上となった高負荷走行時には、車速に応じて変速機36の変速段が低速段と高速段のいずれかに切り換えられる。これにより、たとえば、車速が40km/h程度の低車速で登坂路を走行する場合には、変速段を低速段に切り換えることによって、エンジン回転数を上昇させて大きなエンジン出力を駆動輪17に伝達してエンジン動力のみで走行することができ、車両の走行性能を向上させることができる。
【0048】
図9(C)は、エンジン13に加えてモータ14が駆動され、エンジン動力とモータ動力とが出力軸20に伝達されている状態を示す。急加速や登坂路走行などの大きな駆動トルクが必要となる走行状況では、エンジン動力伝達経路40aとモータ動力伝達経路40bとを介してエンジン動力とモータ動力とが駆動輪17に伝達される。このように、エンジン13が高負荷となる走行状況においては、駆動トルクを補助するモータ動力も出力軸20に伝達されるので、車両の動力性能を低下させることなく、エンジン13に要求される出力を低く設定することができ、エンジン13を小型化することができる。また、走行状況に応じて車両駆動のための動力源を適切に切り換えることができるので、駆動装置10のシステム全体におけるエネルギー効率を向上させることができる。
【0049】
なお、変速機36に組み込まれたクラッチの制御は、高速走行から低速走行に移行する際にも同様の制御が実行される。このとき、クラッチを動力切断状態に切り換える際の設定車速は、クラッチを動力伝達状態に切り換える際の設定車速よりも低く設定されており、設定車速付近で走行した際にモータ駆動とエンジン駆動とが頻繁に切りかわるハンチング現象の発生を防止することができる。
【0050】
図10は本発明の他の実施の形態における駆動装置10の一部を示す断面図である。図10に示すように、エンジン13に駆動される発電機25はクランク軸22に平行となって、エンジン13の上方に配置されている。エンジン13の前方にはクランク軸22に連結された駆動プーリ82が設けられており、駆動プーリ82の上方には発電ロータ23に固定された被駆動プーリ83が設けられている。駆動プーリ82と被駆動プーリ83との間には、発電用動力伝達部材つまり駆動ベルト84が掛け渡されており、エンジン13のクランク軸22は駆動ベルト84を介して間接的に発電機25を駆動する。
【0051】
この場合には、発電機25をギヤケース21の外部に配置することができ、ギヤケース21を長手方向に発電機25の寸法分を短縮することができ、駆動装置10の短縮化が図られ、さらなる搭載性の向上を図ることができる。発電用動力伝達部材としては、駆動ベルト84に代えて駆動チェーンを用いても良く、その場合には、駆動プーリ82に代えて駆動スプロケットがクランク軸22に装着され、被駆動プーリ83に代えて被駆動スプロケットが発電ロータ23に装着される。また、発電用動力伝達部材として、駆動歯車と被駆動歯車とを設けることにより発電機25を駆動しても良い。なお、図10には変速機が省略されており、その変速機としては、図2〜図5に示した変速機36のいずれをも適用することができる。
【0052】
図11(A)〜図11(F)はそれぞれ本発明の他の実施の形態である駆動装置10を示すスケルトン図である。図11(A)に示す駆動装置10においては、出力軸20にはモータ側入力軸19が同軸状となって連結されている。このようにモータ側入力軸19を出力軸20に直結すると、モータ側入力軸19と出力軸20とを連結するための図2に示したモータ側の駆動歯車31とモータ側の被駆動歯車33とを削減することができる。
【0053】
図11(B)に示す駆動装置においては、エンジン側入力軸18にはモータ側入力軸19が同軸状となって連結されている。このようにモータ側入力軸19をエンジン側入力軸18に直結すると、図2におけるモータ側の駆動歯車31およびモータ側の被駆動歯車33、またはエンジン側の駆動歯車30およびエンジン側の被駆動歯車32のいずれか一対を削減することができる。このように、歯車を削減することによって、駆動装置10のさらなる小型化を達成することができるとともに、駆動装置10の軽量化および低コスト化を図ることができる。
【0054】
図11(C)に示す駆動装置10においては、エンジン側入力軸18と出力軸20との間にこれらに平行にモータ側入力軸19が配置され、モータ側入力軸19に固定された駆動歯車31が、エンジン側入力軸18に設けられた駆動歯車30と、出力軸20に設けられた被駆動歯車32とに噛み合っている。このようにエンジン13とモータ14とを配置することによって、図2において出力軸20に取り付けられた被駆動歯車33を削減することができ、駆動装置10のさらなる小型化を達成することができる。また、エンジン側入力軸18とモータ側入力軸19とを配置する際の自由度を大きくすることができる。
【0055】
さらに図2の他の変形例として、エンジン側入力軸18の駆動歯車30と出力軸20の被駆動歯車32とを図2に示すように直接噛み合わせる一方、モータ側入力軸19の駆動歯車31をエンジン側入力軸18の駆動歯車30に直接噛み合わせるように、それぞれの入力軸18,19と出力軸20とを配置するようにしても良い。
【0056】
図11(D)に示す駆動装置10においては、エンジン側入力軸18の駆動歯車30に噛み合う被駆動歯車32と出力軸20との間に変速機36が組み込まれている。このように配置することにより動力伝達経路設計の自由度を高めることができる。図11(A)〜(D)に示される駆動装置においては、変速機36の中にクラッチが組み込まれており、変速機36はクラッチとしての機能を有しているが、クラッチを変速機36から分離して配置することもできる。
【0057】
図11(E)に示す駆動装置においては、変速機36がベルト式の無段変速機となっている。エンジン側入力軸18を構成する第1の入力軸18aと第2の入力軸18bとの間にはこれらを直結状態と切断状態とに切り換えるためのクラッチ85が変速機36とは分離して設けられており、第2の入力軸18bに設けられた溝幅可変のプライマリプーリ86と、出力軸20に設けられた溝幅可変のセカンダリプーリ87との間には金属ベルトや金属チェーンなどからなる動力伝達要素88が掛け渡されている。このように、変速機36として無段変速機を用いることもでき、変速機36に分離させてクラッチ85をエンジン側入力軸18に取り付けるようにしても良い。
【0058】
図11(F)に示す駆動装置10においては、エンジン側入力軸18に変速機36が設けられ、エンジン動力を駆動輪17に伝達する状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチ85が出力軸20に設けられている。
【0059】
図12は、図11(F)に示すように出力軸20に設けられるクラッチ85の具体例を示す断面図であり、図12に示すように、エンジン側の被駆動歯車32の側面には円筒状のクラッチハブ90が固定されており、クラッチハブ90の径方向外方に配置されるクラッチドラム91は出力軸20に固定されている。クラッチハブ90の径方向外方には、軸方向に摺動自在に複数のクラッチプレート90aが装着され、クラッチドラム91の径方向内方には、クラッチプレート90aに接触する複数のクラッチプレート91aが軸方向に摺動自在に装着されている。
【0060】
クラッチドラム91には軸方向に摺動自在に油圧ピストン92が装着されており、油圧ピストン92とクラッチドラム91とによって形成される油圧室93に作動油を供給することによって、それぞれのクラッチプレート90a,91aは互いに締結される。ギヤケース21にはオイルポンプ94が組み込まれており、オイルポンプ94のインナロータ95は出力軸20に取り付けられている。出力軸20にはオイルポンプ94から吐出される作動油を油圧室93に案内するための油路96が形成されており、油圧室93に供給される作動油の圧力は図示しない調圧バルブにより調圧されるようになっている。
【0061】
図13(A)は図11(F)に示されたクラッチ85の他の具体例を示す断面図であり、図13(B)は同図(A)のA−A線に沿う断面図である。このクラッチ85は電磁式2ウェイクラッチであり、エンジン側の被駆動歯車32に固定される外輪97と、出力軸20に固定される内輪98とを備えており、外輪97と内輪98との間には円筒状のローラ100が複数配置され、それぞれのローラ100は保持器99により保持されている。ローラ100に対面する外輪97の内周面が円筒形状となっているのに対して、内輪98の外周面は多角形となっており、外輪97の内周面と内輪98の外周面との間の間隔は円周方向の位置によって変化し、最も大きい間隔はローラ100の外形よりも大きくなるように設定されている。外輪97に固定されたドライブプレート101と、保持器99に固定されたドリブンプレート102とが対向しており、ドライブプレート101に対向して配置されたコイル103がギヤケース21に固定されている。
【0062】
コイル103の非通電時には、内輪98と保持器99との間に設けられるスイッチばね104により、内輪98とローラ100とが図13(B)に示されるように、ローラ100が内輪98と外輪97との両方には接触しない位置関係に保持される。したがって、コイル103の非通電時には、外輪97はローラ100を介して内輪98に食い込むことなく内輪98に対して回転自在となる。一方、コイル103の通電時には、ドリブンプレート102がドライブプレート101に吸引されるため、外輪97と保持器99は一体となって回転する。外輪97とともに保持器99が回転移動すると、ローラ100が内輪98の外周面つまりカム面と外輪97の内周面との間に噛み込まれ、外輪97は内輪98とともにいずれの方向にも一体に回転することになる。したがって、コイル103の通電時には動力伝達状態に切り換えられる一方、コイル103の非通電時には動力切断状態に切り換えられることになる。
【0063】
このような電磁式2ウェイクラッチは、コイル103の通電制御によって切り換えることができるため、エンジン動力の伝達径路を容易に切り換えることができる。また、内輪98、外輪97およびローラ100の潤滑については、ハイポイドギヤ35による潤滑油の跳ねかけで十分であるため、潤滑のためにオイルポンプを設ける必要がない。さらに、ギヤケース21内に収容される潤滑油の種類を増やす必要がないため、駆動装置10を簡易な構造にすることができる。また、動力切断状態における引きずりトルクを低く抑えることができる。なお、クラッチ85としては、図13に示す電磁式2ウェイクラッチに代えて電磁クラッチを用いるようにしても良い。なお、前述したそれぞれの実施の形態においては、共通の機能を有する部材には同一の符号が付されている。
【0064】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示する駆動装置10は前輪駆動車に適用されるが、出力軸20を介して後輪に動力を伝達することにより後輪駆動車に適用することができ、動力分配装置を介して出力軸20の動力を後輪に伝達することにより4輪駆動車に適用することができる。また、図示する駆動装置10は車両に縦置きに配置されるが、車両の幅方向に向けて横置きに配置するようにしても良い。
【0065】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン動力伝達経路に変速機を設けたので、車両が低速高負荷で走行する場合には変速比を変化させることにより、エンジン出力を高めて車両を駆動することができ、エンジン駆動時における走行性能を向上させることができる。エンジン動力伝達経路にエンジン動力を駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを設けたので、エンジン動力とモータ動力とを選択的に出力軸に伝達することができ、モータに要求される動力を抑えて、駆動装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である電気自動車の駆動装置の車両搭載位置を示す概略図である。
【図2】一実施の形態である駆動装置を示すスケルトン図である。
【図3】図2に示す駆動装置の断面図である。
【図4】他の実施の形態である駆動装置を示すスケルトン図である。
【図5】他の実施の形態である駆動装置を示すスケルトン図である。
【図6】駆動装置の作動を制御する制御回路を示すブロック図である。
【図7】エンジン動力を駆動輪に対して動力伝達状態と動力遮断状態とに切り換えるためのクラッチを制御する切換制御手順を示すフローチャートである。
【図8】変速機の変速段の切換制御手順を示すフローチャートである。
【図9】(A)〜(C)は各走行状況における動力の伝達経路を示すスケルトン図である。
【図10】本発明の他の実施の形態である駆動装置の一部を示す断面図である。
【図11】(A)〜(F)はそれぞれ本発明の他の実施の形態である駆動装置を示すスケルトン図である。
【図12】湿式多板クラッチが組み込まれた駆動装置の一部を示す断面図である。
【図13】(A)は電磁式2ウェイクラッチが組み込まれた駆動装置の一部を示す断面図であり、(B)は同図(A)のA−A線に沿う断面図である。
【符号の説明】
10 駆動装置
11 ハイブリッド自動車(電気自動車)
13 エンジン
14 モータ
16 前輪駆動軸
17 駆動輪(前輪)
18 エンジン側入力軸
19 モータ側入力軸
20 出力軸
22 クランク軸
23 発電ロータ
25 発電機
29 モータロータ
30 エンジン側の駆動歯車(動力伝達部材)
31 モータ側の駆動歯車(動力伝達部材)
32 エンジン側の被駆動歯車(動力伝達部材)
33 モータ側の被駆動歯車(動力伝達部材)
36 変速機
40a エンジン動力伝達経路
40b モータ動力伝達経路
44 切換スリーブ
53a,53b クラッチ
61a,61b クラッチ
77 モータコントローラ(モータ制御手段)
79 変速機コントローラ(変速制御手段)
80 クラッチコントローラ(クラッチ制御手段)
85 クラッチ
Claims (15)
- エンジンに駆動される発電機と、前記発電機からの電力を用いて駆動輪を駆動するモータとを備える電気自動車の駆動装置であって、
前記エンジンのクランク軸に連結され、前記エンジンにより駆動されるエンジン側入力軸と、
前記モータのモータロータに連結され、前記モータにより駆動されるモータ側入力軸と、
前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸とに連結され、前記駆動輪に動力を伝達する出力軸と、
前記エンジン側入力軸と前記出力軸とにより形成されるエンジン動力伝達経路に設けられ、前記エンジン動力伝達経路の回転数を複数段階に変化させる変速機とを有することを特徴とする電気自動車の駆動装置。 - 請求項1記載の電気自動車の駆動装置において、前記変速機を低速段と高速段の少なくとも2段の変速段を有する有段変速機とすることを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1記載の電気自動車の駆動装置において、前記変速機を変速比が無段階に変化する無段変速機とすることを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、エンジン動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを前記変速機に設けることを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、エンジン動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを、前記エンジン側入力軸または前記出力軸に前記変速機から分離させて設けることを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、エンジン動力を前記駆動輪に伝達する動力伝達状態と伝達しない動力遮断状態とに切り換えるクラッチを、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とを連結する前記動力伝達部材と前記出力軸との間に設けることを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、前記発電機の発電ロータを前記クランク軸に取り付け、前記発電ロータを前記クランク軸により直接的に駆動することを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、前記発電機の発電ロータを前記クランク軸に平行に配置し、前記発電ロータを発電用動力伝達部材を介して前記クランク軸により間接的に駆動することを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、前記モータ側入力軸を前記エンジン側入力軸と前記出力軸とのいずれか一方に同軸上に配置し、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とを動力伝達部材により連結することを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸とを前記出力軸に対して平行に設け、前記エンジン側入力軸と前記出力軸とを第1の動力伝達部材により連結するとともに、前記モータ側入力軸と前記出力軸とを第2の動力伝達部材により連結することを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸と前記出力軸とを相互に平行に配置し、前記エンジン側入力軸と前記モータ側入力軸とを前記出力軸に動力伝達部材により連結することを特徴とする電気自動車の駆動装置。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、
車両の走行速度を検出する速度検出手段と、
車両の走行速度が所定の車速を超えたときに、前記エンジン動力伝達経路を動力伝達状態に設定するクラッチ制御手段とを有することを特徴とする電気自動車の駆動装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、
車両の走行負荷を検出する負荷検出手段と、
車両の走行負荷が所定の負荷を超えたときに、前記エンジン動力伝達経路を動力伝達状態に設定するクラッチ制御手段とを有することを特徴とする電気自動車の駆動装置。 - 請求項13記載の電気自動車の駆動装置において、
前記エンジン動力伝達経路が動力伝達状態のもとで、車両の走行負荷に基づいて前記変速機の変速比を変化させる変速制御手段とを有することを特徴とする電気自動車の駆動装置。 - 請求項11〜14のいずれか1項に記載の電気自動車の駆動装置において、前記走行速度または前記走行負荷に基づいて前記モータの動力を制御するモータ制御手段を有することを特徴とする電気自動車の駆動装置。
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