JP3336951B2 - 自動車の動力伝達装置 - Google Patents

自動車の動力伝達装置

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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（以下、
エンジン）、電気動力装置（以下、モータ）及び動力伝
達装置から成るパワートレイン系の構造に関し、特にパ
ワートレイン系の伝達効率向上を図る動力伝達装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】パワートレイン系の伝達効率向上を図る
動力伝達装置を用いた公知例として特開平8−98322号公
報に記載されたものがある。
【０００３】この公報には、増速機を介してエンジンと
発電機が連結され、かつ発電機出力軸からのトルクがク
ラッチを介してモータに伝達されるパワートレイン構造
が記載されている。前記パワートレイン構造では、前記
発電機とモータにより出力軸の高精度な回転数合わせが
可能となるため、前記クラッチの締結・解放によるシリ
ーズモード・パラレルモード（シリーズモード：エンジ
ンで発電したエネルギーを用いモータのみで走行、パラ
レルモード：エンジン及びモータで走行）切り換え時の
トルク変動が抑制できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記システムでは、運
転者が要求する加減速感を満足させつつ、エンジン及び
モータを高効率域で運転するようにエンジン，モータ及
び発電機を総合制御する必要がある。そのため、エンジ
ンと発電機が連結され、かつ発電機出力軸からのトルク
がクラッチを介してモータに伝達される構成となってい
る。
【０００５】この構成では、前記クラッチが締結した状
態で車両を加速しようとした場合（前記パラレルモー
ド）、発電機回転部のイナーシャトルクが発生し、前記
イナーシャトルク分のトルクをエンジンあるいはモータ
で補正する必要がある。よって、前記イナーシャトルク
分の燃費増大が避けられない。
【０００６】上記に鑑み本発明は、前記パラレルモード
運転で、かつバッテリーの充電が不必要の場合、前記イ
ナーシャトルクの発生を抑制し車両の燃費低減を図るこ
とを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、エンジン
と、前記エンジンの出力により駆動される発電機と、前
記発電機の発電出力により充電されるバッテリーと、前
記バッテリーの放電出力により駆動されるモータを備え
た自動車の動力伝達装置において、前記エンジンの出力
軸と前記発電機の出力軸との間にクラッチ機構を設ける
ことにより解決される。
【０００８】好ましくは、前記クラッチ機構は、締結あ
るいは解放している際、締結，解放のためのエネルギー
を必要としない装置である。
【０００９】好ましくは、前記クラッチ機構のクラッチ
がドッグクラッチである。
【００１０】好ましくは、前記ドッグクラッチの駆動に
リニア・アクチュエータ（例：モータ、歯車及びラッ
ク）を用いたクラッチ機構である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。
【００１２】図１は本発明の一実施形態に係るハイブリ
ッド自動車システムの構成である。図１に示されている
システムは、エンジン１の出力軸２には、噛み合い歯車
３を有する低速用エンジン側歯車４，噛み合い歯車５を
有する高速用エンジン側歯車６，前記低速用エンジン側
歯車４及び高速用エンジン側歯車６と前記出力軸２を直
結するハブ７及びスリーブ８が設けられている。前記低
速用エンジン側歯車４及び高速用エンジン側歯車６が前
記出力軸２の軸方向に移動しないようストッパー（図示
しない）が設けられている。前記ハブ７の内側には、前
記出力軸２の複数の溝９と噛み合う溝（図示しない）が
設けてあり、前記ハブ７は前記出力軸２の軸方向には移
動可能になっているが、前記出力軸２の回転方向への移
動は制限される。よって、前記エンジン１から出力され
るトルクは、前記ハブ及びスリーブに伝達される。前記
エンジン１からのトルクを前記低速用エンジン側歯車４
及び高速用エンジン側歯車６へ伝達するためには、前記
スリーブ８を前記出力軸２の軸方向に移動させ、前記噛
み合い歯車３あるいは５と前記ハブ７とを直結する必要
がある。前記噛み合い歯車３及び５と前記ハブ７には、
同一の溝が設けてあり、前記スリーブ８の内側には前記
ハブ７に噛み合う溝（図示しない）が設けてある。前記
スリーブ８の移動には、ラック１１，ラック１１と噛み
合う小歯車１２及びステッピングモータ（１）１３から
成るリニアアクチュエータが用いられる。また、前記ス
リーブ８の外周部を前記出力軸２の回転方向にはフリー
になっており、前記スリーブ８の回転に対して回転しな
いレバー１４が設けられている。前記ハブ７，前記スリ
ーブ８，前記噛み合い歯車３，前記噛み合い歯車５から
成るクラッチ機構をドッグクラッチと称している。この
機構は、前記エンジン１などの動力源からのエネルギー
を高効率でタイヤ１０に伝達することが可能になり燃費
低減が図れる。また、前記ステッピングモータ（１）１
３は、予め設定されたステップ数により回転角度が認識
できるため、前記ラック１１の移動位置が判断できる。
よって、現在、前記低速用エンジン側歯車４が使われて
いるか高速用エンジン側歯車６なのか、あるいは中立位
置なのかの判断が可能になる。前記ステッピングモータ
の代わりに前記ラックの位置を検出するセンサと直流モ
ータの組み合わせでも上記判断が可能である。
【００１３】上記のクラッチ機構及びリニアアクチュエ
ータは、前記エンジン１の出力軸２と発電機１５の出力
軸１６との直結のためにも適用される。前記出力軸２に
は、前記出力軸２と一体になって回転する、噛み合い歯
車１７を有する前記エンジン１の回転数Ｎｅ検出用歯車
１８が設けられている。また、前記出力軸１６には、前
記出力軸１６と一体になって回転し、かつ前記出力軸１
６の軸方向に溝１９に沿って移動可能なハブ２０と噛み
合い歯車２１を有する前記発電機１５の回転数Ｎｇ検出
用歯車２２が設けられている。前記ハブ２０の外周には
スリーブ２３が設けられている。さらに、前記出力軸２
及び前記出力軸１６の間には、スラストベアリング２４
が設けられており、前記２つの出力軸の接触による摩擦
抵抗を低減し、かつ軸の芯づれを防止している。リニア
アクチュエータ部は、レバー２５，ラック２６，小歯車
２７及びステッピングモータ（２）２８から構成され
る。車両（図示しない）駆動用のモータ２９の出力軸３
０には、前記低速用エンジン側歯車４及び前記高速用エ
ンジン側歯車６と噛み合う低速用モータ側歯車３１及び
高速用モータ側歯車３２が設けられている。前記低速用
モータ側歯車３１は、前記モータ２９の回転数Ｎｍ検出
用としても用いられる。また、前記出力軸３０には、最
終減速歯車３３が設けられ、前記モータ２９のみでの走
行が可能になっている。
【００１４】前記エンジン１では、吸気管３４に設けら
れた電子制御スロットル３５（スロットルバルブ３６，
駆動モータ３７，スロットルセンサ３８から成る）によ
り吸入空気量が制御され、前記空気量に見合う燃料量が
燃料噴射装置３９から噴射される。また、前記空気量及
び燃料量から決定される空燃比，エンジン回転数などの
信号から点火時期が決定され、点火装置４０により点火
される。前記燃料噴射装置３９には、燃料が吸気ポート
に噴射される吸気ポート噴射方式あるいはシリンダ内に
直接噴射される筒内噴射方式があるが、エンジンに要求
される運転域（エンジントルク，エンジン回転数で決定
される領域）を比較して燃費が低減でき、かつ排気性能
が良い方式のエンジンを選択することが望ましい。
【００１５】次に、前記エンジン１，前記発電機１５及
び前記モータ２９の制御装置について図２の制御ブロッ
ク図、図３の目標駆動軸トルク特性及び図４の変速指令
特性を用いて説明する。まず、図１のパワートレイン制
御ユニット４１には、アクセルペダル踏み込み量α，ブ
レーキ踏力β，シフトレバー位置Ｉｉ，バッテリー容量
Ｖｂ，モータ回転検出器４２から検出された回転前記モ
ータ２９回転数Ｎｍ，エンジン回転検出器４３から検出
されたエンジン回転数Ｎｅ及び発電機回転検出器４４か
ら検出された発電機回転数Ｎｇが入力される。そして、
前記パワートレイン制御ユニット４１では前記エンジン
１のトルクが演算され、通信手段であるＬＡＮによりエ
ンジン制御ユニット４５に送信される。前記エンジン制
御ユニット４５内では、前記エンジントルクを達成する
スロットルバルブ開度、燃料量及び点火時期が演算さ
れ、それぞれのアクチュエータが制御される。また、前
記パワートレイン制御ユニット４１では、前記モータ２
９及び前記発電機１５のトルク、前記ステッピングモー
タ（１）１３及び前記ステッピングモータ（２）２８の
ステップ数が演算され、それぞれＬＡＮによりモータ制
御ユニット４６に送信され各アクチュエータが制御され
る。前記モータ制御ユニット４６は前記発電機１５から
得られた電力をバッテリー４７に充電したり、前記モー
タ２９などを駆動するため前記バッテリー４７から電力
を供給したりする。図２において、前記パワートレイン
制御ユニット４１では、まず、処理４８で、前記モータ
回転数Ｎｍから車速Ｖｓｐが関数ｆにより演算される。
次に、処理４９では、前記車速Ｖｓｐ，アクセルペダル
踏み込み量α，ブレーキ踏力β，シフトレバー位置Ｉｉ
から運転者が意図する目標の駆動軸トルクＴｔａｒが演
算される。そして、処理５０で前記目標駆動軸トルクＴ
ｔａｒと前記車速Ｖｓｐから変速指令Ｓｓが演算され、
前記低速用歯車３か高速用歯車６かが選択される。最後
に、処理５１で前記目標駆動軸トルクＴｔａｒ，前記車
速Ｖｓｐ，バッテリー容量Ｖｂ，エンジン回転数Ｎｅ及
び発電機回転数Ｎｇから各アクチュエータのトルク（エ
ンジントルクＴｅ，モータトルクＴｍ，発電機トルクＴ
ｇ，ステッピングモータ（１）のステップ数Ｓｎ１，ス
テッピングモータ（２）のステップ数Ｓｎ２が演算され
出力される。
【００１６】図３において、横軸は前記車速Ｖｓｐ，縦
軸は前記目標駆動軸トルクＴｔａｒである。前記２つの
軸の交点より上側が前記駆動軸トルクが正，下側が負を
表わす。また、前記交点より右側が前進，左側が後退を
表わす。実線が前記アクセルペダル踏み込み量α（％表
示）、斜線がブレーキ踏力βである。前記アクセルペダ
ル踏み込み量αの％が大きいほど運転者は大きな加速感
を要求するため前記目標駆動軸トルクＴｔａｒが大きく
なる。ここで、後退の場合は、前進走行ほど車速を上昇
させる必要がないため、前記目標駆動軸トルクＴｔａｒ
が小さくなっている。前記ブレーキ踏力βは図３の下に
行くほど大きな値を示し、運転者が大きな減速度を要求
していることを示している。また、前記アクセルペダル
踏み込み量αが０％の低車速では、トルクコンバータ使
用時のストールトルク発生を模擬するように前記目標駆
動軸トルクを正にし前記モータ２９のトルクを発生す
る。次に、前記エンジン１と前記モータ２９の適用運転
域について説明する。網掛け領域がモータ駆動域、斜線
領域がエンジン駆動域である。通常、前記エンジン１及
び前記モータ２の小型・軽量化及び高効率運転による燃
費低減の点で前記前進，後退時の前記目標駆動軸トルク
Ｔｔａｒが小さい領域では、前記モータ１のみの駆動す
る必要がある。また、前記目標駆動軸トルクＴｔａｒが
負の場合は、前記モータ１による回生運転を実行し、運
転者が要求する減速度とエネルギー回収による燃費低減
を両立させる。
【００１７】図４では、前記エンジン１と前記モータ２
９の運転域をさらに高効率とするための、前記ドッグク
ラッチを用いた変速機構の変速指令Ｓｓ特性を示してい
る。図４において、前記変速指令Ｓｓは、前記車速Ｖｓ
ｐ及び前記目標駆動軸トルクＴｔａｒにより決定され
る。前記変速指令Ｓｓは予め実験、あるいはシミュレー
ションにより全運転域の中で前記エンジン１と前記モー
タ２９が最高効率になる値が求められ、前記パワートレ
イン制御ユニット４１内の記憶手段(図示しない)に記憶
されている。
【００１８】図５から図１０の図面を用いて、図１に示
したシステム構成の動作原理を説明する。図５はシリー
ズモードのシステム構成、図６は低速時パラレルモード
のシステム構成、図７は高速時パラレルモードのシステ
ム構成、図８はシリーズモード運転時のタイムチャー
ト、図９はパラレルでモード運転時のタイムチャート、
図１０は変速機構切り換え時のタイムチャートである。
【００１９】図５において、シリーズモードとは、前記
エンジン１で前記発電機１５を駆動し、前記バッテリー
４７に充電された電力により前記モータ２９を駆動して
走行する運転である。この場合、前記ステッピングモー
タ（１）１３を右回転させ、前記ラック１１を左に移動
させ前記スリーブ８を中立位置に設定する。また、前記
ステッピングモータ（２）２８を左回転させ、前記ラッ
ク２６を右に移動させ前記スリーブ２３を前記発電機１
５の出力軸１６に取り付けられた前記噛み合い歯車２１
に設定する。これにより、前記エンジン１は前記発電機
１５のみを駆動し前記バッテリー４７への充電が可能に
なる。また、前記発電機１５はモータとしても運転可能
になっており、前記エンジン１が前記発電機１５により
始動される。次に、図５に示したシステムの走行の一例
を図８を用いて説明する。図８は横軸時間に対し、縦軸
は前記シフトレバー位置Ｉｉ，アクセルペダル踏み込み
量α，ブレーキ踏力β，モータトルクＴｍ，車速Ｖｓ
ｐ，バッテリー容量Ｖｂ，エンジン回転数Ｎｅ，ステッ
ピングモータ（１）ステップ数Ｓｎ１，ステッピングモ
ータ（２）ステップ数Ｓｎ２，発電機回転数Ｎｇが示さ
れている。走行条件は、車両停止状態から発進し、走行
中前記アクセルペダル踏み込み量αを変化した場合であ
る。前記シフトレバー位置がＮ（ニュートラル）の状態
で、運転者がブレーキを踏んでいるため車両が停止して
いる。また、バッテリー容量も充電不要の状態である。
ここで、前記バッテリー容量が７５％を超えると効率が
低下し、かつ５０％以下では電圧降下が大きくなり放電
パワーが低下するため、前記バッテリー４７の充電は図
８に示した網掛け部分で実行することが望ましい。前記
シフトレバー位置がＮ（ニュートラル）からＤ（ドライ
ブ：前進）へ移動された（ａ点）後は、前記アクセルペ
ダル踏み込み量αに応じてモータトルクＴｍが決定され
る。Ｎ−Ｄ変速（ａ点）直後は、前記アクセルペダル踏
み込み量αが０％で低車速のため、前記ストールトルク
により前記モータトルクＴｍが正になり車両が走行し始
める。その後、前記モータ２９の使用により前記バッテ
リー容量Ｖｂが減少する。そこで、前記バッテリー容量
Ｖｂが５０％を下回った時点（ｂ点）で前記発電機１５
をモータとして使用し前記エンジン１を始動する。その
後、前記発電機１５を発電機として使用し前記エンジン
１のトルクにより充電を実行する。運転者が前記アクセ
ルペダル踏み込み量αを０％（ｃ点）にし、ブレーキを
踏み込んだ場合（ｄ点）は、前記モータ２９により回生
を実行し前記バッテリーに充電する。
【００２０】図６において、パラレルモードとは、前記
エンジン１で前記発電機１５を駆動し、前記バッテリー
４７に充電された電力により前記モータ２９を駆動して
走行すると同時に前記エンジン１のトルクの車両駆動用
に適用する運転である。この場合、前記ステッピングモ
ータ（１）１３を右回転させ、前記ラック１１を左に移
動させ前記スリーブ８を前記低速用エンジン側歯車４に
設けられた前記噛み合い歯車３に設定する。また、前記
ステッピングモータ（２）２８を右回転させ、前記ラッ
ク２６を左に移動させ前記スリーブ２３を前記エンジン
１の出力軸２に取り付けられた前記噛み合い歯車１７に
設定する。これにより、前記エンジン１のトルクは低速
用エンジン側歯車４，前記低速用モータ側歯車３１を介
してタイヤ１０に伝達される。次に、図６に示したシス
テムの走行の一例を図９を用いて説明する。図９は横軸
時間に対し、縦軸は前記シフトレバー位置Ｉｉ，アクセ
ルペダル踏み込み量α，ブレーキ踏力β，モータトルク
Ｔｍ，エンジントルクＴｅ，駆動軸トルクＴｏ，車速Ｖ
ｓｐ，エンジン回転数Ｎｅ，ステッピングモータ（１）
ステップ数Ｓｎ１，ステッピングモータ（２）ステップ
数Ｓｎ２，発電機回転数Ｎｇが示されている。走行条件
は、車速一定走行中、前記アクセルペダル踏み込み量α
を変化した場合である。前記アクセルペダル踏み込み量
αを大きく踏み込み（ｅ点）、前記目標駆動軸トルクＴ
ｔａｒが増大する。よって、前記モータトルクＴｍの増
加に加えて、前記エンジントルクＴｅを出力する必要が
ある。この時、前記エンジン１と前記発電機１５が一体
となっているため、前記発電機１５により前記エンジン
１の出力軸２を前記低速用エンジン側歯車４の回転数
（前記モータ２９の回転数）に合わせ、ｆてんで前記ス
テッピングモータ（２）を正側（右回転：ラック１１左
へ移行）に回転させ、前記スリーブ８を前記低速用エン
ジン側歯車４の噛み合い歯車３に噛み合わせる。これに
より、スムースな前記エンジントルクＴｅの追加による
パラレルモードが可能になる。また、前記アクセルペダ
ル踏み込み量α低下時（ｇ点）は、前記エンジントルク
Ｔｅのみをゼロにし、前記モータトルクＴｍのみで走行
する。この時は、減速時ショック低減の点から前記スリ
ーブ８移動による変速を実施しない。
【００２１】図７の場合は、高速時のパラレルモードで
ある。ここでは、前記ステッピングモータ（１）１３を
左回転させ、前記ラック１１を右に移動させ前記スリー
ブ８を前記高速用エンジン側歯車６に設けられた前記噛
み合い歯車５に設定する。また、前記ステッピングモー
タ（２）２８を左回転させ、前記ラック２６を右に移動
させ前記スリーブ２３を前記エンジン１の出力軸２から
切り離す。これにより、前記エンジン１のトルクは前記
高速用エンジン側歯車６，前記高速用モータ側歯車３２
を介してタイヤ１０に伝達される。また、加速時は、前
記発電機１５が前記出力軸２と切り離されており、前記
発電機イナーシャトルク分が低減できるため、前記エン
ジン１のトルクを増加する必要がなくなり加速時の燃費
低減が図れる。次に、図７に示したシステムの走行の一
例を図１０を用いて説明する。図１０は横軸時間に対
し、縦軸は前記変速指令Ｓｓ，アクセルペダル踏み込み
量α，ブレーキ踏力β，モータトルクＴｍ，エンジント
ルクＴｅ，発電機トルクＴｇ，駆動軸トルクＴｏ，車速
Ｖｓｐ，エンジン回転数Ｎｅ，ステッピングモータ
（１）ステップ数Ｓｎ１，ステッピングモータ（２）ス
テップ数Ｓｎ２が示されている。走行条件は、前記アク
セルペダル踏み込み量α一定走行中、前記変速指令Ｓｓ
が変化した場合である。前記変速指令Ｓｓが変化（ｈ
点）した後、前記スリーブ８の移動により変速させるた
め、一時的に前記エンジントルクＴｅ及び前記発電機ト
ルクＴｇを増加させ、ステッピングモータ（１）のステ
ップ数Ｓｎ１を負に設定し、前記高速用エンジン側歯車
６への変速を実行する。これは、前記スリーブ８へトル
クが生じている場合、前記スリーブ８の移動が困難なた
めである。上記変速時は、前記エンジン１からのトルク
が低下するため、前記モータ２９のトルクＴｍを燃費を
無視して増加させ、前記トルク低下を防止している。こ
の前記モータトルクＴｍの増加頻度は変速中のみであ
り、燃費増大にはつながらない。
【００２２】図１１はアクチュエータ故障時のタイムチ
ャートある。図１１は横軸時間に対し、縦軸はフェール
セイフフラグＦｆ、前記変速指令Ｓｓ，アクセルペダル
踏み込み量α，ブレーキ踏力β，モータトルクＴｍ，エ
ンジントルクＴｅ，発電機トルクＴｇ，駆動軸トルクＴ
ｏ，車速Ｖｓｐ，ステッピングモータ（１）ステップ数
Ｓｎ１，ステッピングモータ（２）ステップ数Ｓｎ２が
示されている。フェールの条件は、前記ステッピングモ
ータ（１）が動作しなくなり、前記低速用エンジン側歯
車４が固定になった場合である。前記パワートレイン制
御ユニット４１で前記フェールを判断した場合（ｊ
点）、危険回避のためにも前記モータ２９及び前記発電
機１５による走行を実行すべきであり、前記エンジン１
からの入力を遮断する。よって、前記エンジントルクＴ
ｅをｊ点からｋ点まで滑らかにゼロにしショックを低減
し、かつ前記ステッピングモータ（２）のステップ数Ｓ
ｎ２をゼロに戻して前記発電機１５をモータとして使用
するように設定する。また、斜線のように、フェールの
条件が、前記ステッピングモータ（２）が前記発電機１
５の出力軸１６に固定になった場合は、やはり前記エン
ジントルクＴｅをｊ点からｋ点まで滑らかにゼロにしシ
ョックを低減し、かつ前記ステッピングモータ（１）の
ステップ数Ｓｎ２をゼロに戻して前記変速位置を中立点
に設定する必要がある。これにより、前記モータ２９の
みの走行となり、運転者に不快感を与えるようなショッ
クの抑制と危険回避が可能になる。
【００２３】図１２はワブルモータをリニアアクチュエ
ータに適用した例である。以上述べてきたようなシステ
ムの場合、変速の頻度が少ないため、変速以外の運転で
前記ドッグクラッチ固定のエネルギーがない方が電力消
費量が低減でき、より燃費低減が図れる。そこで、図１
２に示すリニアアクチュエータを適用した。前記スリー
ブ８に前記スリーブ８移動のためのレバー５２が設けら
れている。前記レバー５２には、ボール５３を支える部
材５４が取り付けられており、前記ボールは、ねじ５６
の回転を前記レバー５２に伝達しない構成になってい
る。前記ねじ５６は、ステータ５５に供給された電力に
より回転し、直線運動を行う。この前記ねじ５６の直線
により、前記レバー５２及びスリーブ８が移動し、前記
変速などが実行される。このリニアアクチュエータは、
前記スリーブ８からの反力に対し、前記ねじ５６とステ
ータ５５のねじ部が噛み合っているため移動せず、前記
スリーブ８固定時のエネルギー（電力）が不必要にな
る。この前記ねじ５６と前記ステータ５５からなるモー
タをワブルモータと称する。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、エンジンと、前記エン
ジンの出力により駆動される発電機と、前記発電機の発
電出力により充電されるバッテリーと、前記バッテリー
の放電出力により駆動されるモータを備えた自動車の動
力伝達装置において、前記エンジンの出力軸と前記発電
機の出力軸との間にクラッチ機構を設けることにより、
前記発電機のイナーシャトルク発生を抑制することがで
きる。
【００２５】よって、エンジンあるいはモータによる前
記イナーシャトルクの補正が不必要となるため、車両加
速時の大幅な燃費低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド自動車
システムの構成図を示す。
【図２】図１の制御ブロック図を示す。
【図３】図１の目標駆動軸トルク特性を示す。
【図４】図１の変速指令特性を示す。
【図５】図１のシリーズモードでのシステム構成図を示
す。
【図６】図１の低速時パラレルモードでのシステム構成
図を示す。
【図７】図１の高速時パラレルモードでのシステム構成
図を示す。
【図８】図１のシリーズモード運転時のタイムチャート
を示す。
【図９】図１のパラレルでモード運転時のタイムチャー
トを示す。
【図１０】図１の変速機構切り換え時のタイムチャート
を示す。
【図１１】図１のアクチュエータ故障時のタイムチャー
トを示す。
【図１２】図１のリニアアクチュエータに適用されるワ
ブルモータの１例を示す。
【符号の説明】
１…エンジン、３，５…噛み合い歯車、４…低速用エン
ジン側歯車、６…高速用エンジン側歯車、７…ハブ、８
…スリーブ、１１…ラック、１２…小歯車、１３…ステ
ッピングモータ、１５…発電機、２９…モータ、４１…
パワートレイン制御ユニット、４５…エンジン制御ユニ
ット、４６…モータ制御ユニット、４７…バッテリー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門向 裕三 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−127221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−2510（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−98322（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−168105（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−327504（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−309003（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−19131（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−105532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−80923（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−152324（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 17/04 B60K 6/02 - 6/06 B60L 11/02 - 11/14

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の回転力と電動機の回転力を合成
    または切り換えて駆動輪を駆動し、前記内燃機関または
    前記駆動輪の回転力を発電機により電力に変換し、該電
    力を前記電動機に供給する機構を備えた自動車の動力伝
    達装置において、 前記内燃機関と前記駆動輪の回転力伝達系統から前記発
    電機を切り離す機構を備え、 前記内燃機関と前記駆動輪の回転伝達系統は、第１の変
    速比を持つ第１の伝達系統および第２の変速比をもつ第
    ２の伝達系統を切り換える機構を有し、 前記第１の伝達系統で回転が伝達される場合には前記内
    燃機関と前記駆動輪の回転力伝達系統から前記発電機を
    切り離し、前記第２の伝達系統で回転が伝達される場合
    には前記内燃機関と前記駆動輪の回転力伝達系統に前記
    発電機を接続することを特徴とする自動車の動力伝達装
    置。
  2. 【請求項２】内燃機関の回転力と電動機の回転力を合成
    または切り換えて駆動輪を駆動し、前記内燃機関または
    前記駆動輪の回転力を発電機により電力に変換し、該電
    力を前記電動機に供給する機構を備えた自動車の動力伝
    達装置において、 前記内燃機関と前記駆動輪の回転力伝達系統から前記発
    電機を切り離す機構を備え、 前記内燃機関と前記駆動輪の回転伝達系統は、第１の変
    速比を持つ第１の伝達系統，第２の変速比をもつ第２の
    伝達系統、および前記内燃機関と前記駆動輪の回転伝達
    系統を切り離すニュートラル状態とを切り換える機構を
    有し、 前記第１の伝達系統で回転が伝達される場合には前記内
    燃機関と前記駆動輪の回転力伝達系統から前記発電機を
    切り離し、前記第２の伝達系統で回転が伝達される場合
    および前記ニュートラル状態の場合には前記内燃機関と
    前記駆動輪の回転力伝達系統に前記発電機を接続するこ
    とを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  3. 【請求項３】内燃機関の回転力と電動機の回転力を合成
    または切り換えて駆動輪を駆動する伝達系統を切り換え
    る機構と、 前記内燃機関または前記駆動輪の回転力を発電機により
    電力に変換し、該電力を前記電動機に供給する機構と、 前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との間に配
    設された自動変速機とを備えた自動車の動力伝達装置に
    おいて、 前記内燃機関と前記駆動輪の回転力伝達系統から前記発
    電機を切り離す機構または前記回転力伝達系統から前記
    電動機を切り離す機構を備え、前記伝達系統を切り換える機構、前記発電機を切り離す
    機構または前記電動機を切り離す機構のうち少なくとも
    一つを所定の状態に保持する手段を有し、 当該保持手段は、機械的反力のみをもって前記切り換え
    機構または前記切り離し機構を所定の状態に保持するも
    のである ことを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  4. 【請求項４】自動車用内燃機関の駆動力と自動車用バッ
    テリーの出力により駆動される電動機の駆動力とを合成
    または切り換えて駆動輪を駆動し、前記内燃機関または
    前記駆動輪の回転力を発電機により電力に変換して前記
    バッテリーに充電し、該電力を前記電動機に供給する機
    構を備えた自動車の動力伝達装置において、 前記内燃機関と前記駆動輪の回転伝達系統として配設さ
    れた自動変速機構と、 前記回転力伝達系統から前記発電機を切り離す機構とを
    有し、 前記回転力伝達系統から前記発電機が切り離されている
    場合であって、前記電動機から駆動力を得て前記自動車
    が走行している場合においてアクセルペダルが踏み込ま
    れたとき、 前記変速機構を介して前記内燃機関から更に駆動力を得
    て走行する自動車の動力伝達装置。
  5. 【請求項５】内燃機関と、前記内燃機関の出力により駆
    動される発電機と、前記発電機の発電出力により充電さ
    れるバッテリーと、前記バッテリーの放電出力により駆
    動される電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記電動機
    の出力軸との間に自動変速機構を備えた自動車の動力伝
    達装置において、 前記内燃機関の出力軸と前記発電機の出力軸との間にク
    ラッチ機構を設け、 前記クラッチ機構は、締結あるいは解放している際、締
    結，解放状態を維持するためのエネルギーを必要としな
    い装置である ことを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  6. 【請求項６】内燃機関と、前記内燃機関の出力により駆
    動される発電機と、前記発電機の発電出力により充電さ
    れるバッテリーと、前記バッテリーの放電出力により駆
    動される電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記電動機
    の出力軸との間に配設された自動変速機構とを備えた自
    動車の動力伝達装置において、 前記自動変速機構に変速切り換えのためのクラッチ機構
    を設け、 前記クラッチ機構は、締結あるいは解放している際、締
    結，解放状態を維持するためのエネルギーを必要としな
    い装置である ことを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  7. 【請求項７】請求項１または２の何れか記載の自動車の
    動力伝達装置において、 前記伝達系統を切り換える機構、前記発電機を切り離す
    機構または前記電動機を切り離す機構のうち少なくとも
    一つを所定の状態に保持す手段を有し、 当該保持手段は、機械的反力のみをもって前記切り換え
    機構または前記切り離し機構を所定の状態に保持するも
    のであることを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  8. 【請求項８】請求項７記載の自動車の動力伝達装置にお
    いて、 前記機構を所定の状態に保持する手段は、ワブルモータ
    であることを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  9. 【請求項９】請求項５または６記載の自動車の動力伝達
    装置において、 前記クラッチ機構のクラッチがドッグクラッチであるこ
    とを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  10. 【請求項１０】請求項９記載の自動車の動力伝達装置に
    おいて、 前記ドッグクラッチの駆動にリニア・アクチュエータを
    用いたことを特徴とする自動車の動力伝達装置。
  11. 【請求項１１】請求項９または１０記載の自動車の動力
    伝達装置において、 前記ドッグクラッチのハブが前記発電機出力軸に設けら
    れていることを特徴とする自動車の動力伝達装置。
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