JPH0550865A - 車両用電動装置 - Google Patents

車両用電動装置

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JPH0550865A
JPH0550865A JP23231591A JP23231591A JPH0550865A JP H0550865 A JPH0550865 A JP H0550865A JP 23231591 A JP23231591 A JP 23231591A JP 23231591 A JP23231591 A JP 23231591A JP H0550865 A JPH0550865 A JP H0550865A
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JP
Japan
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engine
vehicle
motor
clutch
transmission shaft
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JP23231591A
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English (en)
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稔 ▲豊▼田
Minoru Toyoda
Shuzo Moroto
▲修▼三 諸戸
Mutsumi Kawamoto
睦 川本
Yoshinori Miyaishi
善則 宮石
Shigeo Tsuzuki
繁男 都築
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Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
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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
    • 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
    • B60K6/42—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 characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Motor Power Transmission Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジンで発生したトルクとモータで発生した
トルクを利用することができる安価な車両用電動装置を
提供する。 【構成】燃料を燃焼させることによって動作するエンジ
ン２１と、ステータのコイルに電流を流すことによって
ロータを回転させるとともに、逆にロータを回転させる
ことによって発電を可能にしたモータ２５とを有してお
り、上記エンジン２１とモータ２５間にクラッチ２４を
配設している。該クラッチ２４は、上記ロータに連結さ
れた伝動軸とエンジン側の回転軸間で選択的に回転を伝
達する。上記伝動軸に伝達された回転はディファレンシ
ャル装置に伝達され、左右の駆動輪に伝達される。ま
た、エンジン２１の回転を受けて発電する発電手段２８
を有しており、発電手段２８によってエンジン２１の余
分なトルクを電気エネルギに変換してバッテリに充電す
ることができる。エンジン２１を起動する際には、起動
手段を作動させるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載され、電気
的に駆動される車両用電動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両は一般に、ガソリン機関であ
るエンジンを動作させることによって発生させた回転を
自動変速機、マニュアル変速機等のトランスミッション
を介して変速し、駆動輪に伝達するようにしている。上
記ガソリン機関は、ガソリンと空気の混合気を圧縮状態
で燃焼させ、この時発生するエネルギをトルクに変換し
ているため、燃焼に伴う騒音が発生するだけでなく、排
気ガスによって環境を汚染してしまう。
【０００３】一方、エンジンを電動機すなわちモータに
置き換え、騒音や排気ガスの発生をなくした電気自動車
が提供されている。この場合、車両にモータ及びバッテ
リを搭載し、上記モータによって駆動輪を回転させて走
行するようにしている。したがって、車両の走行に伴う
騒音はほとんど発生することがなく、しかも、排気ガス
を発生することもない。
【０００４】ところが、電気自動車の場合、バッテリに
充電することができる電気量には限度があり、航続距離
が短くなってしまう。したがって、十分な航続距離を得
るためには大きいバッテリを搭載する必要がある。ま
た、通常の車両に搭載することができる程度の大きさの
モータを使用した場合、エンジンによる場合と比較して
発生するトルクが小さく、急発進、高負荷走行、高速走
行等を行うことができない。
【０００５】そこで、エンジンとモータを併用したハイ
ブリッド型の駆動装置が提供されている。この種の車両
は各種提供されていて、エンジンでゼネレータを駆動し
て電気エネルギを発生させ、該電気エネルギによってモ
ータを回転させ、その回転を駆動輪に伝達するシリーズ
（直列）型のものや、エンジン及びモータによって直接
駆動輪を回転させるパラレル（並列）型のものに分類さ
れる。該パラレル型のものは、さらに、エンジンの駆動
系とモータの駆動系を連結した一系統式のもの（米国特
許明細書第４，５３３，０１１号参照）と、前輪と後輪
をそれぞれエンジンとモータによって独立して駆動する
二系統式のものに分類される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のハイブリッド型の駆動装置においては、エンジン及
びトランスミッションを搭載した車両にモータを搭載し
ているため、車両が大型化するだけでなく、既存の部品
を使用することができず、コストが高くなってしまう。
【０００７】例えば、エンジンの駆動系とモータの駆動
系を連結した一系統式のものにおいては、エンジンとト
ランスミッション間にモータを接続するとともに、該モ
ータとエンジン間及びモータとトランスミッション間に
相互の連結を断続するためのクラッチを更に配設してい
る。上記構成の駆動装置の場合、例えば、都市において
はモータとトランスミッションを連結し、モータの回転
をトランスミッションに伝達して走行し、郊外において
はエンジンとトランスミッションを連結し、エンジンの
回転をトランスミッションに伝達して走行することがで
きる。そして、モータによる走行時においては、モータ
の回転をトランスミッションにおいて増幅し、トルクを
大きくして駆動輪に伝達するようにしている。
【０００８】ところが、上記構成の駆動装置において
は、モータが発生したトルクだけでは車両を発進させる
ことが困難であり、モータのトルクを増幅するためにト
ランスミッションが必須となる。そして、エンジンとト
ランスミッション間に二つのクラッチとモータを配設す
る必要があって、駆動系が長くなり、車両が大型化して
しまう。また、上記二つのクラッチとモータを配設する
スペースを作るために、エンジン、トランスミッション
等の既存の部品の設計を変更しなければならず、車両へ
の搭載性が低下するだけでなく、製造コストが高くなっ
てしまう。特に、ＦＦ（フロントエンジン・フロントド
ライブ）式の車両においては、駆動装置と車輪間の間隔
が短くなるため、操舵装置で車両を旋回させる際に一定
以上の舵角を得ることができない。
【０００９】また、モータによる走行とエンジンによる
走行とを切り換えるに当たってトルク特性が考慮されて
いないので、エネルギ効率が悪くなり、燃費が高くな
る。さらに、上記エンジンとトランスミッションに加
え、二つのクラッチとモータを配設するため、ＦＦ式の
車両においては前輪に加わる荷重が増加し、操舵性が低
下してハンドルが重くなるだけでなく、タイヤが摩耗し
てしまう。
【００１０】本発明は、上記従来の駆動装置の問題点を
解決して、エンジンで発生したトルクとモータで発生し
たトルクを利用することができ、しかも、車両が大型化
することなく、他の既存の部品を使用することができる
安価な車両用電動装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の車
両用電動装置においては、燃料を燃焼させることによっ
て動作するエンジンと、ステータのコイルに電流を流す
ことによってロータを回転させるとともに、逆にロータ
を回転させることによって発電を可能にしたモータとを
有しており、上記エンジンとモータ間にクラッチを配設
している。該クラッチは、上記ロータに連結された伝動
軸とエンジン側の回転軸間で選択的に回転を伝達する。
【００１２】また、上記伝動軸にディファレンシャル装
置が接続され、上記伝動軸に伝達された回転を左右の駆
動輪に伝達する。さらに、エンジンの回転を受けて発電
する発電手段と、エンジンを起動する起動手段を有して
いる。
【００１３】
【作用及び発明の効果】本発明によれば、上記のように
燃料を燃焼させることによって動作するエンジンと、ス
テータのコイルに電流を流すことによってロータを回転
させるとともに、逆にロータを回転させることによって
発電を可能にしたモータとを有しており、上記エンジン
とモータ間にクラッチを配設している。該クラッチは、
上記ロータに連結された伝動軸とエンジン側の回転軸間
で選択的に回転を伝達する。上記伝動軸に伝達された回
転はディファレンシャル装置に伝達され、左右の駆動輪
に伝達される。
【００１４】低負荷の通常発進時においては、上記エン
ジンが停止させられるかアイドル状態に置かれるととも
に、クラッチが解放され、モータが動作させられる。こ
の場合、該モータが発生したトルクのみによって車両を
発進させることができる。高負荷の急発進時や坂路発進
時においては、エンジン及びモータが動作させられ、ク
ラッチが係合させられる。この場合、エンジンが発生し
たトルク及びモータが発生したトルクによって車両を発
進させることができる。
【００１５】また、中・低負荷走行時においては、エン
ジンが停止させられるかアイドル状態に置かれるととも
に、クラッチが解放され、モータが動作させられる。こ
の場合、該モータが発生したトルクのみによって車両を
走行させることができる。坂路などにおける高負荷走行
時においては、エンジン及びモータが動作させられ、ク
ラッチが係合させられる。この場合、エンジンが発生し
たトルク及びモータが発生したトルクによって車両を走
行させることができる。
【００１６】また、回生ブレーキ時においては、エンジ
ンが停止させられるかアイドル状態に置かれるととも
に、クラッチが解放され、モータがゼネレータとして利
用される。この場合、車両を制動する時の駆動輪の回転
をモータに伝達し、該モータをゼネレータとして機能さ
せる。また、高速道路などにおける高速定常走行時にお
いては、エンジンが動作させられ、クラッチが係合させ
られ、モータは停止させられる。この場合、エンジンが
発生したトルクのみによって車両が走行させられる。
【００１７】また、エンジンの回転を受けて発電する発
電手段を有しており、該発電手段によってエンジンの余
分なトルクを電気エネルギに変換してバッテリに充電す
ることができる。エンジンを起動する際には、起動手段
を動作させるようになっている。さらに、従来のトラン
スミッションに代えてモータとクラッチを配設する構成
になっているので、車両が大型化することなく、他の既
存の部品を利用することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明のＡタイプの車両
用電動装置の概念図、図２は本発明のＢタイプの車両用
電動装置の概念図である。図１において、２０はＡタイ
プの車両用電動装置、２１はエンジン、２２は該エンジ
ン２１に連結された駆動装置、２３は該駆動装置２２に
連結された最終減速機、ディファレンシャル装置等（以
下、「ＤＥＦ」と言う。）である。上記駆動装置２２
は、従来の車両のトランスミッションに代えて配設さ
れ、上記従来の車両の自動変速機ケースをそのまま利用
することができる。なお、上記最終減速機は、ディファ
レンシャル装置に入力する前のトランスミッションの回
転を減速してトルクを増大させるためのものであり、通
常一対の歯車で構成される。したがって、上記最終減速
機は一つのギヤ比のみで構成されるため、複数のギヤ比
を選択して変速することができるトランスミッションと
は区別される。
【００１９】また、上記駆動装置２２は、上記エンジン
２１に接続される第１クラッチ２４と、該第１クラッチ
２４に接続されるモータ２５と、該モータ２５に接続さ
れる第２クラッチ２６から成っている。したがって、エ
ンジン２１とモータ２５間を第１クラッチ２４によっ
て、モータ２５とＤＥＦ２３間を第２クラッチ２６によ
って選択的に係脱することができる。
【００２０】すなわち、上記第１クラッチ２４のみを係
合してエンジン２１とモータ２５間のみを接続したり、
第２クラッチ２６のみを係合してモータ２５とＤＥＦ２
３間のみを接続したり、第１クラッチ２４と第２クラッ
チ２６の両方を係合してエンジン２１及びモータ２５を
ＤＥＦ２３に接続することができる。２８はエンジン２
１によって駆動され、モータ２５を駆動するための電源
となるバッテリを充電するとともに、補機に電流を供給
するためのゼネレータである。エンジン２１の余分なト
ルクを利用するだけでなく、上記第１クラッチ２４を解
放してエンジン２１を切り離した場合においても発電す
ることができる。
【００２１】また、第２クラッチ２６を解放し、第１ク
ラッチ２４を係合して上記モータ２５を動作させること
によって、エンジン２１の駆動を開始させることができ
る。したがって、Ａタイプの車両用電動装置２０におい
ては、スタータモータは不要となる。上記構成のＡタイ
プの車両用電動装置２０においては、第２クラッチ２６
を有しているため、第２クラッチ２６とＤＥＦ２３間を
係脱することができる。これに対して、Ｂタイプの車両
用電動装置３０においては、第２クラッチ２６はなく、
第１クラッチ２４のみが設けられる。
【００２２】図２において、３０はＢタイプの車両用電
動装置、２１はエンジン、３２は該エンジン２１に連結
された駆動装置、２３は該駆動装置３２に連結されたＤ
ＥＦである。上記駆動装置３２は、従来の車両のトラン
スミッションに代えて配設され、上記従来の車両の自動
変速機ケースをそのまま利用することができる。また、
上記駆動装置３２は、上記エンジン２１に接続される第
１クラッチ２４と、該第１クラッチ２４に接続されるモ
ータ２５から成っている。したがって、エンジン２１と
モータ２５間を第１クラッチ２４によって選択的に係脱
することができる。すなわち、上記第１クラッチ２４を
係合してエンジン２１及びモータ２５をＤＥＦ２３に接
続することができる。
【００２３】また、２８はエンジン２１によって駆動さ
れ、バッテリを充電するとともに、補機に電流を供給す
るためのゼネレータ、２９は上記エンジン２１の駆動を
開始するためのスタータモータである。次に、上記構成
の車両用電動装置２０の動作について図３を併用して説
明する。
【００２４】図３は本発明の車両用電動装置の作動表を
示す図である。図ではＡタイプの車両用電動装置２０の
動作が示されているが、第２クラッチ２６を除くことに
よってＢタイプの車両用電動装置３０に適用することが
できる。まず、低負荷の通常発進時においては、上記エ
ンジン２１が停止させられるかアイドル状態に置かれる
とともに、第１クラッチ２４が解放され、モータ２５が
動作させられ、第２クラッチ２６が係合される。この場
合、モータ２５とＤＥＦ２３が第２クラッチ２６を介し
て接続され、モータ２５が発生したトルクのみによって
車両を発進させることができる。
【００２５】この間、エンジン２１は完全に回転が停止
させられるかアイドル状態に置かれる。上記エンジン２
１を完全に停止させると排気ガスが発生しなくなるが、
他の運転状態に入りエンジン２１による走行が必要とな
った場合にエンジン２１を点火しなければならず、起動
性が低下してしまう。一方、アイドル状態に置くと起動
性が向上するが、モータ２５による走行中においても常
時エンジン２１が回転しており、排気ガスが発生してし
まう。この場合、排気ガスの発生量を低く抑えるような
回転数でアイドリングを行うとよい。
【００２６】高負荷の急発進時や坂路発進時において
は、エンジン２１及びモータ２５が動作させられ、第１
クラッチ２４及び第２クラッチ２６が係合させられてエ
ンジン２１及びモータ２５がＤＥＦ２３に接続される。
この場合、エンジン２１が発生したトルク及びモータ２
５が発生したトルクによって車両を発進させることがで
きる。この時、エンジン２１は排気ガスの発生が少ない
状態で動作させることができる。なお、通常発進時と同
様にモータ２５が発生したトルクのみによって車両を発
進させることもできる。
【００２７】また、中・低負荷走行時においては、エン
ジン２１が停止させられるかアイドル状態に置かれると
ともに、第１クラッチ２４が解放され、モータ２５が動
作させられ、第２クラッチ２６が係合させられる。この
場合、モータ２５とＤＥＦ２３が第２クラッチ２６を介
して接続され、モータ２５が発生したトルクのみによっ
て車両を走行させることができる。
【００２８】坂路などにおける高負荷走行時において
は、エンジン２１及びモータ２５が動作させられ、第１
クラッチ２４及び第２クラッチ２６が係合させられてエ
ンジン２１及びモータ２５がＤＥＦ２３に接続される。
この場合、エンジン２１が発生したトルク及びモータ２
５が発生したトルクによって車両を走行させることがで
きる。この時、エンジン２１は排気ガスの発生が少ない
状態で動作させることができる。
【００２９】次に、一般にモータ２５を使用した車両に
おいては、車両を制動する場合、運動エネルギをそのま
ま摩擦による熱エネルギに変換して消耗してしまうので
はなく、駆動輪の回転をモータ２５に逆に伝達して発電
に利用し、回生ブレーキを構成している。本発明の車両
用電動装置２０，３０においても、この回生ブレーキの
機能を利用しており、車両を制動する場合に運動エネル
ギを回収し発電して、バッテリを充電するようにしてい
る。
【００３０】すなわち、回生ブレーキ時においては、エ
ンジン２１が停止させられるかアイドル状態に置かれる
とともに、第１クラッチ２４が解放され、モータ２５が
ゼネレータとして利用され、第２クラッチ２６が係合さ
せられる。この場合、モータ２５とＤＥＦ２３が第２ク
ラッチ２６を介して接続され、車両を制動する時の駆動
輪の回転をモータ２５に伝達し、該モータ２５をゼネレ
ータとして機能させる。
【００３１】また、高速道路などにおける高速定常走行
時においては、エンジン２１が動作させられ、第１クラ
ッチ２４及び第２クラッチ２６が係合させられてエンジ
ン２１とＤＥＦ２３間が接続される。この間、モータ２
５は停止させられ、エンジン２１が発生したトルクのみ
によって車両が走行させられる。さらに、車両の停止時
においては、エンジン２１が動作させられ、第１クラッ
チ２４が係合させられ、第２クラッチ２６が解放させら
れる。この場合、第２クラッチ２６は解放させられるた
め、エンジン２１が発生したトルクは駆動輪に伝達され
ず、モータ２５に伝達され、該モータ２５をゼネレータ
として機能させる。この運転状態においては、第２クラ
ッチ２６を解放させる必要があるため、Ａタイプの車両
用電動装置２０においてのみ利用することができる。
【００３２】次に、上記構成の車両用電動装置２０，３
０を実際のＦＲ式の車両に搭載したものについて説明す
る。図４は本発明のＦＲ式の車両に搭載した車両用電動
装置の第１の搭載例を示す図、図５はＦＲ式の車両に搭
載した本発明の車両用電動装置の第２の搭載例を示す図
である。
【００３３】図４においては、ＦＲ（フロントエンジン
・リヤドライブ）式の車両にＡタイプの車両用電動装置
２０を搭載している。２１はエンジン、２３はＤＥＦ、
２４は電磁式の第１クラッチ、２５はモータ、２６は湿
式多板式の第２クラッチ、２８はゼネレータである。ま
た、４１は駆動装置ケースであり、該駆動装置ケース４
１内に上記第１クラッチ２４、モータ２５、第２クラッ
チ２６が収容される。上記駆動装置ケース４１は、従来
の車両の自動変速機ケースをそのまま利用することがで
きる。４２は上記ＤＥＦ２３によって減速され、差動さ
せられた回転が伝達される左右の後輪である。
【００３４】エンジン２１とモータ２５間の回転数に差
がある場合に両者間を第１クラッチ２４によって接続す
ると、係合によってショックが発生してしまう。そこ
で、上述したように、エンジン２１とモータ２５間の第
１クラッチ２４を電磁式のものにして、該第１クラッチ
２４を電気的に制御することによって係合時のショック
を低減している。
【００３５】そのため、上記第１クラッチ２４は、入力
軸４５に連結されたドライブ部材２４ａと伝動軸４６に
連結されたドリブン部材２４ｂから成り、両者間に電磁
粉を配設させた構造を有している。そして、上記ドリブ
ン部材２４ｂのクラッチコイルに流れるクラッチ電流を
調節すると、ドライブ部材２４ａとドリブン部材２４ｂ
間のギャップに上記電磁粉が凝集して結合力を発生する
ようになっている。
【００３６】また、モータ２５は、駆動装置ケース４１
に固定されたステータ２５ａと伝動軸４６に連結された
ロータ２５ｂから成っている。ステータ２５ａにはコイ
ル２５ｃが巻装されていて、該コイル２５ｃに駆動電流
を流すことによってロータ２５ｂを回転させることがで
きる。そして、第２クラッチ２６は湿式多板式のもので
構成され、駆動側多板２６ａと従動側多板２６ｂを油圧
サーボによって選択的に係脱することができるようにな
っている。上記伝動軸４６は駆動側多板２６ａに、出力
軸４７は従動側多板２６ｂにそれぞれ連結される。
【００３７】上記構成の車両用電動装置２０において、
エンジン２１の回転は入力軸４５を介して第１クラッチ
２４のドライブ部材２４ａに伝達され、第１クラッチ２
４の係合時にドリブン部材２４ｂを回転させる。そし
て、該ドリブン部材２４ｂの回転は、更に伝動軸４６を
介してモータ２５のロータ２５ｂ及び第２クラッチ２６
の駆動側多板２６ａに伝達される。そして、上記第２ク
ラッチ２６が係合されると、上記駆動側多板２６ａに伝
達された回転が出力軸４７からＤＥＦ２３に伝達され、
所定の減速比で減速された後、左右の後輪４２に伝達さ
れる。
【００３８】また、図５においては、ＦＲ式の車両にＢ
タイプの車両用電動装置３０を搭載している。２１はエ
ンジン、２３はＤＥＦ、２４は電磁式の第１クラッチ、
２５はモータ、２８はゼネレータ、２９はスタータモー
タである。また、４１は駆動装置ケースであり、該駆動
装置ケース４１内に上記第１クラッチ２４及びモータ２
５が収容される。上記駆動装置ケース４１は、従来の車
両の自動変速機ケースをそのまま利用することができ
る。４２は上記ＤＥＦ２３によって減速され、差動させ
られた回転が伝達される後輪である。上記第１クラッチ
２４は電磁式のものが利用される。
【００３９】上記第１クラッチ２４は、入力軸４５に連
結されたドライブ部材２４ａと出力軸５０に連結された
ドリブン部材２４ｂから成り、モータ２５は、駆動装置
ケース４１に固定されたステータ２５ａと出力軸５０に
連結されたロータ２５ｂから成っている。ステータ２５
ａにはコイル２５ｃが巻装されていて、該コイル２５ｃ
に駆動電流を流すことによってロータ２５ｂを回転させ
ることができる。
【００４０】上記構成の車両用電動装置３０において、
エンジン２１の回転は入力軸４５を介して第１クラッチ
２４のドライブ部材２４ａに伝達され、第１クラッチ２
４の係合時にドリブン部材２４ｂを回転させる。そし
て、該ドリブン部材２４ｂの回転は、更に出力軸５０を
介してモータ２５のロータ２５ｂ及びＤＥＦ２３に伝達
され、所定の減速比で減速された後、左右の後輪４２に
伝達される。
【００４１】次に、ＦＦ式の車両に本発明の車両用電動
装置２０，３０を搭載した例について説明する。従来、
ＦＦ式の車両には、エンジン２１の回転軸が横方向にな
るようにエンジン２１を搭載した横置ＦＦ車両と、エン
ジン２１の回転軸が縦方向になるようにエンジン２１を
搭載した縦置ＦＦ車両とがある。
【００４２】上記横置ＦＦ車両には、エンジン２１の回
転をカウンタドライブギヤとカウンタドリブンギヤから
成るカウンタギヤを介してディファレンシャル装置に伝
達するカウンタギヤ式のものと、エンジン２１の回転を
チェーンを介してディファレンシャル装置に伝達するチ
ェーン式のものがあり、上記カウンタギヤ式のものは、
更にカウンタギヤを中間伝動軸の中間部に設けた中間部
配置型のものと、カウンタギヤを中間伝動軸の後部に設
けた後部配置型のものがある。
【００４３】これら各種車両のそれぞれに対して、大き
い設計変更を伴うことなく本発明の車両用電動装置２
０，３０を搭載することができるようになっている。図
６〜図９によって、カウンタギヤを中間伝動軸の中間部
に設けたものについて説明する。図６はカウンタギヤ中
間部配置型の車両に搭載した車両用電動装置の第１の搭
載例を示す図、図７はカウンタギヤ中間部配置型の車両
に搭載した車両用電動装置の第２の搭載例を示す図、図
８はカウンタギヤ中間部配置型の車両に搭載した車両用
電動装置の第３の搭載例を示す図、図９はカウンタギヤ
中間部配置型の車両に搭載した車両用電動装置の第４の
搭載例を示す図である。
【００４４】図６において、横置ＦＦ車両のエンジン２
１にＡタイプの車両用電動装置２０が接続されている。
２４はドライブ部材２４ａとドリブン部材２４ｂから成
る第１クラッチ、２５はステータ２５ａ、ロータ２５ｂ
及びコイル２５ｃから成るモータ、２６は駆動側多板２
６ａと従動側多板２６ｂから成る第２クラッチである。
【００４５】エンジン２１の回転は、入力軸４５を介し
て第１クラッチ２４に伝達される。該第１クラッチ２４
のドリブン部材２４ｂは、中間伝動軸５１を介して第２
クラッチ２６の駆動側多板２６ａ及びモータ２５のロー
タ２５ｂに連結されている。そして、上記エンジン２１
又はモータ２５の回転は、上記中間伝動軸５１を包囲
し、かつ、上記従動側多板２６ｂに連結されたカウンタ
ドライブギヤ５２に伝達される。
【００４６】上記中間伝動軸５１に平行にカウンタドラ
イブシャフト５３が配設されていて、該カウンタドライ
ブシャフト５３にカウンタドリブンギヤ５４が設けられ
る。該カウンタドリブンギヤ５４は上記カウンタドライ
ブギヤ５２と噛合しており、該カウンタドライブギヤ５
２の回転を出力ギヤ５５に伝達する。そして、該出力ギ
ヤ５５の回転は、該出力ギヤ５５と噛合する出力大歯車
５６に伝達される。上記出力ギヤ５５の歯数に対して上
記出力大歯車５６の歯数は多く、上記出力ギヤ５５及び
出力大歯車５６で最終減速機５７を構成する。該最終減
速機５７によって減速された上記出力大歯車５６の回転
は、ディファレンシャル装置５８に伝達され、差動させ
られて左右の前輪５９に伝達される。
【００４７】６０は第１クラッチ２４、モータ２５、第
２クラッチ２６、最終減速機５７及びディファレンシャ
ル装置５８を収容する駆動装置ケースであり、従来の車
両の自動変速機ケースをそのまま利用することができ
る。上記構成の車両用電動装置２０においては、カウン
タドライブギヤ５２が上記中間伝動軸５１の中間部に配
設されているので、上記カウンタドライブギヤ５２の後
方にはモータ２５及び第２クラッチ２６のみが配設され
ることになり、後方のスペースを十分利用することがで
き、モータ２５の容量を大きくすることができる。すな
わち、モータ２５の軸方向寸法を大きくすることができ
るため、発生するトルクを大きくすることができる。ま
た、モータ２５の径方向寸法を大きくすることができる
ため、ステータ２５ａによるロータ２５ｂの引張力を大
きくすることができる。
【００４８】次に、図７において、横置ＦＦ車両のエン
ジン２１にＡタイプの車両用電動装置２０が接続されて
いる。カウンタドライブギヤ５２は直接中間伝動軸５１
に固定されていて、カウンタドリブンギヤ５４とカウン
タドライブシャフト５３間に第２クラッチ２６が配設さ
れる。すなわち、カウンタドリブンギヤ５４と駆動側多
板２６ａが、カウンタドライブシャフト５３と従動側多
板２６ｂが連結されている。
【００４９】このような構成にすることによって、第２
クラッチ２６を第１軸すなわち入力軸４５及び中間伝動
軸５１の上から除去し、第２軸すなわちカウンタドライ
ブシャフト５３の上に移動させ、第１軸の設計を容易に
することができる。図８において、横置ＦＦ車両のエン
ジン２１にＡタイプの車両用電動装置２０が接続されて
いる。６１はエンジン２１の回転を受けて作動する流体
伝動装置、例えばトルクコンバータ、６２は該流体伝動
装置６１の回転を中間伝動軸５１に伝達するための第１
クラッチ、２６は上記中間伝動軸５１の回転をカウンタ
ドライブギヤ５２に伝達するための第２クラッチであ
る。上記第１クラッチ６２及び第２クラッチ２６は、い
ずれも湿式多板式のものが利用される。
【００５０】６３はエンジン２１の回転を流体伝動装置
６１に伝達するためのエンジン出力軸、６４は流体伝動
装置６１の回転を中間伝動軸５１に伝達するための入力
軸である。流体伝動装置６１は、ポンプインペラとター
ビンランナ間において作動流体を移動させることによっ
て原理的に無段階の変速機として機能する。したがっ
て、バッテリが放電した場合やモータ２５が故障した場
合などにおいては、エンジン２１のみを動作させ、上記
流体伝動装置６１を介してトルクを前輪５９に伝達し車
両を発進させ、走行させることができる。
【００５１】また、エンジン２１とモータ２５間で回転
数に差がある時に第１クラッチ６２を係合させた場合
に、上記流体伝動装置６１が両者間の回転数の差を吸収
することができる。したがって、上記第１クラッチ６２
に電磁式のものを利用する必要がなくなる。図９におい
て、横置ＦＦ車両のエンジン２１にＢタイプの車両用電
動装置３０が接続されている。２４は電磁式の第１クラ
ッチ、２５はモータ、４５は入力軸、５１は中間伝動軸
である。
【００５２】この場合、カウンタドライブギヤ５２は上
記中間伝動軸５１に固定され、該中間伝動軸５１と並列
に配設されたカウンタドライブシャフト５３上のカウン
タドリブンギヤ５４と噛合している。そして、カウンタ
ドリブンギヤ５４の回転は最終減速機５７に伝達されて
減速され、ディファレンシャル装置５８に伝達されるよ
うになっている。
【００５３】次に、図１０及び図１１によってカウンタ
ギヤを中間伝動軸５１の後部に設けたものについて説明
する。図１０はカウンタギヤ後部配置型の車両に搭載し
た車両用電動装置の第１の搭載例を示す図、図１１はカ
ウンタギヤ後部配置型の車両に搭載した車両用電動装置
の第２の搭載例を示す図である。
【００５４】図１０において、横置ＦＦ車両のエンジン
２１にＡタイプの車両用電動装置２０が接続されてい
る。２４は第１クラッチ、２５はモータ、４５は入力
軸、５１は中間伝動軸である。この場合、該中間伝動軸
５１の後部にカウンタドライブギヤ５２が配設される。
５３は上記中間伝動軸５１と並列に配設されるカウンタ
ドライブシャフトであり、該カウンタドライブシャフト
５３の後部にカウンタドリブンギヤ５４が配設され、上
記カウンタドライブギヤ５２と噛合する。
【００５５】また、上記カウンタドライブシャフト５３
には、相対回転自在に出力ギヤ５５が配設され、上記カ
ウンタドライブシャフト５３と出力ギヤ５５間に第２ク
ラッチ２６が配設される。すなわち、カウンタドライブ
シャフト５３と第２クラッチ２６の駆動側多板２６ａ
が、出力ギヤ５５と従動側多板２６ｂが連結される。５
６は上記出力ギヤ５５と噛合する出力大歯車であり、上
記出力ギヤ５５と出力大歯車５６によって最終減速機５
７が構成される。
【００５６】６５は第１クラッチ２４、モータ２５、第
２クラッチ２６、最終減速機５７及びディファレンシャ
ル装置５８を収容する駆動装置ケースである。図１１に
おいて、横置ＦＦ車両のエンジン２１にＢタイプの車両
用電動装置３０が接続されている。この場合、第２クラ
ッチはなく、カウンタドライブシャフト５３に対して出
力軸５５が直接固定される。
【００５７】続いて、図１２〜図１５に基づいて、エン
ジン２１の回転をチェーンを介してディファレンシャル
装置５８に伝達するチェーン式の車両に車両用電動装置
２０，３０を搭載したものについて説明する。図１２は
チェーン式の車両に搭載した車両用電動装置の第１の搭
載例を示す図、図１３はチェーン式の車両に搭載した車
両用電動装置の第２の搭載例を示す図、図１４はチェー
ン式の車両に搭載した車両用電動装置の第３の搭載例を
示す図、図１５はチェーン式の車両に搭載した車両用電
動装置の第４の搭載例を示す図である。
【００５８】図１２において、横置ＦＦ車両のエンジン
２１にＡタイプの車両用電動装置２０が接続されてい
る。２４は第１クラッチ、２５はモータ、４５は入力
軸、５１は中間伝動軸である。該中間伝動軸５１と並列
に被駆動側伝動軸７１及び出力軸７２が配設され、上記
中間伝動軸５１と被駆動側伝動軸７１間にはスプロケッ
トとチェーンから成るチェーン機構７３が配設され、エ
ンジン２１又はモータ２５によって発生させられたトル
クが上記チェーン機構７３を介して被駆動側伝動軸７１
に伝達される。そして、該被駆動側伝動軸７１と上記出
力軸７２間に第２クラッチ２６が配設される。
【００５９】また、上記出力軸７２の出力側には最終減
速機７４が接続され、該最終減速機７４によって減速さ
れた回転がディファレンシャル装置５８に伝達されるよ
うになっている。７５は第１クラッチ２４、モータ２
５、チェーン機構７３、第２クラッチ２６、最終減速機
７４及びディファレンシャル装置５８を収容する駆動装
置ケースである。
【００６０】図１３において、横置ＦＦ車両のエンジン
２１にＡタイプの車両用電動装置２０が接続されてい
る。２４は第１クラッチ、４５は入力軸、５１は中間伝
動軸、８１は駆動装置ケースである。上記中間伝動軸５
１と並列に被駆動側伝動軸７１及び出力軸７２が配設さ
れ、上記中間伝動軸５１と被駆動側伝動軸７１間にはチ
ェーン機構７３が配設され、エンジン２１によって発生
させられたトルクが上記チェーン機構７３を介して被駆
動側伝動軸７１に伝達される。そして、該被駆動側伝動
軸７１にはモータ２５が連結されるとともに、上記被駆
動側伝動軸７１と上記出力軸７２間に第２クラッチ２６
が配設される。
【００６１】また、上記出力軸７２の出力側には最終減
速機７４が接続され、該最終減速機７４によって減速さ
れた回転がディファレンシャル装置５８に伝達されるよ
うになっている。この場合、入力軸４５及び中間伝動軸
５１の寸法に制限があって該中間伝動軸５１上にはモー
タ２５を配設することができない。したがって、エンジ
ン２１の下方にモータ２５、第２クラッチ２６、最終減
速機７４及びディファレンシャル装置５８が配設され
る。
【００６２】図１４において、横置ＦＦ車両のエンジン
２１にＢタイプの車両用電動装置３０が接続されてい
る。２４は第１クラッチ、２５はモータ、４５は入力
軸、５１は中間伝動軸、８１は駆動装置ケースである。
上記中間伝動軸５１と被駆動側伝動軸７１間にチェーン
機構７３が配設される。上記被駆動側伝動軸７１に最終
減速機７４が直接連結され、該最終減速機７４によって
減速された回転がディファレンシャル装置５８に伝達さ
れる。
【００６３】図１５において、横置ＦＦ車両のエンジン
２１にＢタイプの車両用電動装置３０が接続されてい
る。この場合、モータ２５は被駆動側伝動軸７１に連結
され、チェーン機構７３を介して伝達されたトルク又は
モータ２５が発生したトルクが最終減速機７４に伝達さ
れるようになっている。なお、８３は駆動装置ケースで
ある。
【００６４】次に、図１６〜図１９に基づいて、エンジ
ン２１の回転軸が縦方向になるようにエンジン２１を搭
載した縦置ＦＦ車両に車両用電動装置２０，３０を搭載
したものについて説明する。図１６は縦置ＦＦ車両に搭
載した車両用電動装置の第１の搭載例を示す図、図１７
は縦置ＦＦ車両に搭載した車両用電動装置の第２の搭載
例を示す図、図１８は縦置ＦＦ車両に搭載した車両用電
動装置の第３の搭載例を示す図、図１９は縦置ＦＦ車両
に搭載した車両用電動装置の第４の搭載例を示す図であ
る。各図の右方が車両の前方向に相当し、紙面の表裏に
左右の前輪が配設される。
【００６５】図１６において、縦置ＦＦ車両のエンジン
２１にＡタイプの車両用電動装置２０が接続されてい
る。２４は第１クラッチ、２５はモータ、４５は入力
軸、５１は中間伝動軸、８４は駆動装置ケースである。
上記中間伝動軸５１と並列に被駆動側伝動軸７１が配設
され、中間伝動軸５１の回転をチェーン機構７３を介し
て被駆動側伝動軸７１に伝達することができるようにな
っている。
【００６６】上記被駆動側伝動軸７１の内部には、出力
軸７６が相対回転自在に配設されていて、両者間を第２
クラッチ２６が接続する。上記出力軸７６の出力側に
は、ディファレンシャル装置５８が配設される。図１７
において、縦置ＦＦ車両のエンジン２１にＡタイプの車
両用電動装置２０が接続されている。この場合、被駆動
側伝動軸７１上にモータ２５が配設されている。なお、
８５は駆動装置ケースである。
【００６７】図１８において、縦置ＦＦ車両のエンジン
２１にＢタイプの車両用電動装置３０が接続されてい
る。２４は第１クラッチ、２５はモータ、４５は入力
軸、５１は中間伝動軸、８６は駆動装置ケースである。
上記中間伝動軸５１と並列に被駆動側伝動軸７１が配設
され、中間伝動軸５１の回転をチェーン機構７３を介し
て被駆動側伝動軸７１に伝達することができるようにな
っている。
【００６８】上記被駆動側伝動軸７１の出力側にはディ
ファレンシャル装置５８が接続されていて、上記チェー
ン機構７３を介して被駆動側伝動軸７１に伝達された回
転は、直接ディファレンシャル装置５８に伝達される。
図１９において、縦置ＦＦ車両のエンジン２１にＢタイ
プの車両用電動装置３０が接続されている。２４は第１
クラッチ、４５は入力軸、５１は中間伝動軸、８７は駆
動装置ケースである。上記中間伝動軸５１と並列に被駆
動側伝動軸７１が配設され、中間伝動軸５１の回転をチ
ェーン機構７３を介して被駆動側伝動軸７１に伝達する
ことができるようになっている。
【００６９】上記被駆動側伝動軸７１にはモータ２５が
連結されるとともに、被駆動側伝動軸７１の出力側には
ディファレンシャル装置５８が接続されていて、上記チ
ェーン機構７３を介して被駆動側伝動軸７１に伝達され
たトルク又はモータ２５が発生したトルクは、直接ディ
ファレンシャル装置５８に伝達される。なお、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に
基づいて種々変形することが可能であり、それらを本発
明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡタイプの車両用電動装置の概念図で
ある。
【図２】本発明のＢタイプの車両用電動装置の概念図で
ある。
【図３】本発明の車両用電動装置の作動表を示す図であ
る。
【図４】本発明のＦＲ式の車両に搭載した車両用電動装
置の第１の搭載例を示す図である。
【図５】ＦＲ式の車両に搭載した本発明の車両用電動装
置の第２の搭載例を示す図である。
【図６】カウンタギヤ中間部配置型の車両に搭載した車
両用電動装置の第１の搭載例を示す図である。
【図７】カウンタギヤ中間部配置型の車両に搭載した車
両用電動装置の第２の搭載例を示す図である。
【図８】カウンタギヤ中間部配置型の車両に搭載した車
両用電動装置の第３の搭載例を示す図である。
【図９】カウンタギヤ中間部配置型の車両に搭載した車
両用電動装置の第４の搭載例を示す図である。
【図１０】カウンタギヤ後部配置型の車両に搭載した車
両用電動装置の第１の搭載例を示す図である。
【図１１】カウンタギヤ後部配置型の車両に搭載した車
両用電動装置の第２の搭載例を示す図である。
【図１２】チェーン式の車両に搭載した車両用電動装置
の第１の搭載例を示す図である。
【図１３】チェーン式の車両に搭載した車両用電動装置
の第２の搭載例を示す図である。
【図１４】チェーン式の車両に搭載した車両用電動装置
の第３の搭載例を示す図である。
【図１５】チェーン式の車両に搭載した車両用電動装置
の第４の搭載例を示す図である。
【図１６】縦置ＦＦ車両に搭載した車両用電動装置の第
１の搭載例を示す図である。
【図１７】縦置ＦＦ車両に搭載した車両用電動装置の第
２の搭載例を示す図である。
【図１８】縦置ＦＦ車両に搭載した車両用電動装置の第
３の搭載例を示す図である。
【図１９】縦置ＦＦ車両に搭載した車両用電動装置の第
４の搭載例を示す図である。
【符号の説明】
２１ エンジン ２４ 第１クラッチ ２５ モータ ２５ａ ステータ ２５ｂ ロータ ２５ｃ コイル ２６ 第２クラッチ ２８ ゼネレータ（発電手段） ２９ スタータモータ（起動手段） ４２ 後輪 ４５ 入力軸 ４６ 伝動軸 ４７ 出力軸 ５１ 中間伝動軸 ５２ カウンタドライブギヤ ５４ カウンタドリブンギヤ ５７ 最終減速機 ５８ ディファレンシャル装置 ５９ 前輪 ６１ 流体伝動装置 ７１ 被駆動側伝動軸 ７３ チェーン機構
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年８月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６０Ｋ 17/16 Ｚ 8521−3Ｄ Ｂ６０Ｌ 11/14 6821−5Ｈ Ｆ０２Ｎ 11/00 Ｊ 9149−3Ｇ Ｈ０２Ｊ 7/04 Ａ 9060−5Ｇ (72)発明者 宮石 善則 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリユ株式会社内 (72)発明者 都築 繁男 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリユ株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料を燃焼させることによって動作する
    エンジンと、ステータのコイルに電流を流すことによっ
    てロータを回転させるとともに、逆にロータを回転させ
    ることによって発電を可能にしたモータと、前記エンジ
    ンとモータ間に配設され、前記ロータに連結された伝動
    軸とエンジン側の回転軸間で選択的に回転を伝達するク
    ラッチと、前記伝動軸に接続され、該伝動軸に伝達され
    た回転を左右の駆動輪に伝達するディファレンシャル装
    置と、エンジンの回転を受けて発電する発電手段と、エ
    ンジンを起動する起動手段を有することを特徴とする車
    両用電動装置。
  2. 【請求項２】 前記伝動軸とディファレンシャル装置間
    に最終減速機を配設した請求項１記載の車両用電動装
    置。
  3. 【請求項３】 前記エンジンとクラッチ間に流体伝動装
    置を配設した請求項２記載の車両用電動装置。
  4. 【請求項４】 燃料を燃焼させることによって動作する
    エンジンと、ステータのコイルに電流を流すことによっ
    てロータを回転させるとともに、逆にロータを回転させ
    ることによって発電を可能にしたモータと、前記エンジ
    ンとモータ間に配設され、前記ロータに連結された伝動
    軸とエンジン側の回転軸間で選択的に回転を伝達する第
    １クラッチと、伝達された回転を左右の駆動輪に伝達す
    るディファレンシャル装置と、前記モータとディファレ
    ンシャル装置間に配設され、前記伝動軸と前記ディファ
    レンシャル装置側の回転軸間で選択的に回転を伝達する
    第２クラッチと、エンジンの回転を受けて発電する発電
    手段を有することを特徴とする車両用電動装置。
  5. 【請求項５】 前記伝動軸とディファレンシャル装置間
    に最終減速機を配設した請求項４記載の車両用電動装
    置。
  6. 【請求項６】 前記ディファレンシャル装置に左右の後
    輪を接続した請求項２又は５記載の車両用電動装置。
  7. 【請求項７】 前記ディファレンシャル装置に左右の前
    輪を接続するとともに、前記伝動軸と最終減速機間にカ
    ウンタギヤを配設した請求項２又は５記載の車両用電動
    装置。
  8. 【請求項８】 前記カウンタギヤを伝動軸の中間部に配
    置した請求項７記載の車両用電動装置。
  9. 【請求項９】 前記カウンタギヤを伝動軸の後部に配置
    した請求項７記載の車両用電動装置。
  10. 【請求項１０】 前記ディファレンシャル装置に左右の
    前輪を接続するとともに、前記伝動軸は互いに並列な二
    つの伝動軸から成り、両伝動軸間にチェーン機構を配設
    した請求項２又は５記載の車両用電動装置。
  11. 【請求項１１】 エンジンの回転軸を車両の縦方向に配
    設した請求項１０記載の車両用電動装置。
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