JPH11227476A - 自動車用駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンより入力される動力を、遊星歯
車を介して出力軸へ伝達可能で、遊星歯車のキャリアお
よびリングギヤのうち一方の要素がエンジンのクランク
軸と連結または連結可能で、他方の要素が出力軸と連結
され、遊星歯車のサンギヤが第１モーターと連結され、
出力軸を駆動可能な第２モーターを備えたハイブリッド
自動車用駆動装置において、定常走行における動力伝達
効率を向上させて燃費の改善を図る。 【解決手段】 エンジンのクランク軸２０と出力軸４６
との間を、固定された変速比で機械的に連結するため、
スリーブ５６と第１クラッチギヤ５８および第２クラッ
チギヤ６０とを設け、サンギヤ１２とキャリア１６とを
連結可能にするとともに、サンギヤ１２をケース２８に
固定可能にして、固定された変速比で機械的に駆動可能
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と電気モ
ーターの２種類の動力源を有する、いわゆるハイブリッ
ド自動車の駆動装置に関し、エンジンより入力される駆
動力を、遊星歯車を介して出力軸へ伝達可能で、遊星歯
車のサンギヤが第１モーターと連結され、遊星歯車のキ
ャリアおよびリングギヤのうち一方とエンジンのクラン
ク軸とが連結され、キャリアおよびリングギヤのうち他
方と出力軸とが連結され、出力軸を駆動可能な第２モー
ターを備えた自動車用駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンより入力される駆動力
を、遊星歯車を介して出力軸へ伝達可能で、遊星歯車の
サンギヤが第１モーターと連結され、出力軸を駆動可能
な第２モーターを備えた自動車用駆動装置としては、社
団法人自動車技術会発行の『自動車技術』１９９８年１
月号１７頁の図５に記載のようなものが知られている。

【０００３】前記従来例を図６に基づいて説明すると、
遊星歯車１は、サンギヤ２とキャリア３とリングギヤ４
と、キャリア３に軸支されサンギヤ２およびリングギヤ
４と噛み合うピニヨン５から構成されている。サンギヤ
２は第１モーター６と連結され、キャリア３は図示しな
いエンジンのクランク軸７と連結され、リングギヤ４は
第２モーター８と連結されるとともに、チェーン９，減
速歯車１０および差動装置１１を介して車軸１２と連結
されている。車軸１２は図示しない自動車の左右の車輪
と連結されている。第１モーター６と第２モーター８と
は、モーターとしての機能と発電機としての機能を有
し、任意に切り替えることができる。

【０００４】以上のように構成された従来例の作動を説
明する。第２モーター８に図示しないバッテリーから電
力を供給すると、第２モーター８はチェーン９，減速歯
車１０、差動装置１１、車軸１２を介して車輪を駆動
し、自動車を発進および加速することができる。この
際、エンジンが停止しているとキャリア３も停止してい
るので、サンギヤ２ならびに第１モーター６は逆転する
が、第１モーター６は空転するだけである。また、さら
に大きな駆動力を要する場合には、第２モーター８に電
力を供給しながら第１モーター６にも電力を供給して、
サンギヤ２が停止する方向のトルクを出すと、クランク
軸７が回転するのでエンジンを始動することができる。

【０００５】エンジンを始動した後の加速は、以下のよ
うに行われる。クランク軸７からキャリア３に入ったエ
ンジントルクは遊星歯車１により分割される。すなわ
ち、エンジントルクの一部はサンギヤ２を通って第１モ
ーター６を駆動して発電させ、残りのトルクはリングギ
ヤ４を通って第２モーター８の出力トルクとともに車軸
１２を駆動する。この際、第１モーター６で発電された
電力は第２モーター８に供給される。従って、バッテリ
ーから第２モーター８に電力を供給し続ければ、第２モ
ーター８はバッテリーからの電力と、エンジントルクの
一部によって第１モーター６で発電された電力とで車軸
１２を駆動することになる。

【０００６】また、車軸１２はリングギヤ４を通じてエ
ンジントルクの一部でも駆動されているので、エンジン
トルクの一部と第２モーター８とから駆動されることに
なり、その動力源はエンジンとバッテリーになる。ここ
で、バッテリーからの電力供給をやめると、第２モータ
ー８は第１モーター６で発電される電力のみで駆動する
ことになり、車軸１２を駆動する動力源はエンジンのみ
になる。

【０００７】クランク軸７およびそれと一体になったキ
ャリア３の回転数と、車軸１２に連結され第２モーター
８とともに回転するリングギヤ４の回転数との比（変速
比）は、クランク軸７からのエンジントルクの大きさ
と、車軸１２が車輪を駆動する出力トルク（負荷）の大
きさ、およびバッテリーから第２モーター８に供給され
る電力とで自動的に決まる。自動車が低速でエンジント
ルクが大きく車軸１２の負荷が大きい場合は、リングギ
ヤ４の回転数が低くサンギヤ２の回転数が高く、徐々に
自動車の速度が高くなって車軸１２の負荷が小さくなる
と、サンギヤ２の回転数が低くなってリングギヤ４の回
転数が高くなるように無段階に変化する。

【０００８】また、自動車を減速する際には、エンジン
を停止させ第２モーター８を発電機に切り替えて発電さ
せることで減速するとともに、従来は摩擦ブレーキ等で
熱に変えて捨てていた自動車の運動エネルギーの一部を
電力に変えてバッテリーを充電する、いわゆるエネルギ
ー回生を行うことができる。この際、キャリア３はエン
ジンのクランク軸７とともに停止しているので、第１モ
ーター６は空転している。すなわち、この状態で第１モ
ーター６に発電させると、その反力でエンジンが駆動さ
れて回転し、回生すべきエネルギーがエンジンの回転に
消費されるからである。さらに後進の際には、エンジン
を回さずにバッテリーから供給する電力で第２モーター
８のみを逆転することにより後進の駆動力が得られる。
この場合も、第１モーター６にも電力を供給して後進駆
動をさせると、エンジンのクランク軸７に反力トルクが
作用してエンジンを回転させ、無駄な動力を消費するこ
とになる。一般にエンジンとして用いる内燃機関は、負
荷が低い運転状態において熱効率が低い特性を持つた
め、ハイブリッド自動車は通常、自動車が低負荷域で走
行する際にはエンジンによる駆動を避け、エンジンでの
発電および前記エネルギー回生でバッテリーに充電した
電力を使ってモーターで駆動し、高負荷域の走行はエン
ジンの動力で駆動することで、従来のエンジン駆動のみ
の自動車より燃費を良くすることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
にあっては、エンジンで駆動して走行する際にその動力
の一部を使って第１モーター６で発電させ、その電力に
よって第２モーター８で車軸１２を駆動しているため、
一部ではあるが発電してモーターで出力させる過程でど
うしてもロスが生じる。すなわち第１モーター６におけ
る発電効率と第２モーター８における出力効率との積
が、動力を一旦電気に変えて伝達するルートの動力伝達
効率になる。このように動力を電気に変えて伝達するル
ートの動力伝達効率は、一般に歯車やチェーンなどの機
械的伝達に比べて劣る。

【００１０】このため、比較的速度が高い定常走行な
ど、エンジンに負荷がかかる駆動状態で長時間走行する
ような場合に燃費を悪化させる原因になり、ハイブリッ
ド自動車の良さを一部損なうという問題がある。また、
モーターの駆動による後進時に、第２モーター８のみで
しか駆動できないため大きな容量の第２モーター８を必
要とし、さらに、減速時においても第２モーター８のみ
でしか発電できないため、エネルギー回生の効率が悪い
という問題がある。

【００１１】そこで本発明は、自動車が、比較的速度が
高い定常走行など、エンジンに負荷がかかる駆動状態で
長時間走行するような場合に、エンジンの動力を効率よ
く車軸に伝え、一層の燃費向上を図ることを目的とす
る。また、本発明は、自動車の後進時に２個のモーター
を駆動に使うことで、２個のモーターの合計容量を小さ
くすることを目的とする。また、本発明は、減速時に第
２モーターの発電に加えて第１モーターをも発電させる
ことでエネルギー回生効率を向上させることも目的とす
る。さらに、本発明は、上記に加えて後輪駆動車に適し
た構成の駆動装置を得ることも目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の本発明の自動車用駆動装置にあっ
ては、サンギヤとリングギヤとこれらに噛み合うピニヨ
ンを支持するキャリアとを有する遊星歯車を備え、サン
ギヤが第１モーターにて駆動可能であり、キャリアおよ
びリングギヤのうち一方の要素にエンジンのクランク軸
からの動力が入力可能で、キャリアおよびリングギヤの
うち他方の要素からの出力が、第２モーターで駆動可能
とされた出力軸へ伝達可能な自動車用駆動装置におい
て、エンジンのクランク軸により駆動される遊星歯車の
一方の要素に入力した駆動力を、固定された変速比で変
速して出力軸へ伝える変速機構を備えたことを特徴とす
る。

【００１３】請求項２に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、遊星歯車を一体的に連結する手段によ
り、固定された変速比で変速することを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、サンギヤをケースに固定する手段によ
り、固定された変速比で変速することを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、固定された変速比に切り替える際に、切
り替えのための噛み合い部相互の回転差が略０になった
時点で噛み合わせることを特徴とする。

【００１６】請求項５に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、固定された変速比に切り替える際に、切
り替えのための噛み合い部相互の回転差が略０になるよ
うに第１モーターの回転数を制御することを特徴とす
る。

【００１７】請求項６に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、変速機構は、エンジンのクランク軸と出
力軸との間に遊星歯車と平行に配置した同期噛み合い式
変速機構であり、変速機構の入力軸がリングギヤおよび
キャリアのうちの一方の要素により駆動されることを特
徴とする。

【００１８】請求項７に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、固定された変速比を得る連結状態におい
て、第１モーターおよび第２モーターの一方または両方
で、駆動力を加勢しまたは発電することを任意に選択可
能にしたことを特徴とする。

【００１９】請求項８に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、リングギヤが、エンジンのクランク軸と
連結されるとともに変速機構の入力軸とクラッチを介し
て連結可能であることを特徴とする。

【００２０】請求項９に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、エンジンのクランク軸と連結されたキャ
リアおよびリングギヤのうちの一方の要素を、ケースに
固定可能に構成したことを特徴とする。

【００２１】請求項１０に記載の本発明の自動車用駆動
装置にあっては、エンジンのクランク軸と、リングギヤ
およびキャリアのうち一方の要素とを、クラッチにより
断続可能にするとともに、一方の要素と冷房装置のコン
プレッサーとを連結可能に構成したことを特徴とする。

【００２２】請求項１１に記載の本発明の自動車用駆動
装置にあっては、遊星歯車と第１モーターと第２モータ
ーおよび固定された変速比に切り替えるスリーブとをク
ランク軸と同じ軸心上に設けたことを特徴とする。

【００２３】

【作用】請求項１に記載の本発明の自動車用駆動装置に
あっては、エンジンのクランク軸により駆動される遊星
歯車の一方の要素に入力した駆動力を、固定された変速
比で変速して出力軸へ伝える変速機構を備えたため、第
１、第２モーターを使った無段階な変速に加えて、固定
された変速比による機械的な動力伝達ができる。

【００２４】請求項２に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、遊星歯車を一体的に連結する手段によ
り、固定された変速比で変速するようにしたため、遊星
歯車を一体にするだけで変速比１の直結伝達になる。

【００２５】請求項３に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、サンギヤをケースに固定する手段によ
り、固定された変速比で変速するようにしたため、サン
ギヤをケースに固定するだけで増速（オーバードライ
ブ）伝達になる。

【００２６】請求項４に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、固定された変速比に切り替える際に、切
り替えのための噛み合い部相互の回転差が略０になった
時点で噛み合わせるようにしたため、切り替えがスムー
ズにできる。

【００２７】請求項５に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、固定された変速比に切り替える際に、切
り替えのための噛み合い部相互の回転差が略０になるよ
うに第１モーターの回転数を制御するようにしたため、
噛み合い部相互の回転差を素早く０にすることができ
る。

【００２８】請求項６に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、エンジンのクランク軸と出力軸との間に
遊星歯車と平行に同期噛み合い式変速機構を配置したた
め、遊星歯車での動力伝達と並行して固定された変速比
への切り替えができる。

【００２９】請求項７に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、固定された変速比を得る連結状態におい
て、第１モーターおよび第２モーターの一方または両方
で、駆動力を加勢しまたは発電することを任意に選択可
能にしたため、両モーターを駆使した加速および発電に
よるバッテリーの充電ができる。

【００３０】請求項８に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、リングギヤが、エンジンのクランク軸と
連結されるとともに変速機構の入力軸とクラッチを介し
て連結可能にしたため、クラッチを切ることで遊星歯車
の回転数と無関係に固定された変速比への切り替えを容
易に行うことができる。

【００３１】請求項９に記載の本発明の自動車用駆動装
置にあっては、エンジンのクランク軸と連結されたキャ
リアおよびリングギヤのうちの一方の要素を、ケースに
固定可能に構成したため、後進時に両モーターで駆動す
ることができるとともに、減速時にエンジンを停止した
まま両モーターで発電させることができる。

【００３２】請求項１０に記載の本発明の自動車用駆動
装置にあっては、エンジンのクランク軸と、リングギヤ
およびキャリアのうち一方の要素とを、クラッチにより
断続可能にするとともに、一方の要素と冷房装置のコン
プレッサーとを連結可能に構成したため、エンジンが停
止した状態においても第１モーターによりコンプレッサ
ーを運転することができる。

【００３３】請求項１１に記載の本発明の自動車用駆動
装置にあっては、遊星歯車と第１モーターと第２モータ
ーおよび固定された変速比に切り替えるスリーブとをク
ランク軸と同じ軸心上に設けたため、少ない歯車構成で
出力軸をクランク軸と同じ軸心上に配置するレイアウト
が可能になる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づき説明する。図１は、本発明の自動車用駆動装置の
主要部のスケルトン図である。遊星歯車１０は、サンギ
ヤ１２と、リングギヤ１４と、キャリア１６および、該
キャリア１６に軸支されサンギヤ１２およびリングギヤ
１４と噛み合うピニヨン１８から構成されている。キャ
リア１６は図示しないエンジンのクランク軸２０と連結
されており、サンギヤ１２は第１モーター２２の回転子
２４と連結されている。第１モーター２２の固定子２６
はケース２８に固定されている。リングギヤ１４は第２
モーター３０の回転子３２と連結されており、第２モー
ター３０の固定子３４はケース２８に固定されている。

【００３５】リングギヤ１４は第１スプロケット３６と
一体になっており、チェーン３８を介して第２スプロケ
ット４０と連結している。第２スプロケット４０は第１
減速入力歯車４２と一体になっており、第１減速入力歯
車４２は第１減速出力歯車４４と噛み合っている。第１
減速出力歯車４４は出力軸４６および第２減速入力歯車
４８と一体になっており、第２減速入力歯車４８は第２
減速出力歯車５０と噛み合っている。第２減速出力歯車
５０は差動装置５２を内包しており、差動装置５２は左
右の車軸５４ａ、５４ｂと連結している。車軸５４ａ、
５４ｂは図示しない自動車の車輪と連結している。

【００３６】サンギヤ１２にはスリーブ５６が設けら
れ、スリーブ５６が左右に移動することによりキャリア
１６と一体になった第１クラッチギヤ５８またはケース
２８に固定された第２クラッチギヤ６０と選択的に連結
することができる。すなわち、スリーブ５６が右に移動
して第１クラッチギヤ５８と連結した場合はサンギヤ１
２とキャリア１６が一体になるため、クランク軸２０と
リングギヤ１４とが直結される。また、スリーブ５６が
左に移動して第２クラッチギヤ６０と連結した場合はサ
ンギヤ１２がケース２８に固定され、キャリア１６の回
転がリングギヤ１４へ増速して伝達される。

【００３７】図１は、スリーブ５６が第１クラッチギヤ
５８および第２クラッチギヤ６０のいずれとも噛み合っ
ていない中立位置の状態を示す。尚、図示は省略する
が、スリーブ５６と第１クラッチギヤ５８および第２ク
ラッチギヤ６０との間に、それぞれ円錐摩擦面を備えた
同期機構を設けて、スリーブ５６が第１クラッチギヤ５
８および第２クラッチギヤ６０とスムーズに噛み合うこ
とができるようにしてもよい。また、第１モーター２２
および第２モーター３０は正逆転できるとともに、発電
機としての機能も有しており、それぞれ任意に切り替え
ることができる。

【００３８】上記の駆動装置を搭載した自動車は、図示
しないエンジンと、第１、第２モーター２２、３０との
２種類の動力源を有するので、いわゆるハイブリッド自
動車を構成する。次に、上記構成の駆動装置の作動につ
いて説明する。以下の説明で『正回転』とは、エンジン
回転と同じ方向の回転を言い、『逆回転』とはその逆方
向の回転を言う。

【００３９】はじめに、図示しないバッテリーから供給
される電力による発進と加速を説明する。自動車が発進
する際、バッテリーから第２モーター３０に電力が供給
されると回転子３２が正回転してリングギヤ１４と一体
になった第１スプロケット３６を駆動する。第１スプロ
ケット３６からチェーン３８を経て第２スプロケット４
０に伝えられた動力は第１減速入力歯車４２、第１減速
出力歯車４４および出力軸４６を経て第２減速入力歯車
４８に伝えられる。第２減速入力歯車４８と噛み合った
第２減速出力歯車５０は差動装置５２、車軸５４ａ、５
４ｂを介して図示しない自動車の車輪を前進方向に駆動
する。この際、エンジンは停止しているのでキャリア１
６も停止しており、リングギヤ１４が第２モーター３０
とともに正回転すると、サンギヤ１２および第１モータ
ー２２は逆回転するが、第１モーター２２は空転するの
みである。

【００４０】次に、さらに駆動力を強くするためにエン
ジンを始動させる作動を説明する。その場合は、第２モ
ーター３０に加えて第１モーター２２にも電力を供給す
ることで回転子２４の逆回転を止める方向のトルクを発
生させる。その結果、キャリア１６が正回転しエンジン
のクランク軸２０も回転する。ここで図示しないエンジ
ンに燃料を供給したり点火回路を接続するなどを行うと
エンジンが始動する。この際、はじめに第２モーター３
０への電力供給をやや絞り、第１モーター２２への電力
供給と同時に第２モーター３０への電力供給を増大させ
ることで、第１モーター２２がエンジンを駆動する反力
で出力軸４６のトルクが落ち込むのを防止する。

【００４１】エンジンが始動すると直ちに第１モーター
２２を発電機に切り替える。自動車が低速度で走行して
いる場合は、クランク軸２０と一体に回転するキャリア
１６の回転数よりリングギヤ１４の回転数が低いので、
サンギヤ１２と一体に回転する第１モーター２２はクラ
ンク軸２０より高速で正回転し、発電する。第１モータ
ー２２で発電された電力は第２モーター３０に供給さ
れ、第２モーター３０はバッテリーがら供給される電力
と第１モーター２２がら供給される電力とでチェーン３
８などを介して車輪を駆動する。この場合、クランク軸
２０からキャリア１６へ入力したエンジンのトルクは遊
星歯車１０で分割され、一部はサンギヤ１２から第１モ
ーター２２を駆動して発電し、残りのトルクはリングギ
ヤ１４に伝達され、第２モーター３０の出力と合わされ
てチェーン３８へ伝えられる。

【００４２】従って、入力するクランク軸２０の回転数
と、第２モーター３０とともに回転するリングギヤ１４
の回転数との比（変速比）は、クランク軸２０からの入
力トルクの大きさと、車軸５４ａ、５４ｂが車輪を駆動
する出力トルク（負荷）の大きさと、バッテリーおよび
第１モーター２２から第２モーター３０に供給する電力
とで決まる。自動車が低速でエンジントルクが大きい急
加速など、自動車を走行させる負荷が大きい場合は、リ
ングギヤ１４の回転数が低くサンギヤ１２の回転数が高
い。自動車の加速度が低くなって負荷が小さくなると、
サンギヤ１２の回転数が低くなってリングギヤ１４の回
転数が高くなるように変速比は無段階に変化する。

【００４３】ここで、バッテリーからの電力供給をやめ
ても第１モーター２２から供給される電力で第２モータ
ー３０は駆動し続け、この場合はエンジンの動力のみで
自動車を加速することになる。この場合も変速比は無段
階に変化する。さらに自動車が高速になり、キャリア１
６とリングギヤ１４およびサンギヤ１２の回転数が互い
に同じになった時点で、スリーブ５６を右に移動して第
１クラッチギヤ５８と噛み合わせる。この噛み合いに際
して、第１モーター２２の発電量を増大させてキャリア
１６とリングギヤ１４およびサンギヤ１２の回転数が同
じになるように能動的に制御することができる。

【００４４】スリーブ５６が第１クラッチギヤ５８と噛
み合うと、遊星歯車１０はキャリア１６とリングギヤ１
４およびサンギヤ１２の全体が一体になって回転する。
直ちに第１モーター２２の発電作用を停止させて第２モ
ーター３０への電力供給をやめると、遊星歯車１０が一
体になっているのでクランク軸２０のトルクが第１スプ
ロケット３６を直結駆動する。この結果、変速比が１の
１速になる。この際、第１モーター２２および第２モー
ター３０の一方または両方にバッテリーから電力を供給
して、エンジンの動力による駆動に加勢することができ
る。また逆に、エンジンの動力で自動車を走行させなが
ら第１モーター２２および第２モーター３０に発電させ
てバッテリーに充電することもできる。

【００４５】さらに自動車の速度が高まってきた場合に
は、スリーブ５６が第１クラッチギヤ５８と噛み合った
状態で、一旦、第１モーター２２に発電させて電力を第
２モーター３０に供給し、スリーブ５６と第１クラッチ
ギヤ５８との間の伝達トルクをほぼ０にした上で、スリ
ーブ５６を元の中立位置に戻す。スリーブ５６が中立位
置に戻ったら、第１モーター２２の発電量をさらに増大
させ、あるいは逆回転方向に電流を供給してサンギヤ１
２の回転数を下げる。そして、サンギヤ１２の回転数が
０になったところでスリーブ５６を第２クラッチギヤ６
０と噛み合せ、サンギヤ１２をケース２８に固定する。
そして、再び第１、第２モーター２２、３０の発電また
は電力供給をやめる。

【００４６】この場合、サンギヤ１２がケース２８に固
定されるので、クランク軸２０の回転はリングギヤ１４
に増速して伝えられる。この連結状態が２速であり、一
般的な変速機ではオーバードライブと呼ばれる変速比に
相当する増速になる。この場合も、エンジンの動力を全
てチェーン３８などを介して自動車の駆動に使うことが
できるし、並行して第１モーター２２や第２モーター３
０にバッテリーから電力を供給してエンジンの動力によ
る駆動に加勢することもできる。また逆に、並行して第
１モーター２２や第２モーター３０に発電させてバッテ
リーの充電を行うこともできる。

【００４７】次に、２速状態から自動車を減速または制
動する場合について説明する。自動車の運転者が図示し
ないエンジンのスロットルペダルを解放したり、ブレー
キ操作を行った場合に、自動車を減速する。上述のスリ
ーブ５６が第２クラッチギヤ６０と噛み合った状態でク
ランク軸２０からの駆動力がなくなると、スリーブ５６
と第２クラッチギヤ６０との間には駆動時と逆のトルク
が作用する。そこで第１モーター２２に電流を供給して
スリーブ５６と第２クラッチギヤ６０との間のトルクを
相殺する作用をさせて、スリーブ５６と第２クラッチギ
ヤ６０との間に作用するトルクを０する。

【００４８】その上でスリーブ５６を中立位置へ戻して
エンジンを停止させる。直ちに第２モーター３０を発電
機に切り替えて自動車を減速する作用を行うとともに、
発電した電力はバッテリーの充電に振り向ける。従っ
て、第２モーター３０の発電量を制御することで減速度
を変化させることができる。次に、自動車を後進させる
場合は、エンジンが停止している状態で第２モーター３
０に電力を供給し逆回転させることで出力軸４６は後進
方向に駆動される。

【００４９】以上の説明で明らかなように、図１の実施
形態において、前進走行で少なくとも次の駆動モードが
可能である。 （１）バッテリーからの電力供給のみによる第２モータ
ー３０での駆動。 （２）クランク軸２０から入る動力の一部により第１モ
ーター２２で発電させて第２モーター３０から出力した
トルクと、クランク軸２０からリングギヤ１４を経由し
て機械的に伝達されるトルクとを合わせた、エンジンで
の駆動。 （３）クランク軸２０からのトルクを１速（直結）の変
速比で機械的に伝達するエンジンでの駆動。 （４）クランク軸２０からのトルクを２速（オーバード
ライブ）の変速比で機械的に伝達するエンジンでの駆
動。

【００５０】実際には、（２）で第２モーター３０にバ
ッテリーからも電力を供給するが否かや、（３）（４）
では第１、第２モーター２２、３０に電力を供給するか
発電させるかなどの変化がある。以上の４種類の駆動モ
ードで、（１）は、緩やかな発進や低速での緩やかな加
速といった低負荷の走行状態において、バッテリーの充
放電に伴う効率を考慮しても、エンジンで直接駆動する
より熱効率が高くなるため燃費を向上することが可能に
なる。（２）は、低速域での一般的な加速や急加速など
において、エンジンの動力で無段階に変速しながら加速
するのに適している。（３）は、中速域における一定速
走行に近い走行状態において、エンジンの動力を１速で
機械的に伝達することで（２）より良好な燃費が得ら
れ、さらに高速域においては（４）の２速で機械的に伝
達することで（２）または（３）より良好な燃費を得る
ことができる。従来の駆動装置においては上記の（１）
および（２）の駆動モードのみであったので、新たに増
えた（３）（４）の駆動モードが適した走行条件におい
て、（３）（４）の駆動モードで走行することにより、
従来の駆動装置を用いたハイブリッド自動車より燃費を
向上することができる。

【００５１】次に、図２は、本発明の自動車用駆動装置
における他の実施形態を表すスケルトン図である。はじ
めに図１の実施形態との違いを説明する。リングギヤ１
４は、クランク軸２０と一体的に連結されるとともに外
歯６２が設けてあり、ケース２８に設けた固定爪６４を
外歯６２に噛み合わせることによりケース２８に固定す
ることができる。

【００５２】また、キャリア１６が第２モーター３０の
回転子３２と連結されるとともに、第１スプロケット３
６，第１チェーン３８を介して、変速機構６６の入力軸
６８に回転自在に支持された第２スプロケット４０と連
結されている。第２スプロケット４０は１速入力歯車７
０と一体になっており、１速入力歯車７０は出力軸４６
と一体になった１速出力歯車７２と噛み合っている。ま
た、リングギヤ１４は第３スプロケット７４と一体にな
っており、第２チェーン７６を介して入力軸６８に回転
自在に支持されたクラッチ７８と一体の第４スプロケッ
ト８０と連結されている。

【００５３】また、入力軸６８はクラッチディスク８２
と連結され、クラッチ７８により第２チェーン７６など
を介してクランク軸２０と断続可能である。また、入力
軸６８は２速入力歯車８４を回転自在に支持しており、
２速入力歯車８４は出力軸４６と一体の２速出力歯車８
６と噛み合っている。さらに、入力軸４６はスリーブ５
６が左右に移動することで、１速入力歯車７０および２
速入力歯車８４と選択的に連結することができる。図２
はスリーブ５６が１速入力歯車７０および２速入力歯車
８４のいずれとも噛み合っていない中立位置にある状態
を示す。図示は省略したが、スリーブ５６と１速入力歯
車７０および２速入力歯車８４との間には、スムーズに
連結するための同期機構がそれぞれ備えられている。

【００５４】以上を整理すると、第２モーター３０は第
１チェーン３８などを介して出力軸４６と常に連結さ
れ、キャリア１６は第２チェーン７６およびクラッチ７
８などを介して１速入力歯車７０および２速入力歯車７
０とそれぞれ選択的に連結可能であり、入力軸６８と出
力軸４６との間は、２段の同期噛み合い式変速機構を構
成する。

【００５５】次に、図２の実施形態の作動について説明
する。はじめに、バッテリーから第２モーター３０に電
力を供給することで自動車を発進および加速できるのは
図１の実施形態と同じである。すなわち、第２モーター
３０が第１スプロケット３６、第１チェーン３８、第２
スプロケット、１速入力歯車７０、１速出力歯車７２を
介して出力軸４６を駆動する。この際、エンジンは停止
しているのでリングギヤ１４も停止しており、キャリア
１６が第２モーター３０とともに回転すると、サンギヤ
１２および第１モーター２２は正回転するが、第１モー
ター２２は発電作用をしない。

【００５６】次に、さらに駆動力を強くするためにエン
ジンを始動させる作動を説明する。その場合は、第２モ
ーター３０に加えて第１モーター２２にも電力を供給す
ることで、回転子２４の回転を止める方向のトルクを発
生させる。その結果、リングギヤ１４が正回転しエンジ
ンのクランク軸２０が回転させられるので、図示しない
エンジンに燃料を供給したり点火回路を接続するなどを
行うとエンジンが始動する。この際、はじめに第２モー
ター３０への電力供給をやや絞り、第１モーター２２へ
の電力供給と同時に第２モーター３０への電力供給を増
大させることで、第１モーター２２がエンジンを駆動す
る反力で出力軸４６のトルクが落ち込むのを防止するこ
とができるのは、図１の実施形態と同じである。

【００５７】エンジンが始動すると直ちに第１モーター
２２を発電機に切り替える。クランク軸２０と一体に回
転するリングギヤ１４の回転数よりキャリア１６の回転
数が大幅に低い場合は、サンギヤ１２と一体に回転する
第１モーター２２は逆回転しながら発電する。第１モー
ター２２で発電された電力は第２モーター３０に供給さ
れ、第２モーター３０はバッテリーから供給される電力
と第１モーター２２から供給される電力で第１チェーン
３８などを介して車軸５４ａ、５４ｂを駆動する。

【００５８】この場合、クランク軸２０からリングギヤ
１４へ入力したトルクは、キャリア１６を減速駆動する
とともに、その反力がサンギヤ１２に作用し、第１モー
ター２２を逆回転させて発電する。発電した電力は第２
モーター３０に供給され、前述のキャリア１６が減速駆
動されたトルクと第２モーター３０の出力とが合わされ
て第１チェーン３８へ伝えられる。従って、入力するク
ランク軸２０の回転数と、第２モーター３０とともに回
転するキャリア１６の回転数との比（変速比）は、図１
の実施形態と同様にクランク軸２０からの入力トルクの
大きさと、車軸５４ａ、５４ｂが車輪を駆動する出力ト
ルク（負荷）の大きさ、バッテリーおよび第１モーター
２２が発電して第２モーター３０に供給する電力とで決
まる。

【００５９】自動車が低速でエンジントルクが大きい急
加速など、自動車を走行させる負荷が大きい場合は、リ
ングギヤ１４よりキャリア１６の回転数が低く、逆回転
するサンギヤ１２の回転数が高い。自動車の加速度が低
くなり負荷が小さくなると、サンギヤ１２の回転数が低
くなってキャリア１６の回転数が高くなるように変速比
は無段階に変化する。ここで、バッテリーからの電力供
給をやめると第１モーター２２から供給される電力のみ
で第２モーター３０は駆動するので、この場合はエンジ
ンの動力のみで自動車を加速することになる。この場合
も変速比は無段階に変化する。

【００６０】自動車が高速になってきたら、クラッチ７
８を切ってスリーブ５６を左側へ移動し、１速入力歯車
７０と入力軸６８とを連結する。この場合、クラッチ７
８を切ってあるため、スリーブ５６を左側へ移動して１
速入力歯車７０と噛み合わせるに際して、図示しない同
期機構の負担になるのはクラッチディスク８２の慣性だ
けであるので容易に連結することができる。続いて、ク
ラッチ７８を接続するとともに第１モーター２２の発電
と第２モーター３０による駆動をやめる。このクラッチ
７８を接続する際に、エンジン出力および第１モーター
２２の発電量を適切に制御することで、クラッチ７８の
接続による出力軸４６のトルク変動を小さくすることが
できる。

【００６１】クラッチ７８を接続すると、クランク軸２
０から入るトルクは第２チェーン７６およびクラッチ７
８を介して１速入力歯車７０から１速出力歯車７２を経
て出力軸４６を駆動する。従って、クランク軸２０と出
力軸４６とが機械的に連結され、この場合、クランク軸
２０と出力軸４６との回転数比（変速比）は、第３スプ
ロケット７４および第４スプロケット８０の歯数比と、
１速入力歯車７０および１速出力歯車７２の歯数比との
積であり、１速変速比になる。この際、第１モーター２
２および第２モーター３０の一方または両方にバッテリ
ーから電力を供給して、エンジンの動力による駆動に加
勢することができる。また逆に、エンジンの動力で自動
車を駆動しながら第１モーター２２および第２モーター
３０に発電させてバッテリーに充電することもできる。

【００６２】さらに自動車の速度が高まってきた場合に
は、１速から２速への変速を行う。まず、再びクラッチ
７８を切るとともに図示しないエンジンのスロットルバ
ルブを閉じてエンジンの無用な回転上昇を抑える。同時
に、バッテリーから第２モーター３０に電力を供給して
第１チェーン３８など介して出力軸４６を駆動する。そ
して、スリーブ５６を右側へ移動して２速入力歯車８４
と入力軸６８とを連結する。直ちにエンジンの回転数を
適度に上昇させるとともにクラッチ７８を接続し、第２
モーター３０への電力供給をやめると２速へ切り替わ
る。つまり、クラッチ７８を切った状態においてエンジ
ンからの駆動力は伝わらないが、第２モーター３０によ
る出力軸４６の駆動が行われるので、駆動力の中断をせ
ずに１速から２速へ変速することができる。

【００６３】この連結状態においてクランク軸２０と出
力軸４６との回転数比（変速比）は、第３スプロケット
７４および第４スプロケット８０の歯数比と、２速入力
歯車８４および２速出力歯車８６の歯数比との積であ
り、２速の変速比になる。この場合も、エンジンの動力
を全て第２チェーン７６などを介して自動車の駆動に使
うことができるし、並行して第１モーター２２や第２モ
ーター３０にバッテリーから電力を供給してエンジンの
動力による駆動に加勢することができる。また逆に、並
行して第１モーター２２や第２モーター３０で発電させ
てバッテリーの充電を行うこともできる。

【００６４】次に、この２速状態から自動車を減速する
場合について説明する。直ちにクラッチ７８を切ってエ
ンジンを停止させるとともに、第１モーター２２への電
流供給をやめて、第２モーター３０を発電機に切り替え
て自動車を減速する作用を行い、発電した電力はバッテ
リーの充電に振り向ける。従って、第２モーター３０の
発電量を制御することで減速度を変化させることができ
る。

【００６５】さらに強力な減速力を得るために、第１モ
ーター２２にも発電させる場合の作動を説明する。リン
グギヤ１４はエンジンとともに停止しているので、固定
爪６４を外歯６２に噛み合わせてリングギヤ１４をケー
ス２８に固定する。自動車は走行しているのでキャリア
１６は回転しており、サンギヤ１２はさらに高速で回転
している。ここで上記の第２モーター３０の発電に加え
て第１モーター２２にも発電させることで、より強力に
減速することができる。この際に、第１モーター２２に
も発電させることで、リングギヤ１４に反力トルクが作
用するが、リングギヤ１４は固定爪６４によりケース２
８に固定されているので回転せず、エンジンも停止した
ままである。

【００６６】次に、自動車を後進させる場合は、第２モ
ーター３０を逆回転させることで出力軸４６は後進方向
に駆動される。また、後進でさらに大きな駆動力を必要
とする場合は、上記と同様にエンジンが停止している状
態で固定爪６４を外歯６２に噛み合わせてリングギヤ１
４をケース２８に固定し、第２モーター３０に加えて第
１モーター２２を逆回転駆動させることで、出力軸４６
は両モーター２２、３０により後進方向に駆動される。
この場合も、両モーター２２、３０により駆動すること
でリングギヤ１４に反力トルクが作用するが、リングギ
ヤ１４は固定爪６４によりケース２８に固定されている
ので回転せず、エンジンも停止したままである。

【００６７】以上の説明で明らかなように、図２の実施
形態においても図１の実施形態と同じように次の駆動モ
ードが可能である。 （１）バッテリーからの電力供給のみによる第２モータ
ー３０での駆動。 （２）クランク軸２０からの動力の一部で発電させて第
２モーター３０から出力したトルクと、キャリア１６を
経由して機械的に伝達したトルクを合わせたエンジンで
の駆動。 （３）クランク軸２０からのトルクを１速の変速比で機
械的に伝達するエンジンでの駆動。 （４）クランク軸２０からのトルクを２速の変速比で機
械的に伝達するエンジンでの駆動。

【００６８】以上の４種類の駆動モードで、（３）は、
中速域における一定速走行に近い走行状態において、エ
ンジンの動力を１速で機械的に伝達することで（２）よ
り良好な燃費が得られ、さらに高速域においては（４）
の２速で機械的に伝達することで（２）または（３）よ
り良好な燃費を得ることができる。従来の駆動装置にお
いては（１）および（２）の駆動モードのみであったの
で、（３）（４）の駆動モードが適した走行条件におい
て、従来の駆動装置を用いたハイブリッド自動車より燃
費を向上することができる。

【００６９】また、上記の説明で明らかなように、後進
時に第１モーター２２、第２モーター３０の両者で駆動
することができるので、第１モーター２２、第２モータ
ー３０の合計出力（容量）を図１の実施形態より小さく
設定することができる。また、自動車の減速時に第１モ
ーター２２、第２モーター３０をともに発電させること
で、第１モーター２２、第２モーター３０の合計出力
（容量）を小さくしても十分な減速力を得ることができ
るとともに、エネルギー回生を効率よく行うことができ
る。また、１速および２速への変速操作は、エンジン駆
動モードにおいて遊星歯車１０を介した動力伝達と並行
して行うこともできるので、出力軸４６に作用するトル
ク変動が少なく、変速時の違和感が小さい。

【００７０】次に、図３は、本発明の自動車用駆動装置
における他の実施形態を表すスケルトン図である。はじ
めに、図２の実施形態との違いを説明する。リングギヤ
１４は、第２チェーン７６を介して入力軸６８と常に連
結されるとともに、クラッチ７８を介してクランク軸２
０と断続可能である。すなわち、入力軸６８はクラッチ
７８を介してクランク軸２０と断続可能である。また、
リングギヤ１４は駆動プーリー８８と一体的に連結して
おり、ベルト９０および被動プーリー９２、さらには電
磁クラッチ９４を介してコンプレッサー９６と連結可能
である。コンプレッサー９６は図示しない自動車の冷房
装置の一部である。

【００７１】次に、図３の実施形態の作動について説明
する。クラッチ７８を接続するとクランク軸２０とリン
グギヤ１４とが連結されるので、図２の実施形態と同じ
連結状態になり、モーター３０のみによる駆動と、クラ
ンク軸２０からの入力で第１モーター２２に発電させる
駆動とは、前述の図２の実施形態と同様に行うことがで
きる。次に、クランク軸２０からの入力で第１モーター
２２に発電させる駆動モードから、１速に切り替える場
合の作動を説明する。クラッチ７８を切ると同時に図示
しないエンジンのスロットルバルブを閉じてエンジンの
無用な回転上昇を抑え、同時にバッテリーから第２モー
ター３０に電力を供給して出力軸４６を駆動する。

【００７２】続いて第１モーター２２にもバッテリーか
ら電力を供給して、入力軸６８の回転数と１速入力歯車
７０の回転数とが同じになるように制御する。そして、
入力軸６８の回転数と１速入力歯車７０の回転数とが同
じになった時点でスリーブ５６を左側へ移動して、入力
軸６８と１速入力歯車７０とを連結する。直ちにエンジ
ンのスロットルバルブを元に戻すとともに、クラッチ７
８を接続し、第１モーター２２と第２モーター３０への
電力供給を絶つことで、１速に切り替わる。従って、ク
ラッチ７８が切れている間も第２モーター３０によって
出力軸４６は駆動され続けるので、駆動力の中断をせず
に１速への切り替えを行うことができ、切り替え時の違
和感が少ない。

【００７３】次に、１速から２速に変速する場合につい
て説明する。まず、クラッチ７８を切ってエンジンのス
ロットルバルブを閉じ、エンジンの無用な回転上昇を防
ぐとともに、バッテリーから第２モーター３０に電力を
供給して駆動力の中断を防ぎながら、スリーブ５６を中
立位置へ戻す。続いて第１モーター２２にも電力供給
し、入力軸６８の回転数と２速入力歯車８４の回転数と
が同じになるように制御する。入力軸６８の回転数と２
速入力歯車８４の回転数が同じになった時点でスリーブ
５６を右側へ移動して、入力軸６８と２速入力歯車８４
とを連結する。

【００７４】直ちにエンジンのスロットルバルブを元に
戻すとともに、クラッチ７８を接続し、第１モーター２
２と第２モーター３０への電力供給を絶つことで、２速
に切り替わる。以上の１速および２速においては、図２
の実施形態と同様にクランク軸２０と出力軸４６とが、
それぞれの変速比で機械的に連結されるので、クランク
軸２０からの入力トルクを全て機械的に出力軸４６へ伝
達する駆動が可能であるし、並行して第１モーター２２
および第２モーター３０にバッテリーから電力を供給し
てエンジンの動力による駆動に加勢することもできる。
また逆に、並行して第１モーター２２または第２モータ
ー３０に発電させて、バッテリーに充電しながら走行す
ることも可能である。

【００７５】次に２速状態から自動車を減速する場合に
ついて説明する。まずクラッチ７８を切ると同時にエン
ジンを停止する。続いて第２モーター３０を発電機に切
り替えて発電させる。減速度は発電量を制御することで
変化させることができる。さらに強力な減速を必要とす
る場合は１速に変速させる。まず、第２モーター３０の
発電による減速を続けながらスリーブ５６を中立位置に
戻す。続いて第１モーター２２に少量の電力を供給し
て、スリーブ５６と１速入力歯車７０の回転数が同じに
なるように制御して、スリーブ５６を左側へ移動して両
者を噛み合わせ、直ちに第１モーター２２も発電機に切
り替える。つまり、第２モーター３０に加えて第１モー
ター２２にも発電させることで、より強力な減速を行う
と同時に、自動車の運動エネルギーを効率よく電力に変
えて回生し、バッテリーに充電することができる。

【００７６】次に、後進する場合は、エンジンが停止し
た状態で第２モーター３０を逆回転させることで後進駆
動ができる。この際、前述の１速の連結状態にしてクラ
ッチ７８を切って第１モーター２２にも電力を供給する
ことで、より大きな後進駆動力を得ることができる。こ
れはクラッチ７８を切ることでエンジンが停止したまま
でも第１モーター２２を駆動に使うことが可能になるた
めである。

【００７７】次に、コンプレッサー９６を駆動する場合
について説明する。まず、自動車およびエンジンが停止
している場合は、自動車とともにキャリア１６が停止し
ているので、クラッチ７８を切った上で第１モーター２
２に電力供給して逆回転させて、電磁クラッチ８４を接
続する。その結果、リングギヤ１４は正回転し駆動プー
リー８８、ベルト９０、電磁クラッチ８４を介してコン
プレッサー９６が駆動される。

【００７８】また、第２モーター３０のみによる駆動で
自動車が走行中も、クラッチ７８を切ったままで第１モ
ーター２２を回転させ、電磁クラッチ８４を接続するこ
とでコンプレッサー９６が駆動される。エンジンによる
駆動で自動車が走行している場合は、クラッチ７８およ
び電磁クラッチ８４を接続することで、コンプレッサー
９６はエンジンにより駆動される。

【００７９】図３の実施形態においても図２の実施形態
と同様に、後進時および減速時に第１モーター２２およ
び第２モーター３０を駆使することができるので、両モ
ーター２２、３０の合計容量を小さく設定することがで
きる。また、エンジンが停止している場合も冷房装置の
コンプレッサー９６を運転することができるので、夏期
の暑い時期においても、自動車が停止している状態でア
イドリングと呼ばれるエンジンの無用な回転を停止する
ことが可能になる。また、変速に際して第１モーター２
２の回転数を制御することで、スリーブ５６と１速入力
歯車７０または２速入力歯車８４との回転数を素早く同
じにして、変速をスムーズに行うことができる。

【００８０】次に、図４は本発明の他の実施形態におけ
る駆動装置のスケルトン図である。図４の実施形態は、
遊星歯車１０とエンジンのクランク軸２０および第１、
第２モーター２２、３０、スリーブ５６、出力軸４６と
が同じ軸心上に配置されている。また、遊星歯車１０と
クランク軸２０および第１、第２モーター２２、３０と
の連結関係は図１の実施形態と同じである。すなわち、
クランク軸２０がキャリア１６と、サンギヤ１２が第１
モーター２２とそれぞれ連結され、リングギヤ１４が第
２モーター３０と連結されている。また、リングギヤ１
４は１速入力歯車７０と連結されている。１速入力歯車
７０と噛み合っている１速出力歯車７２は減速入力歯車
４２と一体的に連結され、減速入力歯車４２は出力軸４
６と一体になった減速出力歯車４４と噛み合っている。
また、クランク軸２０と連結されたスリーブ５６は左右
に移動することで、クランク軸２０と１速入力歯車７０
および出力軸４６とを選択的に連結することができる。
従って、第２モーター３０は、１速入力歯車７０、１速
出力歯車７２、減速入力歯車４２、減速出力歯車４４を
介して出力軸４６と常に連結されている。

【００８１】図４の実施形態においても図１の実施形態
と同様に、第２モーター３０のみによる駆動と、クラン
ク軸２０からの入力する動力の一部による第１モーター
２２での発電電力を第２モーター３０へ供給しての駆動
が可能である。また、スリーブ５６を左に移動してクラ
ンク軸２０と１速入力歯車７０とを連結することで、ク
ランク軸２０と出力軸４６とは１速の変速比で連結され
る。その際の変速比は、１速入力歯車７０と１速出力歯
車７２との歯数比と、減速入力歯車４２と減速出力歯車
４４との歯数比の積になる。

【００８２】また、スリーブ５６を右に移動すること
で、クランク軸２０と出力軸４６とは一体的に連結さ
れ、変速比が１の２速になる。１速、２速とも、エンジ
ンの動力を全て自動車の駆動に使うことができるし、並
行して第１モーター２２や第２モーター３０にバッテリ
ーから電力を供給してエンジンの動力による駆動に加勢
することもできる。また逆に、並行して第１モーター２
２や第２モーター３０に発電させてバッテリーの充電を
行うこともできる。図４の実施形態においても上記のよ
うに１速、２速の変速比で機械的に伝達することができ
るので、自動車の定常走行における燃費を向上すること
ができる。

【００８３】次に、図５は本発明の他の実施形態におけ
る駆動装置のスケルトン図である。図５の実施形態も図
４の実施形態と同様に、遊星歯車１０とエンジンのクラ
ンク軸２０および第１、第２モーター２２、３０、スリ
ーブ５６，出力軸４６とが同じ軸心上に配置されてい
る。また、遊星歯車１０とクランク軸２０および第１、
第２モーター２２、３０との連結関係は図２の実施形態
と同じである。すなわち、クランク軸２０がリングギヤ
１４と、サンギヤ１２が第１モーター２２とそれぞれ連
結され、キャリア１６が第２モーター３０および２速入
力歯車８４と連結されている。２速入力歯車８４と噛み
合っている２速出力歯車８６は減速入力歯車４２と一体
的に連結され、減速入力歯車４２は出力軸４６と一体に
なった減速出力歯車４４と噛み合っている。また、クラ
ンク軸２０とクラッチ７８を介して断続可能に連結され
たスリーブ５６は左右に移動することで、クランク軸２
０と２速入力歯車８４および出力軸４６とを選択的に連
結することができる。従って、第２モーター３０は、２
速入力歯車８４、２速出力歯車８６、減速入力歯車４
２、減速出力歯車４４を介して常に出力軸４６と連結さ
れている。

【００８４】図５の実施形態においても図２の実施形態
と同様に、第２モーター３０のみによる駆動と、クラン
ク軸２０からの入力トルクの一部による第１モーター２
２での発電電力を第２モーター３０へ供給しての駆動が
可能である。また、スリーブ５６を右に移動しクラッチ
７８を接続することで、クランク軸２０と出力軸４６と
は一体的に連結され、変速比が１の１速になる。

【００８５】また、スリーブ５６を左に移動してクラン
ク軸２０と２速入力歯車８４とを連結し、クラッチ７８
を接続することで、クランク軸２０と出力軸４６とは２
速の変速比で連結される。その際の変速比は、２速入力
歯車８４および２速出力歯車８６の歯数比と、減速入力
歯車４２および減速出力歯車４４の歯数比との積にな
る。図５の実施形態においては２速の変速比を増速にす
る。１速、２速とも、エンジンの動力を全て自動車の駆
動に使うことができるし、並行して第１モーター２２や
第２モーター３０にバッテリーから電力を供給してエン
ジンの動力による駆動に加勢することもできる。また逆
に、並行して第１モーター２２や第２モーター３０に発
電させてバッテリーの充電を行うこともできる。図５の
実施形態においても図２の実施形態と同様の制御を行う
ことで、上記のように１速、２速の変速比で動力を機械
的に伝達することができるので、自動車の定常走行にお
ける燃費を向上することができる。

【００８６】本発明の自動車用駆動装置は、当業者の一
般的な知識に基づいて、変速をスムーズに行うためにエ
ンジンおよびモーターを能動的に制御することや、燃費
をよくするためにそれぞれの変速を行う速度を適切に決
定する、などの変更や改良を加えた態様で実施すること
ができる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の自動
車用駆動装置によれば、以下のような効果を得ることが
できる。 （１）請求項１に記載の駆動装置にあっては、第１、第
２モーターと遊星歯車とを備えた自動車用駆動装置にお
いて、エンジンのクランク軸により駆動される遊星歯車
の要素に入力した駆動力を、固定された変速比で変速し
て出力軸へ伝える変速機構を備えたため、第１、第２モ
ーターを使った無段階な変速に加えて、固定された変速
比に切り替えて高い伝達効率の動力伝達ができるので、
従来の駆動装置に比べて燃費を良くすることが可能にな
る。

【００８８】（２）請求項２に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、遊星歯車を一体的に連結する手段
により、固定された変速比で変速するようにしたため、
簡単な構成で変速比１の直結伝達が可能になるので、伝
達効率の高い駆動ができる。

【００８９】（３）請求項３に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、サンギヤをケースに固定する手段
により、固定された変速比で変速するようにしたため、
サンギヤをケースに固定するだけの簡単な構成でで増速
（オーバードライブ）伝達が可能になるので、伝達効率
の高い駆動ができる。

【００９０】（４）請求項４に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、固定された変速比に切り替える際
に、切り替えのための噛み合い部相互の回転差が略０に
なった時点で噛み合わせるようにしたため、切り替えの
ための噛み合いをスムーズに行うことができる。

【００９１】（５）請求項５に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、固定された変速比に切り替える際
に、切り替えのための噛み合い部相互の回転差が略０に
なるように第１モーターの回転数を制御するようにした
ため、噛み合い部相互の回転差を素早く０にすることが
でき、迅速な切り替えが可能になる。

【００９２】（６）請求項６に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、エンジンのクランク軸と出力軸と
の間に遊星歯車と平行に同期噛み合い式変速機構を配置
したため、全長の短い駆動装置が可能になるのに加えて
遊星歯車での動力伝達と並行して固定された変速比への
切り替えが可能になり、違和感の少ない変速ができる。

【００９３】（７）請求項７に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、固定された変速比を得る連結状態
において、第１モーターおよび第２モーターの一方また
は両方で、駆動力を加勢しまたは発電することを任意に
選択可能にしたため、両モーターを駆使した加速および
発電によるバッテリーの充電ができるので、強い加速力
と充電とを任意に選択して、燃費が良くなるように運転
条件に適した駆動を行うことができる。

【００９４】（８）請求項８に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、リングギヤが、エンジンのクラン
ク軸と連結されるとともに変速機構の入力軸とクラッチ
を介して連結可能にしたため、クラッチを切ることで遊
星歯車の回転数と無関係に固定された変速比への切り替
えを容易に行うことができる。

【００９５】（９）請求項９に記載の本発明の自動車用
駆動装置にあっては、エンジンのクランク軸と連結され
たキャリアおよびリングギヤのうちの一方の要素を、ケ
ースに固定可能に構成したため、後進時に両モーターで
駆動することができるとともに、減速時にエンジンを停
止したまま両モーターでエネルギー回生を行うことがで
きるので、両モーターを小型にできる。

【００９６】（１０）請求項１０に記載の本発明の自動
車用駆動装置にあっては、エンジンのクランク軸と、リ
ングギヤおよびキャリアのうち一方の要素とを、クラッ
チにより断続可能にするとともに、一方の要素と冷房装
置のコンプレッサーとを連結可能に構成したため、エン
ジンが停止した状態においても第１モーターによりコン
プレッサーを運転することができるので、真夏の暑い時
期においても自動車が停車した際のエンジンのアイドリ
ング停止が可能になり、燃費が向上する。

【００９７】（１１）請求項１１に記載の本発明の自動
車用駆動装置にあっては、遊星歯車と第１モーターと第
２モーターおよび固定された変速比に切り替えるスリー
ブとをクランク軸と同じ軸心上に設けたため、少ない歯
車構成で出力軸をクランク軸と同じ軸心上に配置できる
ので、特に後輪駆動車に適したレイアウトが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用駆動装置のスケルトン図であ
る。

【図２】本発明の自動車用駆動装置における、他の実施
形態のスケルトン図である。

【図３】本発明の自動車用駆動装置における、他の実施
形態のスケルトン図である。

【図４】本発明の自動車用駆動装置における、他の実施
形態のスケルトン図である。

【図５】本発明の自動車用駆動装置における、他の実施
形態のスケルトン図である。

【図６】従来例を示すスケルトン図である。

【符号の説明】

１０：遊星歯車 １２：サンギヤ １４：リングギヤ １６：キャリア １８：ピニヨン ２０：クランク軸 ２２：第１モーター ２４：回転子 ２６：固定子 ２８：ケース ３０：第２モーター ３２：回転子 ３４：固定子 ３６：第１スプロケット ３８：チェーン、第１チェーン ４０：第２スプロケット ４２：第１減速入力歯車 ４４：第１減速出力歯車 ４６：出力軸 ４８：第２減速入力歯車 ５０：第２出力歯車 ５２：差動装置 ５４ａ、５４ｂ：車軸 ５６：スリーブ ５８：第１クラッチギヤ ６０：第２クラッチギヤ ６２：外歯 ６４：固定爪 ６６：変速機構 ６８：入力軸 ７０：１速入力歯車 ７２：１速出力歯車 ７４：第３スプロケット ７６：第２チェーン ７８：クラッチ ８０：第４スプロケット ８２：クラッチディスク ８４：２速入力歯車 ８６：２速出力歯車 ８８：駆動プーリー ９０：ベルト ９２：被動プーリー ９４：電磁クラッチ ９６：コンプレッサー

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サンギヤとリングギヤとこれらに噛み合
   うピニヨンを支持するキャリアとを有する遊星歯車を備
   え、前記サンギヤが第１モーターにて駆動可能であり、
   前記キャリアおよび前記リングギヤのうち一方の要素に
   エンジンのクランク軸からの動力が入力可能で、前記キ
   ャリアおよび前記リングギヤのうち他方の要素からの出
   力が、第２モーターで駆動可能とされた出力軸へ伝達可
   能な自動車用駆動装置において、前記エンジンのクラン
   ク軸により駆動される遊星歯車の前記一方の要素に入力
   した駆動力を、固定された変速比で変速して前記出力軸
   へ伝える変速機構を備えたことを特徴とする自動車用駆
   動装置。
2. 【請求項２】 前記遊星歯車を一体的に連結する手段に
   より、前記固定された変速比で変速することを特徴とす
   る請求項１に記載の自動車用駆動装置。
3. 【請求項３】 前記サンギヤをケースに固定する手段に
   より、前記固定された変速比で変速することを特徴とす
   る請求項１および２に記載の自動車用駆動装置。
4. 【請求項４】 前記固定された変速比に切り替える際
   に、切り替えのための噛み合い部相互の回転差が略０に
   なった時点で噛み合わせることを特徴とする請求項１乃
   至３に記載の自動車用駆動装置。
5. 【請求項５】 前記固定された変速比に切り替える際
   に、切り替えのための噛み合い部相互の回転差が略０に
   なるように前記第１モーターの回転数を制御することを
   特徴とする請求項１乃至４に記載の自動車用駆動装置。
6. 【請求項６】 前記変速機構は、前記エンジンのクラン
   ク軸と前記出力軸との間に前記遊星歯車と平行に配置し
   た同期噛み合い式変速機構であり、該変速機構の入力軸
   が前記リングギヤおよび前記キャリアのうちの一方の要
   素により駆動されることを特徴とする請求項１に記載の
   自動車用駆動装置。
7. 【請求項７】 前記固定された変速比を得る連結状態に
   おいて、前記第１モーターおよび前記第２モーターの一
   方または両方で、駆動力を加勢しまたは発電することを
   任意に選択可能にしたことを特徴とする請求項１乃至６
   に記載の自動車用駆動装置。
8. 【請求項８】 前記リングギヤが、前記エンジンのクラ
   ンク軸と連結されるとともに前記変速機構の入力軸とク
   ラッチを介して連結可能であることを特徴とする請求項
   １および６に記載の自動車用駆動装置。
9. 【請求項９】 前記エンジンのクランク軸と連結された
   前記キャリアおよび前記リングギヤのうちの一方の要素
   を、ケースに固定可能に構成したことを特徴とする請求
   項１乃至８に記載の自動車用駆動装置。
10. 【請求項１０】 前記エンジンのクランク軸と、前記リ
    ングギヤおよび前記キャリアのうち一方の要素とを、ク
    ラッチにより断続可能にするとともに、該一方の要素と
    冷房装置のコンプレッサーとを連結可能に構成したこと
    を特徴とする請求項１乃至９に記載の自動車用駆動装
    置。
11. 【請求項１１】 前記遊星歯車と前記第１モーターと前
    記第２モーターおよび固定された変速比に切り替えるス
    リーブとを前記クランク軸と同じ軸心上に設けたことを
    特徴とする請求項１乃至５および７乃至１０に記載の自
    動車用駆動装置。