JPH11332014A - 車両用駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】あらゆる速度域に良好に適応するモータを有す
る車両用駆動装置を提供する。 【解決手段】エンジン４と発電兼用モータ１を、それぞ
れ動力伝達系２を介して車輪に結合した駆動装置におい
て、発電兼用モータ１と動力伝達系２との間に、発電兼
用モータ１の回転数が所定数以上になると発電兼用モー
タ１と動力伝達系２とを切り離す遠心クラッチ３を設け
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、エンジンと電気モ
ータの双方を駆動源とする車両用駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンとモータの両方を搭載し
たハイブリッド自動車が実用化されている。ハイブリッ
ド自動車は、主に高速域で作動するエンジンと主に低速
域で作動する発電兼用モータとを動力伝達系を介して車
輪に結合した構成とすることができる。その方式には、
エンジンを発電専用としモータを走行専用とした直列型
と、エンジンを発電と走行用の両方に使用する並列型と
がある。

【０００３】ところで、並列型ハイブリッド自動車で
は、低速域は主にモータで、また高速域は主にエンジン
により駆動力を得るようにしている。これはエンジンの
効率が低速域で悪いためで、車両の走行速度に応じて両
者を自動的に切り替えるようなシステムになっている。

【０００４】また、モータは空走時や減速時には発電機
として使用され、回収した電力をバッテリに充電して再
度電気エネルギとして取り出すような構成としたものが
考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した並列
式ハイブリッド自動車では、モータはもともと低速域で
作動するよう設計されているため、これを高速で回転さ
せて発電させると低速時の定格を越える負荷が発生し、
モータの過熱や耐久性の低下をきたす虞れがある。 そ
こで、より高い定格（熱容量の高い）のモータに変更す
るということが考えられるが、モータが大型化し、コス
ト高や重量増などの問題が発生する。

【０００６】本発明は前記事項に鑑みなされたものであ
り、あらゆる速度域に良好に適応するモータを有する車
両用駆動装置を提供することを技術的課題とする。ま
た、低速域の定格のモータを使用しながら、あらゆる速
度域に適応して発電することができる低コストな車両用
駆動装置を提供することを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した技術
的課題を解決するために以下のように構成されている。
すなわち、第１の発明は、エンジン４と発電兼用モー
タ１を、それぞれ動力伝達系２を介して車輪に結合した
駆動装置において、前記発電兼用モータ１と動力伝達系
２との間に、発電兼用モータ１の回転数が所定数以上に
なると発電兼用モータ１と動力伝達系２とを切り離す回
転制御手段１０を設けて車両用駆動装置とした。

【０００８】また、第２の発明は、第１の発明におい
て、前記回転制御手段１０は、前記発電兼用モータと動
力伝達系とを連結する遠心クラッチ３を備えることを特
徴とする。

【０００９】前記動力伝達系２とは、遊星ギアや電磁ク
ラッチ等を用いてエンジン４と発電兼用モータ１からの
トルクを総合して車輪に伝達するものである。そして、
電子制御装置５が車両の走行速度や負荷を検知すること
によって、エンジン４と発電兼用モータ１との、車輪側
に伝達する駆動力を切り替え制御するように構成されて
いる。

【００１０】また、前記遠心クラッチ３は、発電兼用モ
ータ１の回転数が所定以上となると発電兼用モータ１と
動力伝達系２とを切り離すよう構成されている。遠心ク
ラッチ３としては発電兼用モータ１側に取り付けたもの
と、動力伝達系２側に設けたものが例示できる。

【００１１】前記した構成において、低速走行時など発
電兼用モータ１の回転数が所定以下の場合には遠心クラ
ッチ３は接状態にある。このとき、車両の加速時にて発
電兼用モータ１が駆動している場合は、発電兼用モータ
１の駆動力が動力伝達系２に伝達される。また、車両の
減速時等にて発電兼用モータ１を発電させる場合は、動
力伝達系２からの回転力が発電兼用モータ１に伝達され
る。

【００１２】次に、車両の高速走行時など発電兼用モー
タ１を発電機として利用している状態にて発電兼用モー
タ１の回転数が所定以上となった場合、遠心クラッチ３
は断状態となる。この断状態が続くと、発電兼用モータ
１は発電機としてのロードがかかっているため回転が低
下してくる。これにより再度接状態となり発電兼用モー
タ１の回転が上がる。このように発電兼用モータ１は予
め設定された安全速度以上では回転しない。このよう
に、遠心クラッチ３はガバナーとして作動する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図６に基づき説明する。図３は、本発明の車両用駆動
装置の全体構成を示す図である。図３において、主に高
速域で作動するエンジン４と、主に低速域で作動する発
電兼用モータ１が設けられており、発電兼用モータ１は
入出力軸２ａを介して動力伝達系２に接続されている。
同様にエンジン４の出力軸４ａも動力伝達系２に接続さ
れている。

【００１４】前記発電兼用モータ１、エンジン４及び動
力伝達系２は、電子制御装置５により制御され、低速で
の加速には発電兼用モータ１、高速での加速及び巡航で
はエンジン４に切り替えて使用されるようになってい
る。また、車両の減速時には発電兼用モータ１を発電機
として使用し、発電された電力はバッテリ６に蓄電され
る。

【００１５】動力伝達系２の出力は、デファレンシャル
ギア７を介して車輪８に伝達され走行に供される。な
お、図４は発電兼用モータ１を車輪８側に直接取り付け
たものである。この場合、発電兼用モータ１の入出力軸
は車軸となる。

【００１６】前記発電兼用モータ１と前記入出力軸２ａ
との間には、図１及び図２に詳細を示す回転制御手段１
０としての遠心クラッチ３が設けられている。前記入出
力軸２ａは発電兼用モータ１のロータ１ａを貫通してお
り、ロータ１ａの一端には２本のシャフト３ａが設けら
れている。なお、ロータ１ａの外周部分にはステータ１
ｂが配置されている。

【００１７】シャフト３ａにはレバー３ｂの一端側が揺
動可能に軸支されている一方、レバー３ｂの他端は圧縮
コイルスプリング３ｃによって入出力軸２ａ側に押圧さ
れている。したがって、レバー３ｂは発電兼用モータ１
が低速あるいは停止しているときには入出力軸２ａと接
状態となり、入出力軸２ａとロータ１ａは一体に回転す
る。

【００１８】一方、入出力軸２ａが矢示Ｆ方向に高速で
回転すると、遠心力によりレバー３ｂが外側に開き（矢
示Ｇ方向）、レバー３ｂは入出力軸２ａから離れる。し
たがって、低速走行時など発電兼用モータ１の回転数が
所定以下の場合には遠心クラッチ３が接状態にあって、
回転数に比例した発電が可能な状態となる。また、発電
兼用モータ１の回転数が所定以上となった場合（入出力
軸２ａの回転数が所定数以上となった場合）、遠心クラ
ッチ３は断状態となる。

【００１９】そして、遠心クラッチ３の断状態が継続す
ると、発電兼用モータ１は発電機としてのロードがかか
っているため回転が低下してくるが、そうすると圧縮コ
イルスプリング３ｃの押圧力が遠心力を上回り、再度接
状態となって発電兼用モータ１の回転が上がる。

【００２０】このように、発電兼用モータ１は予め設定
された回転数以下で回転を続けることとなる。すなわ
ち、発電兼用モータ１（ロータ１ａ）の回転数は、遠心
力が圧縮コイルスプリング３ｃのバネ力より大きくなる
回転数（回転数Ａとする）付近にて回転する。これは、
入出力軸２ａの回転数が回転数Ａよりも大きくなった場
合、発電兼用モータ１は回転数Ａ付近で回転するという
ことである。

【００２１】したがって、遠心クラッチ３はガバナーと
して作動し、発電兼用モータ１の定格を越えた運転がな
されることはなくなる。図５はこのような特性をグラフ
化したもので、動力伝達系２の回転数が増加しても発電
兼用モータ１は回転数Ａを上限に、それ以上に回転数が
増加しないことが示されている。

【００２２】図１及び図２に示すものでは、遠心クラッ
チ３の主要部分を発電兼用モータ１側に設けたものであ
るが、遠心クラッチ３の主要部分を入出力軸２ａ側に設
けることもできる。

【００２３】これを図６により説明すると、入出力軸２
ａ内部に縦溝が設けてあり、ここに軸３ｄで揺動可能に
支持されたレバー３ｅが図示のように支持されている。
レバー３ｅの一端にはクラッチ当接面３ｆが設けられて
おり、このクラッチ当接面３ｆはロータ１ａの内面に当
接させてある。一方、レバー３ｅ、３ｅの他端には引っ
張りコイルスプリング３ｇが取り付けられ、相互に引っ
張りあっている。

【００２４】したがって、クラッチ当接面３ｆは入出力
軸２ａが低速あるいは停止しているときにはロータ１ａ
の内面に当接しているため、入出力軸２ａと発電兼用モ
ータ１は一体に回転する。

【００２５】一方、入出力軸２ａが高速で回転すると、
遠心力によりレバー３ｅ、３ｅが外側に開き（矢示Ｇ方
向）、入出力軸２ａとロータ１ａは離反する（引っ張り
コイルスプリング３ｇに抗して）。すると、発電兼用モ
ータ１は発電機としてのロードがかかっているため回転
が低下するが、入出力軸２ａとロータ１ａは接離を繰り
返すため、発電兼用モータ１は一定の速度で回転する。

【００２６】以上のように本実施形態によれば、所定の
回転数になると回転力を伝達しない遠心クラッチ３を設
けたので、高速回転時の発熱による影響を考慮しなくて
よくなり、熱容量の小さいモータ（発電兼用モータ）に
て車両用駆動装置を構成することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、あらゆる速度域に良好
に適応するモータを有する車両用駆動装置を提供するこ
とが可能となる。

【００２８】また、低速域の定格のモータを使用しなが
ら、あらゆる速度域に適応して発電することができる低
コストな車両用駆動装置を提供することができる。そし
て、回転制御手段は発電兼用モータの回転数が所定以上
となると発電兼用モータと動力伝達系とを切り離すよう
構成されているので、回転制御手段はガバナーとして作
動し、発電兼用モータは定格を越えた運転がなされるこ
とはない。このため、発電兼用モータは低速での定格だ
けを考えて設計すればよく、低コストで小型なものとす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における遠心クラッチ部分
を示す側面図である。

【図２】本発明の一実施形態における発電兼用モータ及
び遠心クラッチ部分を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施形態における車両用駆動装置を
示すブロック図である。

【図４】本発明の一実施形態における車両用駆動装置の
他の例を示すブロック図である。

【図５】本発明の一実施形態における車両用駆動装置の
発電特性を示すグラフ図である。

【図６】本発明の一実施形態における遠心クラッチ部分
の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 発電兼用モータ １ａ ロータ １ｂ ステータ ２ 動力伝達系 ２ａ 入出力軸 ３ 遠心クラッチ ３ａ シャフト ３ｂ レバー ３ｃ 圧縮コイルスプリング ４ エンジン ５ 電子制御装置 ６ バッテリ ７ デファレンシャルギア １０ 回転制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増子 真二郎 埼玉県羽生市東５丁目４番71号株式会社曙 ブレーキ中央技術研究所内 (72)発明者 増子 実 埼玉県羽生市東５丁目４番71号株式会社曙 ブレーキ中央技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンと発電兼用モータを、それぞれ動
   力伝達系を介して車輪に結合した駆動装置において、 前記発電兼用モータと動力伝達系との間に、発電兼用モ
   ータの回転数が所定数以上になると発電兼用モータと動
   力伝達系とを切り離す回転制御手段を設けたことを特徴
   とする車両用駆動装置。
2. 【請求項２】前記回転制御手段は、前記発電兼用モータ
   と動力伝達系とを連結する遠心クラッチを備えることを
   特徴とする請求項１記載の車両用駆動装置。