JP2017001426A - Power output device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power output device simplifying a structure and improving durability of a brush, although including an internal combustion engine and a rotary electric machine.SOLUTION: A power output device 100 includes: an internal combustion engine 1; a coupling motor 10 including an inner rotor 11 connected to the internal combustion engine 1 so that rotary driving force can be transmitted and an outer rotor 12 connected to a vehicle driving mechanism 7 so that rotary driving force can be transmitted; a slip ring 16b rotating integrally with the inner rotor 11; an inverter 30 for receiving and supplying power to the slip ring 16b via a brush 17; a restraint device 20 for rotation of the inner rotor 11 in an opposite direction to a direction during an operation time of the internal combustion engine 1; and an ECU 32. The inner rotor 11 includes a three-phase winding 11a electrically connected to the slip ring 16b. The outer rotor 12 includes a permanent magnet 12a. When the ECU 32 stops the internal combustion engine 1 while supplying power to the slip ring 16b, the rotation of the inner rotor 11 is restrained by the restraint device 20.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、動力出力装置に関する。   The present invention relates to a power output apparatus.

例えば、特許文献１には、エンジンと、アシストモータと、クラッチモータとを備え、駆動軸に動力を出力する動力出力装置が記載されている。
クラッチモータは、エンジンのクランクシャフトに結合されたアウタロータと、アウタロータの内側に配置され且つ駆動軸に結合されたインナロータとを、相対回転可能に備えている。アウタロータには、永久磁石が配設され、インナロータには、三相コイルが配設されている。さらに、インナロータが結合される駆動軸には、スリップリングが配設されている。そして、スリップリングに接触させてブラシが配設されている。 For example, Patent Document 1 describes a power output device that includes an engine, an assist motor, and a clutch motor and outputs power to a drive shaft.
The clutch motor includes an outer rotor coupled to an engine crankshaft and an inner rotor disposed inside the outer rotor and coupled to a drive shaft so as to be relatively rotatable. A permanent magnet is disposed on the outer rotor, and a three-phase coil is disposed on the inner rotor. Further, a slip ring is disposed on the drive shaft to which the inner rotor is coupled. A brush is disposed in contact with the slip ring.

アシストモータは、クラッチモータとエンジンとの間において、クランクシャフトに取り付けられている。アシストモータは、クランクシャフトに結合され且つ永久磁石が配設されたロータと、ロータの外側に配置され且つ三相コイルが配設されたステータとを有している。
エンジンからクランクシャフトに出力される軸トルクとアシストモータからクランクシャフトに出力される軸トルクとの和が、クラッチモータのアウタロータ及びインナロータを介して駆動軸に出力される。 The assist motor is attached to the crankshaft between the clutch motor and the engine. The assist motor includes a rotor coupled to the crankshaft and provided with a permanent magnet, and a stator disposed outside the rotor and provided with a three-phase coil.
The sum of the shaft torque output from the engine to the crankshaft and the shaft torque output from the assist motor to the crankshaft is output to the drive shaft via the outer rotor and inner rotor of the clutch motor.

エンジンを停止した状態でクラッチモータから駆動軸にトルクを出力すると、その反力としてのトルクが、クランクシャフトに出力される。このため、アシストモータから、上記反力としてのトルクを打ち消すためのトルクがクランクシャフトに出力される。
さらに、アシストモータの出力トルクをより大きくすると、アシストモータがクランクシャフトを回転させるため、停止状態のエンジンが始動される。 When torque is output from the clutch motor to the drive shaft while the engine is stopped, torque as the reaction force is output to the crankshaft. For this reason, torque for canceling the torque as the reaction force is output from the assist motor to the crankshaft.
Further, when the output torque of the assist motor is further increased, the assist motor rotates the crankshaft, so that the stopped engine is started.

特開平１０−１５０７４４号公報JP-A-10-150744

特許文献１に記載される動力出力装置では、エンジンのクランクシャフトに、アシストモータとクラッチモータとが、直列な配置で取り付けられる。このため、動力出力装置の構造が複雑になる。さらに、上記動力出力装置では、駆動軸が回転すると、常にスリップリングが回転するため、ブラシの耐久性が低くなる。   In the power output apparatus described in Patent Document 1, an assist motor and a clutch motor are attached to an engine crankshaft in series. This complicates the structure of the power output device. Further, in the power output device, since the slip ring always rotates when the drive shaft rotates, the durability of the brush is lowered.

本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、エンジンつまり内燃機関及びモータつまり回転電機を備えながらも、構造の簡易化及びブラシの耐久性向上を図る動力出力装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a power output device that is provided with an engine, that is, an internal combustion engine and a motor, that is, a rotating electrical machine, and that simplifies the structure and improves the durability of the brush. The purpose is to do.

上記の課題を解決するために、本発明に係る動力出力装置は、車両に搭載される動力出力装置であって、内燃機関と、内燃機関に回転駆動力を伝達可能に接続される第一回転子と車両駆動機構に回転駆動力を伝達可能に接続される第二回転子とを含む回転電機と、第一回転子と一体に回転するように設けられた導電性を有するスリップリングと、スリップリングに対してブラシを介して電力の供給及び受取が可能な電力受給部と、内燃機関の運転時に第一回転子が回転する回転方向と反対方向への第一回転子の回転を制止可能な制止部と、内燃機関、回転電機及び電力受給部を制御する制御部とを備え、第一回転子及び第二回転子は、互いに対向し且つ相対的に回転可能に設けられ、第一回転子は、スリップリングに電気的に接続された巻線を含み、第二回転子は、巻線に対向して位置する磁石を含み、制御部は、スリップリングに電力を供給しつつ内燃機関を停止する場合、制止部によって第一回転子の回転を制止する。   In order to solve the above problems, a power output apparatus according to the present invention is a power output apparatus mounted on a vehicle, and is connected to an internal combustion engine and a first rotation connected to the internal combustion engine so as to be able to transmit a rotational driving force. A rotating electrical machine including a rotor and a second rotor connected to be able to transmit a rotational driving force to the vehicle drive mechanism, a conductive slip ring provided to rotate integrally with the first rotor, and a slip An electric power receiving unit capable of supplying and receiving electric power to the ring via a brush, and the rotation of the first rotor in a direction opposite to the rotation direction of the first rotor during operation of the internal combustion engine can be suppressed. And a control unit that controls the internal combustion engine, the rotating electrical machine, and the power receiving unit. The first rotor and the second rotor are provided so as to face each other and be relatively rotatable. Winding electrically connected to slip ring The second rotor includes a magnet positioned opposite to the winding, and the control unit stops the rotation of the first rotor by the blocking unit when stopping the internal combustion engine while supplying power to the slip ring. To do.

制御部は、スリップリングに電力を供給しつつ停止させている内燃機関を始動する場合、制止部による制止を解除して内燃機関を始動し、スリップリングへの供給電力を減少してよい。
制止部は、第一回転子と共に回転可能な回転体に係合して回転体の回転を制止してよい。
制止部は、内燃機関のスタータであり、制御部は、スタータの発生トルクを制御することによって、第一回転子の制止及び制止解除を制御してよい。
制止部は、内燃機関の運転時に回転体が回転する回転方向への回転体の回転を許容するが、上記回転方向と反対方向への回転体の回転を制止するワンウェイクラッチであってよい。 When starting the internal combustion engine that is stopped while supplying power to the slip ring, the control unit may release the stop by the stop unit and start the internal combustion engine to reduce the power supplied to the slip ring.
The restraining portion may be engaged with a rotating body that can rotate together with the first rotor to restrain the rotation of the rotating body.
The stop portion may be a starter of the internal combustion engine, and the control portion may control the stop and release of the first rotor by controlling the torque generated by the starter.
The restraining portion permits rotation of the rotating body in the rotational direction in which the rotating body rotates during operation of the internal combustion engine, but may be a one-way clutch that restrains rotation of the rotating body in the direction opposite to the rotational direction.

本発明に係る動力出力装置によれば、内燃機関及び回転電機を備えながらも構造の簡易化とブラシの耐久性向上とが可能になる。   According to the power output apparatus of the present invention, it is possible to simplify the structure and improve the durability of the brush while including the internal combustion engine and the rotating electric machine.

本発明の実施の形態１に係る動力出力装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the power output device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２に係る動力出力装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the power output device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る動力出力装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the power output device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図３のワンウェイクラッチの構成の一例を示す断面側面図である。It is a cross-sectional side view which shows an example of a structure of the one-way clutch of FIG.

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１を参照すると、本発明の実施の形態１に係る動力出力装置１００が示されている。なお、以下の実施の形態では、動力出力装置１００は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関とモータ等の回転電機とを備えるハイブリッド自動車に搭載されるものとして説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
Referring to FIG. 1, there is shown a power output apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. In the following embodiments, power output device 100 will be described as being mounted on a hybrid vehicle including an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and a rotating electrical machine such as a motor.

動力出力装置１００は、内燃機関１と、三相交流電力によって動作するダブルロータ型モータであるカップリングモータ１０とを備えている。内燃機関１及びカップリングモータ１０は、ハイブリッド自動車の動力源を構成し、カップリングモータ１０は、回転電機を構成している。
カップリングモータ１０は、インナロータ１１と、インナロータ１１の外周側に配置されたアウタロータ１２とを備えている。カップリングモータ１０は、２つのロータ１１及び１２を備えているが、ステータを備えていない。ここで、インナロータ１１は第一回転子を構成し、アウタロータ１２は第二回転子を構成している。 The power output apparatus 100 includes an internal combustion engine 1 and a coupling motor 10 that is a double rotor type motor that operates by three-phase AC power. The internal combustion engine 1 and the coupling motor 10 constitute a power source of a hybrid vehicle, and the coupling motor 10 constitutes a rotating electric machine.
The coupling motor 10 includes an inner rotor 11 and an outer rotor 12 disposed on the outer peripheral side of the inner rotor 11. The coupling motor 10 includes two rotors 11 and 12, but does not include a stator. Here, the inner rotor 11 constitutes a first rotor, and the outer rotor 12 constitutes a second rotor.

円筒状のインナロータ１１は、同軸上にある入力軸１３を中心として一体に回転するように、入力軸１３に結合されている。インナロータ１１は、その外周面近傍に周方向に沿って設けられた三相巻線１１ａを含んでいる。
円筒状のアウタロータ１２は、インナロータ１１の外周を囲むように径方向外側に設けられている。アウタロータ１２の内部には、永久磁石１２ａが、三相巻線１１ａに対向するようにして周方向に沿って埋め込まれている。
アウタロータ１２は、インナロータ１１に対して、インナロータ１１の外周に沿って相対回転を行うことができるように構成されている。アウタロータ１２は、入力軸１３の周囲を囲む円筒状の出力軸１４に結合されている。出力軸１４及びアウタロータ１２は、入力軸１３及びインナロータ１１に対して、入力軸１３を中心とした相対回転を一体となって行うことができる。 The cylindrical inner rotor 11 is coupled to the input shaft 13 so as to rotate integrally around the input shaft 13 that is coaxial. The inner rotor 11 includes a three-phase winding 11a provided in the vicinity of the outer peripheral surface along the circumferential direction.
The cylindrical outer rotor 12 is provided on the radially outer side so as to surround the outer periphery of the inner rotor 11. A permanent magnet 12a is embedded in the outer rotor 12 along the circumferential direction so as to face the three-phase winding 11a.
The outer rotor 12 is configured to be able to rotate relative to the inner rotor 11 along the outer periphery of the inner rotor 11. The outer rotor 12 is coupled to a cylindrical output shaft 14 that surrounds the input shaft 13. The output shaft 14 and the outer rotor 12 can integrally rotate relative to the input shaft 13 and the inner rotor 11 around the input shaft 13.

入力軸１３の一方の端部は、内燃機関１のクランクシャフト１ａに機械的に接続された内燃機関駆動軸１５に、機械的に接続されている。これにより、入力軸１３及びインナロータ１１は、内燃機関１の回転駆動力が伝達されて回転するように構成されている。なお、この機械的に接続されるとは、本実施の形態１のように、内燃機関駆動軸１５のみを介して入力軸１３が内燃機関１のクランクシャフト１ａに接続される場合に加えて、内燃機関駆動軸１５の他に増速機、減速機のような変速機構、機械式の動力伝達機構等を介して入力軸１３がクランクシャフト１ａに接続される場合も含まれ得る。   One end of the input shaft 13 is mechanically connected to an internal combustion engine drive shaft 15 mechanically connected to the crankshaft 1 a of the internal combustion engine 1. As a result, the input shaft 13 and the inner rotor 11 are configured to rotate by receiving the rotational driving force of the internal combustion engine 1. The mechanical connection means that the input shaft 13 is connected to the crankshaft 1a of the internal combustion engine 1 only through the internal combustion engine drive shaft 15 as in the first embodiment. A case where the input shaft 13 is connected to the crankshaft 1a through a speed change mechanism such as a speed increaser, a speed reducer, a mechanical power transmission mechanism, or the like in addition to the internal combustion engine drive shaft 15 can also be included.

入力軸１３の他方の端部は、カップリングモータ１０が備えるスリップリング装置１６に連結されている。
スリップリング装置１６は、円柱状の支持体１６ａと、支持体１６ａの外周に沿って延在する３つのスリップリング１６ｂとを備えている。 The other end of the input shaft 13 is connected to a slip ring device 16 included in the coupling motor 10.
The slip ring device 16 includes a columnar support 16a and three slip rings 16b extending along the outer periphery of the support 16a.

支持体１６ａは、同軸上にある入力軸１３を中心として一体に回転するように、入力軸１３に連結されている。３つのスリップリング１６ｂは、導電性を有する材料から作製され、互いに軸方向に間隔をあけて支持体１６ａに固定されている。各スリップリング１６ｂは、インナロータ１１の三相巻線１１ａの各相の巻線に電気的に接続されている。各スリップリング１６ｂは、各スリップリング１６ｂに接触するブラシ１７を介して、カップリングモータ１０の外部に設けられた動力出力装置１００のインバータ３０と電気的に接続されている。ブラシ１７は、導電性を有する材料から作製され、回転するスリップリング１６ｂに摺動しつつ接触することができるように配置されている。
上述のようなカップリングモータ１０は、インナロータ１１、アウタロータ１２、入力軸１３、出力軸１４及びスリップリング装置１６によって構成されている。 The support 16a is connected to the input shaft 13 so as to rotate integrally around the input shaft 13 that is coaxial. The three slip rings 16b are made of a conductive material, and are fixed to the support 16a with an axial interval therebetween. Each slip ring 16 b is electrically connected to a winding of each phase of the three-phase winding 11 a of the inner rotor 11. Each slip ring 16b is electrically connected to an inverter 30 of the power output apparatus 100 provided outside the coupling motor 10 via a brush 17 that is in contact with each slip ring 16b. The brush 17 is made of a conductive material, and is arranged so as to be able to come into contact with the rotating slip ring 16b while sliding.
The coupling motor 10 as described above includes an inner rotor 11, an outer rotor 12, an input shaft 13, an output shaft 14, and a slip ring device 16.

インバータ３０は、動力出力装置１００の二次電池３１と電気的に接続されている。
二次電池３１は、直流電力を充放電することができるように構成されている。
インバータ３０は、二次電池３１の直流電力を三相交流電力に変換し、ブラシ１７及びスリップリング装置１６を介して、インナロータ１１の三相巻線１１ａに供給することができる。また、インバータ３０は、インナロータ１１の三相巻線１１ａからの三相交流電力を、スリップリング装置１６及びブラシ１７を介して受電し、受電した三相交流電力を直流電力に変換して二次電池３１に供給することができる。
インバータ３０は、動力出力装置１００の電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）３２によって動作が制御されるように構成されている。なお、ＥＣＵ３２は、内燃機関１の動作を制御するようにも構成されている。ここで、インバータ３０は、電力受給部を構成し、ＥＣＵ３２は、制御部を構成している。 Inverter 30 is electrically connected to secondary battery 31 of power output device 100.
The secondary battery 31 is configured to be able to charge and discharge DC power.
The inverter 30 can convert the DC power of the secondary battery 31 into three-phase AC power and supply it to the three-phase winding 11 a of the inner rotor 11 via the brush 17 and the slip ring device 16. Further, the inverter 30 receives the three-phase AC power from the three-phase winding 11a of the inner rotor 11 via the slip ring device 16 and the brush 17, and converts the received three-phase AC power into DC power to obtain the secondary power. The battery 31 can be supplied.
The inverter 30 is configured such that its operation is controlled by an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 32 of the power output apparatus 100. The ECU 32 is also configured to control the operation of the internal combustion engine 1. Here, the inverter 30 constitutes an electric power receiving unit, and the ECU 32 constitutes a control unit.

また、出力軸１４は、図示しないピニオンギヤ及びドリブンギヤ等を介して変速装置２に機械的に接続されている。
変速装置２は、ファイナルギヤ３を介してデファレンシャルギヤ４に機械的に接続され、デファレンシャルギヤ４は、車輪６に接続されたドライブシャフト５に機械的に接続されている。変速装置２、ファイナルギヤ３、デファレンシャルギヤ４、ドライブシャフト５及び車輪６は、車両駆動機構７を構成している。
従って、カップリングモータ１０のアウタロータ１２と共に出力軸１４が回転することによって、動力出力装置１００を搭載するハイブリッド自動車が走行する。
なお、内燃機関１は、ハイブリッド自動車を走行させる際の出力軸１４及びアウタロータ１２の回転方向と同方向に、インナロータ１１を回転させるように構成されている。 Further, the output shaft 14 is mechanically connected to the transmission 2 via a pinion gear, a driven gear, and the like (not shown).
The transmission 2 is mechanically connected to a differential gear 4 via a final gear 3, and the differential gear 4 is mechanically connected to a drive shaft 5 connected to wheels 6. The transmission 2, the final gear 3, the differential gear 4, the drive shaft 5 and the wheels 6 constitute a vehicle drive mechanism 7.
Therefore, when the output shaft 14 rotates together with the outer rotor 12 of the coupling motor 10, the hybrid vehicle on which the power output device 100 is mounted travels.
The internal combustion engine 1 is configured to rotate the inner rotor 11 in the same direction as the rotation direction of the output shaft 14 and the outer rotor 12 when the hybrid vehicle is driven.

また、内燃機関１のクランクシャフト１ａには、円板状のフライホイール８が一体に回転するように取り付けられている。フライホイール８の外周縁の全体には、周方向に沿ってギヤ歯が形成されている。ここで、フライホイール８は、回転体を構成している。   A disc-shaped flywheel 8 is attached to the crankshaft 1a of the internal combustion engine 1 so as to rotate integrally. Gear teeth are formed on the entire outer peripheral edge of the flywheel 8 along the circumferential direction. Here, the flywheel 8 constitutes a rotating body.

さらに、内燃機関１には、始動用モータ９が配設されている。始動用モータ９は、その回転軸の先端の歯車９ａをフライホイール８の外周縁のギヤ歯に係合させている。これにより、内燃機関１を始動する際、始動用モータ９がフライホイール８と共にクランクシャフト１ａを回転させる。なお、始動用モータ９は、インバータ３０から電力の供給を受けるように構成されており、ＥＣＵ３２によってその動作の制御を受ける。ここで、始動用モータ９は、スタータを構成している。   Further, the internal combustion engine 1 is provided with a starting motor 9. The starting motor 9 has a gear 9 a at the tip of its rotating shaft engaged with gear teeth on the outer peripheral edge of the flywheel 8. Thereby, when starting the internal combustion engine 1, the starting motor 9 rotates the crankshaft 1 a together with the flywheel 8. The starting motor 9 is configured to receive power from the inverter 30 and is controlled by the ECU 32 for operation. Here, the starter motor 9 constitutes a starter.

さらにまた、フライホイール８には、フライホイール８の回転を制止する制止装置２０が、配設されている。ここで、制止装置２０は、制止部を構成している。
本実施の形態１では、制止装置２０は、ディスクブレーキキャリパーのような構成を有しており、フライホイール８の円形側面を両側から掴むことによって、フライホイール８の回転を制止する。制止装置２０は、電力によって動作するように構成され、ＥＣＵ３２によってその動作の制御を受ける。制止装置２０は、フライホイール８を掴む動作を行う際と、掴んだ状態を解除する動作を行う際とに電力を消費するが、フライホイール８を掴んでいない間と、フライホイール８を掴んで制止させている間とでは、電力を消費しない。
なお、制止装置２０は、自動車のパーキングブレーキのように、フライホイール８の外周縁のギヤ歯に係止爪を係合させることによってフライホイール８の回転を制止する構成としてもよい。この場合も、係止爪の作動機構は、ＥＣＵ３２によってその動作の制御を受ける。 Furthermore, the flywheel 8 is provided with a restraining device 20 for restraining the rotation of the flywheel 8. Here, the restraining device 20 constitutes a restraining portion.
In the first embodiment, the restraining device 20 has a configuration like a disc brake caliper, and restrains the rotation of the flywheel 8 by grasping the circular side surface of the flywheel 8 from both sides. The restraining device 20 is configured to operate with electric power, and is controlled by the ECU 32 for its operation. The restraining device 20 consumes electric power when performing the operation of grasping the flywheel 8 and when performing the operation of releasing the grasped state, but while holding the flywheel 8 and grasping the flywheel 8 Electricity is not consumed while it is stopped.
The stopping device 20 may be configured to stop the rotation of the flywheel 8 by engaging a locking claw with the gear teeth on the outer peripheral edge of the flywheel 8 like a parking brake of an automobile. Also in this case, the operation mechanism of the latching claw is controlled by the ECU 32.

次いで、カップリングモータ１０の動作を説明する。
図１を参照すると、カップリングモータ１０では、インナロータ１１とアウタロータ１２との間に回転速度差が発生すると、相対的に回転する永久磁石１２ａが発生する磁界の作用によって、インナロータ１１の三相巻線１１ａに三相交流電流である誘導電流が発生する。発生した誘導電流は、スリップリング装置１６及びブラシ１７を介してインバータ３０に送られて直流電流に変換され、二次電池３１に蓄電される。 Next, the operation of the coupling motor 10 will be described.
Referring to FIG. 1, in the coupling motor 10, when a rotational speed difference occurs between the inner rotor 11 and the outer rotor 12, the three-phase winding of the inner rotor 11 is caused by the action of a magnetic field generated by a relatively rotating permanent magnet 12 a. An induced current that is a three-phase alternating current is generated on the wire 11a. The generated induced current is sent to the inverter 30 via the slip ring device 16 and the brush 17, converted into a direct current, and stored in the secondary battery 31.

一方、インバータ３０が、二次電池３１の直流電力を三相交流電力に変換し、ブラシ１７及びスリップリング装置１６を介してインナロータ１１の三相巻線１１ａに供給すると、三相巻線１１ａを流れる交流電流が発生する磁界が、永久磁石１２ａに作用して、インナロータ１１とアウタロータ１２との間に回転トルクを発生させる。
そして、カップリングモータ１０の出力軸１４に発生するトルクは、インナロータ１１とアウタロータ１２との間に発生する磁界による回転トルクと、稼働する内燃機関１がインナロータ１１に与えるトルク、つまり内燃機関１の発生トルクとを合計したトルクとなる。 On the other hand, when the inverter 30 converts the DC power of the secondary battery 31 into three-phase AC power and supplies it to the three-phase winding 11a of the inner rotor 11 via the brush 17 and the slip ring device 16, the three-phase winding 11a is A magnetic field generated by the flowing alternating current acts on the permanent magnet 12 a to generate a rotational torque between the inner rotor 11 and the outer rotor 12.
The torque generated on the output shaft 14 of the coupling motor 10 is the rotational torque generated by the magnetic field generated between the inner rotor 11 and the outer rotor 12, and the torque applied to the inner rotor 11 by the operating internal combustion engine 1, that is, the internal combustion engine 1 This is the total torque generated.

さらに、動力出力装置１００の動作を説明する。
図１を参照すると、動力出力装置１００は、動力出力装置１００を搭載するハイブリッド自動車を、カップリングモータ１０の出力軸１４への回転駆動力つまりトルクによって走行させる。出力軸１４へのトルクは、変速装置２、ファイナルギヤ３、デファレンシャルギヤ４及びドライブシャフト５を介して車輪６に伝達してハイブリッド自動車を走行させる。 Furthermore, the operation of the power output apparatus 100 will be described.
Referring to FIG. 1, the power output apparatus 100 causes a hybrid vehicle on which the power output apparatus 100 is mounted to travel by a rotational driving force, that is, torque, to the output shaft 14 of the coupling motor 10. Torque to the output shaft 14 is transmitted to the wheels 6 via the transmission 2, the final gear 3, the differential gear 4 and the drive shaft 5 to drive the hybrid vehicle.

動力出力装置１００のＥＣＵ３２は、内燃機関１を停止させた状態で二次電池３１の電力を使用することのみによってカップリングモータ１０を動作させてハイブリッド自動車を走行させるＥＶモード走行形態と、内燃機関１の動力を使用して入力軸１３を回転駆動させつつカップリングモータ１０を動作させてハイブリッド自動車を走行させるＲＥモード走行形態とを適宜選択して、ハイブリッド自動車の走行を制御する。なお、ＲＥモード走行形態では、二次電池３１の電力を使用する場合も使用しない場合もある。   The ECU 32 of the power output apparatus 100 operates in the EV mode in which the hybrid motor is driven by operating the coupling motor 10 only by using the power of the secondary battery 31 in a state where the internal combustion engine 1 is stopped, and the internal combustion engine. The driving of the hybrid vehicle is controlled by appropriately selecting the RE mode driving mode in which the hybrid motor is driven by operating the coupling motor 10 while rotating the input shaft 13 using the power of 1. In the RE mode running mode, the power of the secondary battery 31 may or may not be used.

以下、ＥＶモード走行中の場合と、ＥＶモード走行形態からＲＥモード走行形態へ走行形態を切り替える場合と、ＲＥモード走行形態からＥＶモード走行形態へ走行形態を切り替える場合とにおける動力出力装置１００の動作を中心に説明する。   Hereinafter, the operation of the power output apparatus 100 during the EV mode travel, when the travel mode is switched from the EV mode travel mode to the RE mode travel mode, and when the travel mode is switched from the RE mode travel mode to the EV mode travel mode. The explanation will be focused on.

ＥＶモード走行では、ＥＣＵ３２は、内燃機関１を停止させつつ、インバータ３０を制御して、二次電池３１の電力をカップリングモータ１０のインナロータ１１の三相巻線１１ａに供給し、アウタロータ１２に回転駆動させる。
この際、インナロータ１１とアウタロータ１２との間の磁界による回転トルクの反力としてのトルクを受けるインナロータ１１と共に、内燃機関１が逆回転をするのを防ぐために、ＥＣＵ３２は、制止装置２０を作動させてフライホイール８を制止させておく。フライホイール８の制止は、制止装置２０による制止トルクと内燃機関１の静摩擦力に起因するトルク（つまり、静摩擦トルク）との合計トルクが、インナロータ１１が受ける反力トルク以上であればよい。このため、制止装置２０による制止トルクは、内燃機関１の静摩擦トルクの分だけ低く抑えることができる。 In the EV mode running, the ECU 32 controls the inverter 30 while stopping the internal combustion engine 1 to supply the electric power of the secondary battery 31 to the three-phase winding 11 a of the inner rotor 11 of the coupling motor 10, and to the outer rotor 12. Drive to rotate.
At this time, in order to prevent the internal combustion engine 1 from rotating backward together with the inner rotor 11 that receives torque as a reaction force of the rotational torque due to the magnetic field between the inner rotor 11 and the outer rotor 12, the ECU 32 operates the stop device 20. The flywheel 8 is stopped. The flywheel 8 may be restrained if the total torque of the restraining torque by the restraining device 20 and the torque caused by the static friction force of the internal combustion engine 1 (that is, the static friction torque) is equal to or greater than the reaction force torque received by the inner rotor 11. For this reason, the stopping torque by the stopping device 20 can be kept low by the amount of the static friction torque of the internal combustion engine 1.

なお、ＥＶモード走行中、インナロータ１１と共にスリップリング装置１６の支持体１６ａ及びスリップリング１６ｂも回転を停止している。このとき、ブラシ１７は、スリップリング１６ｂ上で摺動せずに静止しているため、ブラシ１７の摩耗が抑制される。   Note that during the EV mode traveling, the support 16a and the slip ring 16b of the slip ring device 16 together with the inner rotor 11 stop rotating. At this time, since the brush 17 is stationary without sliding on the slip ring 16b, wear of the brush 17 is suppressed.

ＥＶモード走行形態からＲＥモード走行形態へ走行形態を切り替える場合、ＥＣＵ３２は、制止装置２０による制止を解除すると共に、始動用モータ９を起動する。この際、ＥＣＵ３２は、内燃機関１が回転できるように、インナロータ１１とアウタロータ１２との間の磁界による回転トルク以上のトルクを、始動用モータ９に生じさせる。
内燃機関１の始動後、ＥＣＵ３２は、始動用モータ９を停止する。さらに、始動後の内燃機関１がインナロータ１１にトルクを与えることになるため、ＥＣＵ３２は、インナロータ１１の三相巻線１１ａに供給する電力を減少し、インナロータ１１とアウタロータ１２との間の磁界による回転トルクを減少させる。これにより、内燃機関１の始動の前後において、カップリングモータ１０の出力軸１４に発生するトルクの変動が抑えられる。さらに、内燃機関１の始動後、ブラシ１７への電力供給量が減少することによって、ブラシ１７の発熱が抑えられ、ブラシ１７の摩耗が抑制される。 When the travel mode is switched from the EV mode travel mode to the RE mode travel mode, the ECU 32 releases the restraint by the restraining device 20 and starts the starting motor 9. At this time, the ECU 32 causes the starting motor 9 to generate torque that is greater than the rotational torque due to the magnetic field between the inner rotor 11 and the outer rotor 12 so that the internal combustion engine 1 can rotate.
After the internal combustion engine 1 is started, the ECU 32 stops the starting motor 9. Further, since the internal combustion engine 1 after starting gives torque to the inner rotor 11, the ECU 32 reduces the electric power supplied to the three-phase winding 11 a of the inner rotor 11, and is caused by the magnetic field between the inner rotor 11 and the outer rotor 12. Reduce rotational torque. Thereby, the fluctuation | variation of the torque which generate | occur | produces in the output shaft 14 of the coupling motor 10 before and after starting of the internal combustion engine 1 is suppressed. Further, after the internal combustion engine 1 is started, the amount of power supplied to the brush 17 is reduced, so that heat generation of the brush 17 is suppressed and wear of the brush 17 is suppressed.

ＲＥモード走行形態からＥＶモード走行形態へ走行形態を切り替える場合、ＥＣＵ３２は、インナロータ１１の三相巻線１１ａに供給する電力を増加すると共に、内燃機関１を停止する。さらに、ＥＣＵ３２は、制止装置２０を作動させてフライホイール８と共に内燃機関１及びインナロータ１１を制止させる。内燃機関１が停止することによって、内燃機関１からインナロータ１１へ付与されるトルクがゼロに減少するが、三相巻線１１ａへの供給電力の増加によって、カップリングモータ１０の出力軸１４に発生するトルクの減少が抑えられる。さらに、インナロータ１１とアウタロータ１２との間の磁界による回転トルクから受けるインナロータ１１の反力トルクは、制止装置２０による制止トルクと内燃機関１の静摩擦トルクによって支持される。   When switching the travel mode from the RE mode travel mode to the EV mode travel mode, the ECU 32 increases the power supplied to the three-phase winding 11a of the inner rotor 11 and stops the internal combustion engine 1. Further, the ECU 32 operates the stop device 20 to stop the internal combustion engine 1 and the inner rotor 11 together with the flywheel 8. When the internal combustion engine 1 is stopped, the torque applied from the internal combustion engine 1 to the inner rotor 11 is reduced to zero, but is generated on the output shaft 14 of the coupling motor 10 due to an increase in power supplied to the three-phase winding 11a. The decrease in torque is suppressed. Further, the reaction torque of the inner rotor 11 received from the rotational torque generated by the magnetic field between the inner rotor 11 and the outer rotor 12 is supported by the stopping torque by the stopping device 20 and the static friction torque of the internal combustion engine 1.

上述で説明したように、本発明の実施の形態１に係るハイブリッド自動車に搭載される動力出力装置１００は、内燃機関１と、内燃機関１に回転駆動力を伝達可能に接続されるインナロータ１１と車両駆動機構７に回転駆動力を伝達可能に接続されるアウタロータ１２とを含むカップリングモータ１０と、インナロータ１１と一体に回転するように設けられた導電性を有するスリップリング１６ｂと、スリップリング１６ｂに対してブラシ１７を介して電力の供給及び受取が可能なインバータ３０と、内燃機関１の運転時にインナロータ１１が回転する回転方向と反対方向へのインナロータ１１の回転を制止可能な制止装置２０と、内燃機関１、カップリングモータ１０及びインバータ３０を制御するＥＣＵ３２とを備える。インナロータ１１及びアウタロータ１２は、互いに対向し且つ相対的に回転可能に設けられ、インナロータ１１は、スリップリング１６ｂに電気的に接続された三相巻線１１ａを含み、アウタロータ１２は、三相巻線１１ａに対向して位置する永久磁石１２ａを含む。ＥＣＵ３２は、スリップリング１６ｂに電力を供給しつつ内燃機関１を停止する場合、制止装置２０によってインナロータ１１の回転を制止する。   As described above, the power output apparatus 100 mounted on the hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention includes the internal combustion engine 1 and the inner rotor 11 connected to the internal combustion engine 1 so as to be able to transmit the rotational driving force. A coupling motor 10 including an outer rotor 12 connected to the vehicle drive mechanism 7 so as to be able to transmit rotational driving force, a conductive slip ring 16b provided to rotate integrally with the inner rotor 11, and a slip ring 16b On the other hand, an inverter 30 that can supply and receive power via the brush 17, and a restraining device 20 that can restrain the rotation of the inner rotor 11 in the direction opposite to the rotational direction in which the inner rotor 11 rotates during operation of the internal combustion engine 1. , An internal combustion engine 1, a coupling motor 10, and an ECU 32 that controls the inverter 30. The inner rotor 11 and the outer rotor 12 face each other and are rotatably provided. The inner rotor 11 includes a three-phase winding 11a electrically connected to a slip ring 16b, and the outer rotor 12 includes a three-phase winding. The permanent magnet 12a located facing 11a is included. The ECU 32 stops the rotation of the inner rotor 11 by the stopping device 20 when stopping the internal combustion engine 1 while supplying power to the slip ring 16b.

上述の構成において、スリップリング１６ｂに電力を供給しつつ内燃機関１を停止する場合、インナロータ１１の回転を制止する制止装置２０の制止トルクと内燃機関１の静摩擦トルクとが、三相巻線１１ａに電力が供給されるインナロータ１１とアウタロータ１２との間の磁界による回転トルクの反力トルクを支持する。これにより、内燃機関１の逆回転が防止されると共に、カップリングモータ１０の出力軸１４からの発生トルクを上記回転トルクに維持することが可能になる。
動力出力装置１００では、インナロータ１１の回転を制止するための制止装置２０が設けられるだけであるため、構造の簡易化が可能である。さらに、内燃機関１の停止時、インナロータ１１と共にスリップリング１６ｂも回転停止するため、ブラシ１７の耐久性の向上が可能になる。 In the above configuration, when the internal combustion engine 1 is stopped while supplying power to the slip ring 16b, the stop torque of the stop device 20 that stops the rotation of the inner rotor 11 and the static friction torque of the internal combustion engine 1 are the three-phase winding 11a. The reaction torque of the rotational torque by the magnetic field between the inner rotor 11 and the outer rotor 12 to which electric power is supplied is supported. Thereby, the reverse rotation of the internal combustion engine 1 is prevented, and the generated torque from the output shaft 14 of the coupling motor 10 can be maintained at the rotational torque.
In the power output device 100, the structure can be simplified because only the restraining device 20 for restraining the rotation of the inner rotor 11 is provided. Furthermore, when the internal combustion engine 1 is stopped, the slip ring 16b also stops rotating together with the inner rotor 11, so that the durability of the brush 17 can be improved.

また、動力出力装置１００において、ＥＣＵ３２は、スリップリング１６ｂに電力を供給しつつ停止させている内燃機関１を始動する場合、制止装置２０による制止を解除して内燃機関１を始動し、スリップリング１６ｂへの供給電力を減少する。
上述の構成によって、始動することによって内燃機関１がインナロータ１１に与えるトルクに起因するカップリングモータ１０の出力軸１４からの発生トルクの増加が、抑えられる。これにより、内燃機関１の始動前後における出力軸１４からの発生トルクの変動が抑えられる。 In the power output device 100, when starting the internal combustion engine 1 that is stopped while supplying power to the slip ring 16b, the ECU 32 releases the stop by the stop device 20 and starts the internal combustion engine 1, thereby starting the slip ring. The power supplied to 16b is reduced.
With the above-described configuration, an increase in the generated torque from the output shaft 14 of the coupling motor 10 due to the torque that the internal combustion engine 1 gives to the inner rotor 11 by starting is suppressed. Thereby, the fluctuation | variation of the generated torque from the output shaft 14 before and behind starting of the internal combustion engine 1 is suppressed.

また、動力出力装置１００において、制止装置２０は、インナロータ１１と共に回転可能なフライホイール８に係合してフライホイール８の回転を制止する。これにより、制止装置２０の構造を簡易にすることができる。さらに、径が大きいフライホイール８の回転を制止するための制止トルクは小さくてすむため、制止装置２０の小型化が可能になる。
なお、実施の形態１に係る動力出力装置１００では、制止装置２０は、フライホイール８の回転を制止していたが、これに限定されるものでなく、インナロータ１１と共に回転するいかなる回転体の回転を制止するように構成されてもよい。 In the power output device 100, the restraining device 20 engages with the flywheel 8 that can rotate together with the inner rotor 11 to restrain the rotation of the flywheel 8. Thereby, the structure of the restraining device 20 can be simplified. Furthermore, since the stopping torque for stopping the rotation of the flywheel 8 having a large diameter is small, the stopping device 20 can be downsized.
In the power output device 100 according to the first embodiment, the restraining device 20 restrains the rotation of the flywheel 8, but is not limited to this, and any rotation of the rotating body that rotates with the inner rotor 11 is not limited thereto. It may be configured to stop.

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る動力出力装置２００は、実施の形態１に係る動力出力装置１００において制止装置２０を設けずに、始動用モータ９が制止装置の機能を兼ねるようにしたものである。
以下の実施の形態において、前出した図における参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
図２を参照すると、動力出力装置２００は、実施の形態１に係る動力出力装置１００において制止装置２０を備えない構成を有している。
そして、このような本発明の実施の形態２に係る動力出力装置２００のその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。 Embodiment 2. FIG.
The power output apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention is such that the starter motor 9 also functions as a stop device without providing the stop device 20 in the power output device 100 according to the first embodiment. is there.
In the following embodiments, the same reference numerals as those in the previous drawings are the same or similar components, and detailed description thereof will be omitted.
Referring to FIG. 2, power output device 200 has a configuration that does not include stop device 20 in power output device 100 according to the first embodiment.
And since the other structure of the power output device 200 which concerns on such Embodiment 2 of this invention is the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

動力出力装置２００は、以下のように動作する。
図２を参照すると、ＥＶモード走行では、ＥＣＵ３２は、内燃機関１を停止させつつ、電力をカップリングモータ１０のインナロータ１１の三相巻線１１ａに供給し、アウタロータ１２に回転駆動させる。
この際、ＥＣＵ３２は、始動用モータ９を作動させてフライホイール８に回転トルクを与えることによって、フライホイール８を制止させておく。ＥＣＵ３２は、始動用モータ９の発生トルクと内燃機関１の静摩擦トルクとの合計トルクが、インナロータ１１とアウタロータ１２との間の磁界による回転トルクと釣り合うように、始動用モータ９の発生トルクを制御する。なお、始動用モータ９の発生トルクは、上記回転トルクに対して内燃機関１の静摩擦トルクの分だけ低く抑えることができる。 The power output apparatus 200 operates as follows.
Referring to FIG. 2, in the EV mode traveling, the ECU 32 supplies the electric power to the three-phase winding 11 a of the inner rotor 11 of the coupling motor 10 while rotating the outer rotor 12 while stopping the internal combustion engine 1.
At this time, the ECU 32 stops the flywheel 8 by operating the starter motor 9 and applying a rotational torque to the flywheel 8. The ECU 32 controls the generated torque of the starting motor 9 so that the total torque of the generated torque of the starting motor 9 and the static friction torque of the internal combustion engine 1 is balanced with the rotational torque due to the magnetic field between the inner rotor 11 and the outer rotor 12. To do. Note that the torque generated by the starter motor 9 can be kept lower than the rotational torque by the amount of the static friction torque of the internal combustion engine 1.

ＥＶモード走行形態からＲＥモード走行形態へ走行形態を切り替える場合、ＥＣＵ３２は、始動用モータ９の発生トルクを増加させる。この際、ＥＣＵ３２は、内燃機関１が回転できるように、インナロータ１１とアウタロータ１２との間の磁界による回転トルク以上のトルクを、始動用モータ９に生じさせる。
内燃機関１の始動後、ＥＣＵ３２は、始動用モータ９を停止する。さらに、始動後の内燃機関１がインナロータ１１に与えるトルクに起因したカップリングモータ１０の出力軸１４の発生トルクの変動を抑えるために、ＥＣＵ３２は、インナロータ１１の三相巻線１１ａに供給する電力を減少する。 When switching the travel mode from the EV mode travel mode to the RE mode travel mode, the ECU 32 increases the torque generated by the starter motor 9. At this time, the ECU 32 causes the starting motor 9 to generate torque that is greater than the rotational torque due to the magnetic field between the inner rotor 11 and the outer rotor 12 so that the internal combustion engine 1 can rotate.
After the internal combustion engine 1 is started, the ECU 32 stops the starting motor 9. Further, the ECU 32 supplies power to the three-phase winding 11a of the inner rotor 11 in order to suppress fluctuations in the torque generated by the output shaft 14 of the coupling motor 10 due to the torque applied to the inner rotor 11 by the internal combustion engine 1 after starting. Decrease.

ＲＥモード走行形態からＥＶモード走行形態へ走行形態を切り替える場合、ＥＣＵ３２は、インナロータ１１の三相巻線１１ａに供給する電力を増加すると共に、内燃機関１を停止する。さらに、ＥＣＵ３２は、始動用モータ９を作動させて、フライホイール８と共に内燃機関１及びインナロータ１１を制止させるようなトルクを始動用モータ９に発生させる。
また、このような本発明の実施の形態２に係る動力出力装置２００のその他の動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。 When switching the travel mode from the RE mode travel mode to the EV mode travel mode, the ECU 32 increases the power supplied to the three-phase winding 11a of the inner rotor 11 and stops the internal combustion engine 1. Further, the ECU 32 operates the starter motor 9 to generate a torque in the starter motor 9 that stops the internal combustion engine 1 and the inner rotor 11 together with the flywheel 8.
Moreover, since the other operation | movement of the motive power output apparatus 200 which concerns on such Embodiment 2 of this invention is the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

上述のような本発明の実施の形態２に係る動力出力装置２００によれば、実施の形態１に係る動力出力装置１００と同様の効果が得られる。
さらに、動力出力装置２００において、ＥＣＵ３２は、始動用モータ９の発生トルクを制御することによって、インナロータ１１の制止及び制止解除を制御する。これによって、制止装置２０が不要になるため、構造の簡易化が可能になる。 According to the power output apparatus 200 according to Embodiment 2 of the present invention as described above, the same effects as those of the power output apparatus 100 according to Embodiment 1 can be obtained.
Further, in the power output apparatus 200, the ECU 32 controls the stopping and releasing of the inner rotor 11 by controlling the torque generated by the starting motor 9. This eliminates the need for the restraining device 20 and simplifies the structure.

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る動力出力装置３００は、実施の形態１に係る動力出力装置１００において制止装置２０の代わりに、ワンウェイクラッチ３２０を設けるようにしたものである。
図３を参照すると、動力出力装置３００は、実施の形態１に係る動力出力装置１００と同様の構成を有しているが、制止装置２０を備えずに、内燃機関駆動軸１５に取り付けられたワンウェイクラッチ３２０を備えている。なお、ワンウェイクラッチ３２０は、内燃機関１のクランクシャフト１ａに取り付けられてもよい。
図３及び図４をあわせて参照すると、内燃機関１が運転する際に内燃機関１と共に内燃機関駆動軸１５が回転する方向を方向Ｒ１とし、方向Ｒ１と反対方向を方向Ｒ２とする。
ワンウェイクラッチ３２０は、内燃機関駆動軸１５が方向Ｒ１に回転するのを許容し、内燃機関駆動軸１５が方向Ｒ２に回転するのを阻止する。 Embodiment 3 FIG.
A power output apparatus 300 according to Embodiment 3 of the present invention is configured such that a one-way clutch 320 is provided instead of the stopping apparatus 20 in the power output apparatus 100 according to Embodiment 1.
Referring to FIG. 3, the power output device 300 has the same configuration as that of the power output device 100 according to the first embodiment, but is attached to the internal combustion engine drive shaft 15 without including the restraining device 20. A one-way clutch 320 is provided. The one-way clutch 320 may be attached to the crankshaft 1a of the internal combustion engine 1.
3 and 4 together, a direction in which the internal combustion engine drive shaft 15 rotates together with the internal combustion engine 1 when the internal combustion engine 1 is operated is a direction R1, and a direction opposite to the direction R1 is a direction R2.
The one-way clutch 320 allows the internal combustion engine drive shaft 15 to rotate in the direction R1, and prevents the internal combustion engine drive shaft 15 from rotating in the direction R2.

図４を参照すると、ワンウェイクラッチ３２０の一例としてのカム式のワンウェイクラッチが示されている。なお、ワンウェイクラッチ３２０は、カム式に限定されるものでなく、スプラグ式、又はその他のいかなるワンウェイクラッチであってもよい。
カム式のワンウェイクラッチ３２０は、円筒状のアウタレース３２１と、アウタレース３２１の内側に配置された略円筒状のインナレース３２２とを備えている。
アウタレース３２１は、固定されている。
インナレース３２２は、アウタレース３２１に対して同軸上に配置され且つ回転することができる。インナレース３２２の中心の円筒状貫通孔３２２ａを通って、内燃機関駆動軸１５が挿入されている。インナレース３２２と内燃機関駆動軸１５とは、一体に回転することができるように、キー材３２２ｂを用いて互いに対して固定されている。 Referring to FIG. 4, a cam type one-way clutch as an example of the one-way clutch 320 is shown. The one-way clutch 320 is not limited to the cam type, and may be a sprag type or any other one-way clutch.
The cam-type one-way clutch 320 includes a cylindrical outer race 321 and a substantially cylindrical inner race 322 disposed inside the outer race 321.
The outer race 321 is fixed.
The inner race 322 is disposed coaxially with the outer race 321 and can rotate. The internal combustion engine drive shaft 15 is inserted through the cylindrical through hole 322a at the center of the inner race 322. The inner race 322 and the internal combustion engine drive shaft 15 are fixed to each other using a key material 322b so that they can rotate integrally.

インナレース３２２の外周面３２２ｃには、周方向に沿って等間隔に並び且つ貫通孔３２２ａに向かって窪む複数の凹部３２３が形成されている。
各凹部３２３は、インナレース３２２の径方向に沿って延在する受壁部３２３ａと、インナレース３２２の弦方向に沿って延在する支持壁部３２３ｂとによって形成される。
よって、各凹部３２３とアウタレース３２１との間には、空間３２４が形成される。各空間３２４は、支持壁部３２３ｂに沿って受壁部３２３ａから離れるに従って支持壁部３２３ｂとアウタレース３２１との間の間隔が狭くなる形状を有している。 On the outer peripheral surface 322c of the inner race 322, a plurality of concave portions 323 are formed which are arranged at equal intervals along the circumferential direction and are recessed toward the through hole 322a.
Each recess 323 is formed by a receiving wall portion 323 a extending along the radial direction of the inner race 322 and a support wall portion 323 b extending along the chord direction of the inner race 322.
Therefore, a space 324 is formed between each recess 323 and the outer race 321. Each space 324 has a shape in which the distance between the support wall portion 323b and the outer race 321 becomes narrower as the distance from the receiving wall portion 323a increases along the support wall portion 323b.

各空間３２４内には、円柱状のローラ３２５が、その軸方向を貫通孔３２２ａの軸方向に沿うようにして、配設されている。各ローラ３２５は、空間３２４内で支持壁部３２３ｂに沿って移動することができる。
各空間３２４内において、ローラ３２５と受壁部３２３ａとの間には、スプリング３２６が配設されている。スプリング３２６は、ローラ３２５を受壁部３２３ａから離れる方向に付勢し、ローラ３２５を支持壁部３２３ｂとアウタレース３２１と接触させる。 In each space 324, a cylindrical roller 325 is disposed so that its axial direction is along the axial direction of the through hole 322a. Each roller 325 can move in the space 324 along the support wall 323b.
In each space 324, a spring 326 is disposed between the roller 325 and the receiving wall portion 323a. The spring 326 biases the roller 325 in a direction away from the receiving wall portion 323a, and brings the roller 325 into contact with the support wall portion 323b and the outer race 321.

上述のような構成を有するワンウェイクラッチ３２０において、内燃機関駆動軸１５が、インナレース３２２と共に、紙面上での時計回り方向Ｒ２に回転すると、スプリング３２６によって付勢されるローラ３２５が、支持壁部３２３ｂとアウタレース３２１とにかみ合う。これにより、ローラ３２５と支持壁部３２３ｂとアウタレース３２１との間の接触面圧が高くなるため、インナレース３２２は、アウタレース３２１と一体に方向Ｒ２に回転しようとするが、固定されたアウタレース３２１によってその回転が制止される。つまり、インナレース３２２が制止される。   In the one-way clutch 320 having the above-described configuration, when the internal combustion engine drive shaft 15 rotates together with the inner race 322 in the clockwise direction R2 on the paper surface, the roller 325 biased by the spring 326 is supported by the support wall portion. 323b engages with the outer race 321. As a result, the contact surface pressure between the roller 325, the support wall portion 323b, and the outer race 321 increases, so that the inner race 322 tries to rotate in the direction R2 integrally with the outer race 321; The rotation is stopped. That is, the inner race 322 is stopped.

一方、回転が制止されたインナレース３２２が、紙面上での反時計回り方向Ｒ１への回転力が与えられると、ローラ３２５と支持壁部３２３ｂとアウタレース３２１との間の接触面圧が低くなる。これにより、ローラ３２５が支持壁部３２３ｂ及びアウタレース３２１に対して摺動することができるようになり、インナレース３２２がアウタレース３２１に対して方向Ｒ１に自由に回転することができる。
また、本発明の実施の形態３に係る動力出力装置３００のその他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。 On the other hand, when the inner race 322 whose rotation is stopped is applied with a rotational force in the counterclockwise direction R1 on the paper surface, the contact surface pressure between the roller 325, the support wall portion 323b, and the outer race 321 is lowered. . Accordingly, the roller 325 can slide with respect to the support wall portion 323 b and the outer race 321, and the inner race 322 can freely rotate in the direction R <b> 1 with respect to the outer race 321.
Moreover, since the other structure of the power output device 300 which concerns on Embodiment 3 of this invention is the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

動力出力装置３００は、以下のように動作する。
図３及び図４をあわせて参照すると、ＥＶモード走行では、ＥＣＵ３２は、内燃機関１を停止させつつ、電力をカップリングモータ１０のインナロータ１１の三相巻線１１ａに供給し、アウタロータ１２に回転駆動させる。
この際、インナロータ１１と共に、内燃機関駆動軸１５及びワンウェイクラッチ３２０のインナレース３２２が、インナロータ１１とアウタロータ１２との間の磁界による回転トルクによって方向Ｒ２への反力トルクを受ける。これにより、インナレース３２２がアウタレース３２１に対して固定され、インナレース３２２と共に、インナロータ１１及び内燃機関１が制止される。 The power output apparatus 300 operates as follows.
3 and 4 together, in the EV mode running, the ECU 32 supplies electric power to the three-phase winding 11a of the inner rotor 11 of the coupling motor 10 while rotating the outer rotor 12 while stopping the internal combustion engine 1. Drive.
At this time, together with the inner rotor 11, the internal combustion engine drive shaft 15 and the inner race 322 of the one-way clutch 320 receive a reaction torque in the direction R <b> 2 due to the rotational torque generated by the magnetic field between the inner rotor 11 and the outer rotor 12. As a result, the inner race 322 is fixed to the outer race 321, and the inner rotor 11 and the internal combustion engine 1 are stopped together with the inner race 322.

ＥＶモード走行形態からＲＥモード走行形態へ走行形態を切り替える場合、ＥＣＵ３２は、始動用モータ９を起動する。この際、ＥＣＵ３２は、ワンウェイクラッチ３２０のインナレース３２２及び内燃機関１が方向Ｒ１へ回転できるようなトルクを、始動用モータ９に生じさせる。
これにより、インナレース３２２及び内燃機関１が方向Ｒ１へ回転して、内燃機関１が始動する。内燃機関１の始動後、ＥＣＵ３２は、始動用モータ９を停止する。さらに、内燃機関１がインナロータ１１に与えるトルクに起因したカップリングモータ１０の出力軸１４の発生トルクの変動を抑えるために、ＥＣＵ３２は、インナロータ１１の三相巻線１１ａに供給する電力を減少する。 When the travel mode is switched from the EV mode travel mode to the RE mode travel mode, the ECU 32 activates the starting motor 9. At this time, the ECU 32 causes the starting motor 9 to generate torque that allows the inner race 322 of the one-way clutch 320 and the internal combustion engine 1 to rotate in the direction R1.
Thereby, the inner race 322 and the internal combustion engine 1 rotate in the direction R1, and the internal combustion engine 1 is started. After the internal combustion engine 1 is started, the ECU 32 stops the starting motor 9. Further, the ECU 32 reduces the electric power supplied to the three-phase winding 11 a of the inner rotor 11 in order to suppress the fluctuation of the generated torque of the output shaft 14 of the coupling motor 10 due to the torque applied to the inner rotor 11 by the internal combustion engine 1. .

ＲＥモード走行形態からＥＶモード走行形態へ走行形態を切り替える場合、ＥＣＵ３２は、インナロータ１１の三相巻線１１ａに供給する電力を増加すると共に、内燃機関１を停止する。これにより、内燃機関１による反力を失ったインナロータ１１が、インナロータ１１とアウタロータ１２との間の磁界による回転トルクによって方向Ｒ２への反力トルクを受ける。その結果、ワンウェイクラッチ３２０のインナレース３２２と共に、インナロータ１１及び内燃機関１が制止される。
また、本発明の実施の形態３に係る動力出力装置３００のその他の動作は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。 When switching the travel mode from the RE mode travel mode to the EV mode travel mode, the ECU 32 increases the power supplied to the three-phase winding 11a of the inner rotor 11 and stops the internal combustion engine 1. As a result, the inner rotor 11 that has lost the reaction force from the internal combustion engine 1 receives the reaction force torque in the direction R <b> 2 by the rotational torque generated by the magnetic field between the inner rotor 11 and the outer rotor 12. As a result, the inner rotor 11 and the internal combustion engine 1 are stopped together with the inner race 322 of the one-way clutch 320.
Moreover, since the other operation | movement of the power output device 300 which concerns on Embodiment 3 of this invention is the same as that of Embodiment 1, description is abbreviate | omitted.

上述のような本発明の実施の形態３に係る動力出力装置３００によれば、実施の形態１に係る動力出力装置１００と同様の効果が得られる。
さらに、動力出力装置３００では、ワンウェイクラッチ３２０は、内燃機関１の運転時に内燃機関駆動軸１５が回転する回転方向への内燃機関駆動軸１５の回転を許容するが、上記回転方向と反対方向への内燃機関駆動軸１５の回転を制止する構成を有している。
上述の構成によって、インナロータ１１の制止及び制止解除が、機械式に行われ、電力を消費する必要が無い。さらに、インナロータ１１の制止及び制止解除のために、ワンウェイクラッチ３２０を設けるだけでよいので、構造の簡易化が可能になる。 According to the power output apparatus 300 according to the third embodiment of the present invention as described above, the same effects as those of the power output apparatus 100 according to the first embodiment can be obtained.
Further, in the power output device 300, the one-way clutch 320 allows the internal combustion engine drive shaft 15 to rotate in the rotational direction in which the internal combustion engine drive shaft 15 rotates during operation of the internal combustion engine 1, but in the direction opposite to the rotational direction. The internal combustion engine drive shaft 15 is configured to stop the rotation.
With the above-described configuration, the inner rotor 11 is restrained and unlocked mechanically, and it is not necessary to consume power. Furthermore, since it is only necessary to provide the one-way clutch 320 for stopping and releasing the inner rotor 11, the structure can be simplified.

実施の形態１〜３の動力出力装置において、カップリングモータ１０では、入力軸１３が結合されるインナロータ１１が、出力軸１４が結合されるアウタロータ１２の内側に配置されていたが、入力軸１３が連結されるロータが、出力軸１４が連結されるロータの外側に配置されてもよい。
実施の形態１〜３の動力出力装置において、２つのロータ１１及び１２を備えるがステータを備えないカップリングモータ１０が用いられていたが、これに限定されるものでなく、２つのロータとステータとを備えるダブルロータ型のモータが用いられてもよい。 In the power output apparatus of the first to third embodiments, in the coupling motor 10, the inner rotor 11 to which the input shaft 13 is coupled is disposed inside the outer rotor 12 to which the output shaft 14 is coupled. May be arranged outside the rotor to which the output shaft 14 is connected.
In the power output apparatus of the first to third embodiments, the coupling motor 10 including the two rotors 11 and 12 but not including the stator is used. However, the present invention is not limited to this, and the two rotors and the stator are used. A double rotor type motor may be used.

実施の形態１〜３の動力出力装置において、内燃機関１、始動用モータ９、制止装置２０及びインバータ３０は、１つの電子コントロールユニットによって制御されていたが、複数の電子コントロールユニットによって制御されてもよい。
実施の形態１〜３の動力出力装置は、ハイブリッド自動車への搭載に限定されるものでなく、建設機械、ディーゼル機関車等のガソリンエンジン及びディーゼルエンジンなどの内燃機関と回転電機とを動力とする車両や機械に搭載してもよい。 In the power output apparatus of the first to third embodiments, the internal combustion engine 1, the starter motor 9, the stop device 20, and the inverter 30 are controlled by one electronic control unit, but are controlled by a plurality of electronic control units. Also good.
The power output apparatus according to the first to third embodiments is not limited to being mounted on a hybrid vehicle, but is powered by an internal combustion engine such as a construction machine, a diesel locomotive, or a diesel engine, and a rotary electric machine. You may mount in a vehicle or a machine.

１ 内燃機関、７ 車両駆動機構、８ フライホイール（回転体）、９ 始動用モータ（スタータ，制止部）、１０ カップリングモータ（回転電機）、１１ インナロータ（第一回転子）、１１ａ 三相巻線、１２ アウタロータ（第二回転子）、１２ａ 永久磁石、１５ 内燃機関駆動軸（回転体）、１６ スリップリング装置、１６ｂ スリップリング、１７ ブラシ、２０ 制止装置（制止部）、３０ インバータ（電力受給部）、３２ ＥＣＵ（制御部）、１００，２００，３００ 動力出力装置、３２０ ワンウェイクラッチ（制止部）。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine, 7 Vehicle drive mechanism, 8 Flywheel (rotary body), 9 Starter motor (starter, stop part), 10 Coupling motor (rotary electric machine), 11 Inner rotor (1st rotor), 11a Three-phase winding Wire, 12 Outer rotor (second rotor), 12a Permanent magnet, 15 Internal combustion engine drive shaft (rotary body), 16 Slip ring device, 16b Slip ring, 17 Brush, 20 Stop device (stop portion), 30 Inverter (power supply) Part), 32 ECU (control part), 100, 200, 300 Power output device, 320 One-way clutch (stop part).

Claims (5)

車両に搭載される動力出力装置であって、
内燃機関と、
前記内燃機関に回転駆動力を伝達可能に接続される第一回転子と車両駆動機構に回転駆動力を伝達可能に接続される第二回転子とを含む回転電機と、
前記第一回転子と一体に回転するように設けられた導電性を有するスリップリングと、
前記スリップリングに対してブラシを介して電力の供給及び受取が可能な電力受給部と、
前記内燃機関の運転時に前記第一回転子が回転する回転方向と反対方向への前記第一回転子の回転を制止可能な制止部と、
前記内燃機関、前記回転電機及び前記電力受給部を制御する制御部と
を備え、
前記第一回転子及び前記第二回転子は、互いに対向し且つ相対的に回転可能に設けられ、
前記第一回転子は、前記スリップリングに電気的に接続された巻線を含み、
前記第二回転子は、前記巻線に対向して位置する磁石を含み、
前記制御部は、前記スリップリングに電力を供給しつつ前記内燃機関を停止する場合、前記制止部によって前記第一回転子の回転を制止する動力出力装置。 A power output device mounted on a vehicle,
An internal combustion engine;
A rotating electrical machine including a first rotor connected to the internal combustion engine so as to be able to transmit rotational driving force and a second rotor connected to be able to transmit rotational driving force to the vehicle drive mechanism;
A conductive slip ring provided to rotate integrally with the first rotor;
An electric power receiving unit capable of supplying and receiving electric power to the slip ring via a brush;
A restraining portion capable of restraining rotation of the first rotor in a direction opposite to a rotational direction in which the first rotor rotates during operation of the internal combustion engine;
A control unit that controls the internal combustion engine, the rotating electrical machine, and the power receiving unit,
The first rotor and the second rotor are provided so as to face each other and be relatively rotatable,
The first rotor includes a winding electrically connected to the slip ring;
The second rotor includes a magnet positioned opposite the winding;
When the control unit stops the internal combustion engine while supplying electric power to the slip ring, the control unit stops the rotation of the first rotor by the stopping unit. 前記制御部は、
前記スリップリングに電力を供給しつつ停止させている前記内燃機関を始動する場合、
前記制止部による制止を解除して前記内燃機関を始動し、前記スリップリングへの供給電力を減少する請求項１に記載の動力出力装置。 The controller is
When starting the internal combustion engine stopped while supplying power to the slip ring,
The power output apparatus according to claim 1, wherein the internal combustion engine is started by releasing the restraint by the restraining unit, and the power supplied to the slip ring is reduced. 前記制止部は、前記第一回転子と共に回転可能な回転体に係合して前記回転体の回転を制止する請求項１または２に記載の動力出力装置。   3. The power output device according to claim 1, wherein the stopping portion engages with a rotating body that can rotate together with the first rotor to stop the rotation of the rotating body. 前記制止部は、前記内燃機関のスタータであり、
前記制御部は、前記スタータの発生トルクを制御することによって、前記第一回転子の制止及び制止解除を制御する請求項１〜３のいずれか一項に記載の動力出力装置。 The stop portion is a starter of the internal combustion engine,
The power output device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit controls stopping and releasing of the first rotor by controlling torque generated by the starter. 前記制止部は、前記内燃機関の運転時に前記回転体が回転する回転方向への前記回転体の回転を許容するが、前記回転方向と反対方向への前記回転体の回転を制止するワンウェイクラッチである請求項３に記載の動力出力装置。   The stop portion is a one-way clutch that allows rotation of the rotating body in a rotation direction in which the rotating body rotates during operation of the internal combustion engine, but stops rotation of the rotating body in a direction opposite to the rotation direction. The power output apparatus according to claim 3.

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