JPH11321357A

JPH11321357A - 自動車用駆動装置

Info

Publication number: JPH11321357A
Application number: JP16911598A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Hiraiwa; 一美平岩
Original assignee: KYOWA GOKIN KK
Current assignee: KYOWA GOKIN KK
Priority date: 1998-05-13
Filing date: 1998-05-13
Publication date: 1999-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンと複数のモーターの２種類の動
力源で遊星歯車を用いて動力伝達する、いわゆるハイブ
リッド自動車の駆動装置において、モーターで駆動また
は駆動力補助を行う無段階な変速を可能にしながら、複
数の固定された変速比で機械的な動力伝達も可能にし
て、走行負荷の大きい場合や市街地などでの定常走行に
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】遊星歯車の回転メンバーのうち、入力軸
３０および出力軸３２と連結されたメンバーの他に、ケ
ース４６に固定した際に減速駆動するメンバーＡ（第１
サンギヤ１２）と、ケース４６に固定した際に増速駆動
するメンバーＢ（第２リングギヤ２４）とを設け、一方
向のトルクのみ伝達する円錐クラッチ４８、５４によ
り、第２モーター５０とメンバーＡおよびメンバーＢと
をそれぞれ別個に、または同時に連結可能に構成した。

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、特に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、複
数の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、複数のモー
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８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、正転・逆転が可能であり、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。ここで、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作用させる
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を駆動して発電し、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１
２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１
２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の回転数がサンギヤ２の回転数より低く、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、自動車を制動する際には、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
せることで制動するとともに、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。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。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、従来のエンジンのみを動力源とす
る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を補助駆動しているた
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
によりサンギヤ２を電気的に固定した場合は、遊星歯車
１による機械的な動力伝達になるが、これは高速走行な
どに用いるオーバードライブと呼ばれる増速の変速比で
あり、加速時および登坂や市街地走行などには使用でき
ない。そのため、高速走行以外の一般的な走行はエンジ
ンの駆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を補助駆動
する。したがって、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、エンジンに高い負荷がかかる駆
動状態で走行するような場合に、電気ルートでの動力伝
達比率が高まって燃費を悪化させる要因になり、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。

【００１１】そこで本発明は、自動車が市街地を走行す
る際の定常走行や、走行負荷が大きい加速や登坂などの
運転状態において、電気ルートの動力伝達比率を減らし
てエンジンの動力を機械的に効率よく車軸に伝えるよう
にして、一層の燃費向上を図ることを目的とする。

【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、エンジンより入力軸に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、複数のモーターを備
えた自動車用駆動装置において、出力軸を複数のモータ
ーのうちの第１モーターで駆動可能とするとともに、遊
星歯車が、この回転メンバーのうち減速駆動を得るべく
ケースに固定可能なメンバーＡと、回転メンバーのうち
増速駆動を得るべくケースに固定可能なメンバーＢとを
備え、メンバーＡおよびメンバーＢとがそれぞれ第１モ
ーターとは別のモーターに連結可能であることを特徴と
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、前記別のモーターのうちの１個のモータ
ー（第２モーター）が、メンバーＡおよびメンバーＢと
選択的に連結可能であ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、前記１個のモーター（第２モーター）
と、メンバーＡおよびメンバーＢとを連結する手段が、
ヘリカル面を有する歯で噛み合うコーンリングを備えて
一方向のトルクが作用した際にセルフロック可能な円錐
クラッチであ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、前記１個のモーター（第２モーター）
が、メンバーＡおよびメンバーＢの両者と同時に連結可
能であ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、メンバーＡが、前記別の１個のモーター
（第２モーター）と連結可能であるとともに、複数のモ
ーターのうち前記１個のモーターとはさらに別のモータ
ー（第３モーター）と常に連結されていることを特徴と
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、前記遊星歯車は、第１サンギヤと第１リ
ングギヤとこれらに噛み合う第１ピニヨンを支持する第
１キャリアとを有する第１遊星歯車と、第２サンギヤと
第２リングギヤとこれらに噛み合う第２ピニヨンを支持
する第２キャリアを有する第２遊星歯車とを備え、第１
サンギヤと第２サンギヤとを連結し、第１リンブギヤと
第２キャリアとを連結し、第１キャリアを入力軸および
出力軸のうちの一方と連結し、第１リングギヤと第２キ
ャリアとを入力軸および出力軸のうちの他方と連結する
とともに、第１キャリアを入力軸と連結した場合には第
２リングギヤをメンバーＡとするとともに第１サンギヤ
および第２サンギヤをメンバーＢとし、第１キャリアを
出力軸と連結した場合には第１サンギヤおよび第２サン
ギヤをメンバーＡとするとともに第２リングギヤをメン
バーＢとしたことを特徴とする。

【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、前記遊星歯車は、第１サンギヤと第１リ
ングギヤとこれらに噛み合う第１ピニヨンを支持する第
１キャリアとを有する第１遊星歯車と、第２サンギヤと
第２リングギヤとこれらに噛み合う第２ピニヨンを支持
する第２キャリアを有する第２遊星歯車とを備え、第１
リングギヤと第２キャリアとを出力軸と連結し、第１キ
ャリアと第２リングギヤとを入力軸と連結するととも
に、第２サンギヤをメンバーＡとし、第１サンギヤをメ
ンバーＢと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、前記遊星歯車は、第１サンギヤが第１ピ
ニヨンを介してリングギヤに噛み合い、第２サンギヤが
第１ピニヨンと第２ピニヨンとを介してリングギヤに噛
み合い、両ピニヨンがキャリアにより支持され、リング
ギヤとキャリアとのうち一方を入力軸と連結し、リング
ギヤとキャリアとのうち他方を出力軸と連結するととも
に、リングギヤと入力軸とを連結した場合は第１サンギ
ヤをメンバーＡとするとともに第２サンギヤをメンバー
Ｂとし、リングギヤと出力軸とを連結した場合は第２サ
ンギヤをメンバーＡとするとともに第１サンギヤをメン
バーＢとしたことを特徴とする。

【００２０】

【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、エンジンより入力軸に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、複数のモーター
を備えた自動車用駆動装置において、出力軸を複数のモ
ーターのうちの第１モーターで駆動可能とするととも
に、遊星歯車が、この回転メンバーのうち減速駆動を得
るべくケースに固定可能なメンバーＡと、回転メンバー
のうち増速駆動を得るべくケースに固定可能なメンバー
Ｂとを備え、メンバーＡおよびメンバーＢとがそれぞれ
第１モーターとは別のモーターに連結可能に構成したた
め、モーターの制御による無段階な変速を行うととも
に、メンバーＡをモーターによってケースに固定するこ
とで機械的伝達の減速駆動を行い、メンバーＢをモータ
ーによってケースに固定することで機械的伝達の増速駆
動を行う。

【００２１】また、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、前記別のモーターのうちの１個の
モーター（第２モーター）が、メンバーＡおよびメンバ
ーＢと選択的に連結可能であるように構成したため、１
個のモーターの連結関係を切り替えることで、上記の無
段階な変速と機械的な減速駆動を行う。

【００２２】また、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、前記１個のモーター（第２モータ
ー）と、メンバーＡおよびメンバーＢとを連結する手段
が、ヘリカル面を有する歯で噛み合うコーンリングを備
えて一方向のトルクが作用した際にセルフロック可能な
円錐クラッチしたため、エンジンから駆動する場合のみ
円錐クラッチが連結し、駆動力がなくなると自動的に連
結が解除される。

【００２３】また、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、前記１個のモーター（第２モータ
ー）が、メンバーＡおよびメンバーＢの両者と同時に連
結可能に構成したため、両者を同時に連結することによ
り、遊星歯車全体を機械的に一体にして直結駆動を行
う。

【００２４】また、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、メンバーＡが、前記別の１個のモ
ーター（第２モーター）と連結可能であるとともに、複
数のモーターのうち前記１個のモーターとはさらに別の
モーター（第３モーター）と常に連結するようにしたた
め、第３モーターによるメンバーＡの固定で減速駆動し
ながら、第２モーターの連結関係をメンバーＡからメン
バーＢに切り替えて駆動モード変更に備える。

【００２５】また、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、前記遊星歯車は、第１サンギヤと
第１リングギヤとこれらに噛み合う第１ピニヨンを支持
する第１キャリアとを有する第１遊星歯車と、第２サン
ギヤと第２リングギヤとこれらに噛み合う第２ピニヨン
を支持する第２キャリアを有する第２遊星歯車とを備
え、第１サンギヤと第２サンギヤとを連結し、第１リン
グギヤと第２キャリアとを連結し、第１キャリアを入力
軸および出力軸のうちの一方と連結し、第１リングギヤ
と第２キャリアとを入力軸および出力軸のうちの他方と
連結するとともに、第１キャリアを入力軸と連結した場
合には第２リングギヤをメンバーＡとするとともに第１
サンギヤおよび第２サンギヤをメンバーＢとし、第１キ
ャリアを出力軸と連結した場合には第１サンギヤおよび
第２サンギヤをメンバーＡとするとともに第２リングギ
ヤをメンバーＢとしたため、メンバーＡと第３モーター
とを常に連結し、第２モーターとメンバーＡおよびメン
バーＢとを選択的に連結可能にすることにより、無段階
な変速の他に、固定された変速比で減速・直結・増速の
各駆動を行う。

【００２６】また、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、前記遊星歯車は、第１サンギヤと
第１リングギヤとこれらに噛み合う第１ピニヨンを支持
する第１キャリアとを有する第１遊星歯車と、第２サン
ギヤと第２リングギヤとこれらに噛み合う第２ピニヨン
を支持する第２キャリアを有する第２遊星歯車とを備
え、第１リングギヤと第２キャリアとを出力軸と連結
し、第１キャリアと第２リングギヤとを入力軸と連結す
るとともに、第２サンギヤをメンバーＡとし、第１サン
ギヤをメンバーＢとしたため、メンバーＡと第３モータ
ーとを常に連結し、第２モーターとメンバーＡおよびメ
ンバーＢとを選択的に連結可能にすることにより、無段
階な変速の他に、固定された変速比で減速・直結・増速
の各駆動を行う。

【００２７】さらに、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、前記遊星歯車は、第１サンギヤ
が第１ピニヨンを介してリングギヤに噛み合い、第２サ
ンギヤが第１ピニヨンと第２ピニヨンとを介してリング
ギヤに噛み合い、両ピニヨンがキャリアにより支持さ
れ、リングギヤとキャリアとのうち一方を入力軸と連結
し、リングギヤとキャリアとのうち他方を出力軸と連結
するとともに、リングギヤと入力軸とを連結した場合は
第１サンギヤをメンバーＡとするとともに第２サンギヤ
をメンバーＢとし、リングギヤと出力軸とを連結した場
合は第２サンギヤをメンバーＡとするとともに第１サン
ギヤをメンバーＢとしたため、メンバーＡと第３モータ
ーとを常に連結し、第２モーターとメンバーＡおよびメ
ンバーＢとを選択的に連結可能にすることにより、無段
階な変速の他に、固定された変速比で減速・直結・増速
の各駆動を行う。

【００２８】

【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に
おける主要部のスケルトン図である。第１遊星歯車１０
は、第１サンギヤ１２と、第１リングギヤ１４と、第１
キャリア１６および、該第１キャリア１６に軸支され第
１サンギヤ１２および第１リングギヤ１４と噛み合う第
１ピニヨン１８から構成されている。第２遊星歯車２０
は、第２サンギヤ２２と、第２リングギヤ２４と、第２
キャリア２６および、該第２キャリア２６に軸支され第
２サンギヤ２２および第２リングギヤ２４と噛み合う第
２ピニヨン２８から構成されている。

【００２９】第１キャリア１６は入力軸３０と連結され
ている。入力軸３０はエンジン７０により駆動される。
出力軸３２は、第１リングギヤ１４および第２キャリア
２６と連結されるとともに第１モーター３４とも連結さ
れている。出力軸３２は駆動歯車３６と一体になってお
り、駆動歯車３６はアイドラ歯車３８を介して出力歯車
４０と連結されている。出力歯車４０は差動装置４２を
内包しており、左右の車軸４４ａ、４４ｂを介して図示
しない自動車の車輪と連結されている。

【００３０】出力軸３２は、第１モーター３４の回転子
３４ａと連結されており、第１モーター３４の固定子３
４ｂはケース４６に固定されている。第１サンギヤ１２
および第２サンギヤ２２とは一体的に連結されるととも
に、第１円錐クラッチ４８を介して第２モーター５０の
回転子５０ａと連結可能であり、第２モーター５０の固
定子５０ｂはケース４６に固定されている。

【００３１】第１サンギヤ１２を、第１円錐クラッチ４
８および第２モーター５０を介してケース４６に固定す
ると、後述するように入力軸３０から出力軸３２へ固定
された増速比で機械的な動力伝達を行うことができる。
このように、ケース４６に固定することで機械的に増速
駆動が可能になる第１サンギヤ１２のようなメンバー
を、メンバーＢと呼ぶ。

【００３２】第２リングギヤ２４は、第３モーター５２
の回転子５２ａと連結されるとともに、第２円錐クラッ
チ５４を介して第２モーター５０の回転子５０ａとも連
結可能である。第３モーター５２の固定子５２ｂはケー
ス４６に固定されている。第２リングギヤ２４を第３モ
ーター５２によりケース４６に固定すると、後述するよ
うに入力軸３０から出力軸３２へ固定された減速比で機
械的な動力伝達ができる。このように、ケース４６に固
定することで機械的に減速駆動が可能になる第２リング
ギヤ２４のようなメンバーを、メンバーＡと呼ぶ。

【００３３】第１円錐クラッチ４８および第２円錐クラ
ッチ５４は、図１に示すように互いに対称に配置されて
いるが、ともに図６および図７に示すような構造になっ
ている。図６は第１円錐クラッチ４８の要部断面であり
軸中心より上の部分を示す。図７は図６のＣ−Ｃ断面を
表す。以下、図６および図７に基づき第１円錐クラッチ
４８を例に説明する。

【００３４】第１サンギヤ１２および第２サンギヤ２２
と一体になった第１ハブ５６と、第１コーンリング５８
とは、一方がヘリカル面５６ａ、５８ａで他方が平面５
６ｂ、５８ｂを形成した多数の歯５６ｃ、５８ｃ同士で
噛み合っており、第１コーンリング５８は外側に円錐摩
擦面５８ｄを有し、円錐摩擦面５８ｄは第２モーター５
０の回転子５０ａと一体になった第１アウターリング６
０の円錐内面６０ｄに対応している。

【００３５】第１コーンリング５８は溝５８ｅを有し、
溝５８ｅには第１フォーク６２が係合しており、図示し
ないアクチュエーターにより必要に応じて第１コーンリ
ング５８を左右に移動させることができる。尚、図示は
省略したが、第２モーター５０の回転子５０ａと第１ハ
ブ５６とは、それぞれ軸方向に移動しないようにベアリ
ング等を介して、ケース４６に支持されている。

【００３６】第１ハブ５６と第１コーンリング５８とが
噛み合っている歯５６ｃ、５８ｃは、一方がヘリカル面
５６ａ、５８ａであるため、ヘリカル面５６ａ、５８ａ
側に力が作用する方向のトルクが伝達されると、スラス
トが生じて第１ハブ５６と第１コーンリング５８とが互
いに離反することになり、第１コーンリング５８は図６
において右側へ押され、前述の円錐摩擦面５８ｄと第１
アウターリング６０の円錐内面６０ｄ同士が押しつけら
れる。

【００３７】ここで、ヘリカル面５６ａ、５８ａのリー
ドと、円錐摩擦面５８ｄ、円錐内面６０ｄの円錐角とを
適切に設定しておくごとによりワンウエイクラッチの機
能を持つことになる。すなわち、第１コーンリング５８
と第１アウターリング６０との間に一方向にトルクが作
用する状態において、前述の第１フォーク６２により第
１コーンリング５８を右側へ移動して円錐摩擦面５８ｄ
を円錐内面６０ｄに軽く押しつけると、円錐摩擦面５８
ｄおよび円錐内面６０ｄの間に摩擦トルクが発生し、こ
の摩擦トルクによりヘリカル面５６ａ、５８ａでスラス
トが生ずる。

【００３８】このスラストで円錐摩擦面５８ｄ、円錐内
面６０ｄがさらに強く押しつけられ、大きなトルク伝達
が可能になる。そして、結果としてセルフロック状態に
なって第１コーンリング５８と第１アウターリング６０
とは一体的に連結される。尚、第１フォーク６２が押し
つける荷重は、前記のセルフロックを起こすきっかけに
するだけであり、わずかな力で済むとともに連結時の最
初だけ押しつければよく、非連結時は第１コーンリング
５８を逆方向（図６において左側）に移動させて円錐摩
擦面５８ｄおよび６０ｄ同士の接触を防止する。

【００３９】上記のセルフロックによる連結状熊にあっ
ても、これと逆方向のトルクが作用した場合は、歯５６
ｃ、５８ｃの平面５６ｂ、５８ｂ側に力が作用してスラ
ストを生じないため、前記のセルフロックは解消し、第
１円錐クラッチ４８の連結は自動的に解除される。これ
が一方向のトルクのみ伝達するワンウエイクラッチの機
能である。

【００４０】第２リングギヤ２４と第２モーター５０と
の間には、前述のように第１円錐クラッチ４８と対称に
配置された第２円錐クラッチ５４が設けられ、第１円錐
クラッチ４８と同様に図示しない第２フォークの制御に
より、第２リングギヤ２４と第２モーター５０とを連結
可能であり、一方向にのみ動力伝達することができるの
も同じである。

【００４１】第１円錐クラッチ４８と第２円錐クラッチ
５４は、それぞれ独立して作動させることが可能であ
り、選択的に一方を連結したり両者を同時に連結したり
でき、両者を同時に連結した場合には後述するように第
１遊星歯車１０および第２遊星歯車２０全体を一体的に
連結する。

【００４２】第１モーター３４と第２モーター５０およ
び第３モーター５２とは、それぞれ回転方向を正転・逆
転に切り替えられるとともに、モーターとしての機能と
発電機としての機能を有しており、図示しないコントロ
ーラーからの指令で任意に切り替えることができる。

【００４３】図１に示す駆動装置を搭載した自動車は、
エンジン７０と、第１モーター３４と第２モーター５０
および第３モーター５２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７０の回転方向と同じ方向
の回転を言い、『逆回転』とはその逆方向の回転を言
う。

【００４４】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。通常、自動車
が発進する際はエンジン７０が停止している。まず、コ
ントローラーを介してバッテリーから第１モーター３４
に正回転する方向に電流を流す。すると、第１モーター
３４の回転子３４ａと連結された出力軸３２は、アイド
ラ歯車３８、出力歯車４０および差動装置４２を介して
左右の車軸４４ａ、４４ｂを駆動する。図示しない車輪
は車軸４４ａ、４４ｂに駆動され、自動車は発進し加速
を始める。

【００４５】この際、エンジン７０が停止しているた
め、入力軸３０と連結された第１キャリア１６は回転せ
ず、第１サンギヤ１２および第２サンギヤ２２は逆回転
し、第２リングギヤ２４および第３モーター５２は正回
転するが、いずれもトルクを伝達せず空転するのみであ
る。このように、第１モーターのみで駆動する状態を第
１駆動モードと呼ぶ。

【００４６】次に、さらに駆動力を強くするためにエン
ジン７０を始動させる際の作動を説明する。この場合
は、第１モーター３４での駆動に加えて正回転している
第３モーター５２に発電させることで、第２リングギヤ
に逆回転方向のトルクが作用して第１キャリア１６は正
回転方向に駆動され、入力軸３０を介してエンジン７０
を回転させる。ここでエンジン７０に燃料を供給したり
図示しない点火回路を接続するなどの制御を行うとエン
ジン７０が始動する。

【００４７】エンジン７０が始動して駆動を始めると、
以下のように動力伝達が行われる。エンジン７０の動力
は第１キャリア１６に入って第１遊星歯車１０でトルク
分割され、一部は第１リングギヤ１４を通って出力軸３
２を駆動し、残りのトルクは第１サンギヤ１２から第２
サンギヤ２２へ伝えられ、第２ピニヨン２８を介して第
２リングギヤ２４を逆回転させる。

【００４８】ここで、直ちに第３モーター５２を逆回転
の発電機に切り替えるとともに、図示しない第２フォー
クで第２円錐クラッチ４８を押しつけて連結させる。つ
まり、第２円錐クラッチ４８は第２リングギヤ２２から
逆回転方向に駆動されるとセルフロックするように構成
されている。このセルフロックにより第２モーター５０
が第２リングギヤ２２と連結され、第３モーター５２と
ともに逆回転する。そして、第３モーター５２とともに
第２モーター５０にも発電させ、第１モーター３４に電
力を供給する。

【００４９】第３モーター５２と第２モーター５０が逆
回転しながら発電することで、出力軸３２と連結された
第２キャリア２６に正回転方向のトルクが作用するの
で、入力軸３０から第１遊星歯車１０、第２遊星歯車２
０を介して出力軸３２に機械的に伝達されるトルクの比
は以下になる。すなわち、第１リングギヤ１４の歯数に
対する第１サンギヤ１２の歯数の比をα１とし、第２リ
ングギヤ２４の歯数に対する第２サンギヤ２２の歯数の
比をα２とすると、（α１＋α２＋α１・α２）／（α
２＋α１・α２）倍に増大されたトルクが機械的に伝達
される。

【００５０】実際に出力軸３２を駆動するトルクは、上
記の機械的伝達分に第１モーター３４の出力トルクが加
算されたものとなる。したがって、バッテリーから第１
モーター３４に電力を供給し続ければ、第１モーター３
４はバッテリーからの電力と、第３モーター５２および
第２モーター５０が発電した電力とで駆動することにな
り、出力軸３２を駆動する動力源はエンジン７０とバッ
テリーになる。

【００５１】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３４は第３モーター５２と第２モー
ター５０が発電した電力のみで駆動することになり、出
力軸３２が第１遊星歯車１０、第２遊星歯車２０を介し
て機械的に動力伝達されるトルクも含めて動力源はエン
ジン７０だけになる。このように、第３モーター５２お
よび第２モーター５０が逆回転で発電しながら駆動する
状態を第２駆動モードと呼ぶ。

【００５２】この第２駆動モードにおける入力軸３０の
回転数と出力軸３２の回転数の比（変速比）は、入力軸
３０に入るエンジン７０のトルクの大きさと、自動車を
駆動する出力軸３２のトルク（負荷）の大きさ、および
バッテリーから第１モーター３４に供給される電力とで
自動的に決まる。また、第３モーター５２と第２モータ
ー５０が発電する電力もそれらに応じて変化する。

【００５３】すなわち、自動車が低速でエンジン７０の
トルクが大きく出力軸３２の負荷が大きい場合は、入力
軸３０の回転数が出力軸３２の回転数より大幅に高く、
徐々に自動車の速度が上昇して出力軸３２の負荷が小さ
くなると、出力軸３２の回転数が上昇し逆に入力軸３０
の回転数が下降するように無段階に変化する。と、同時
に第３モーター５２と第２モーター５０の回転数も下降
する。

【００５４】そして、さらに車速が上昇したりエンジン
７０の回転数が下降したりすると、第２リングギヤ２４
とともに第３モーター５２と第２モーター５０の回転数
が下がり、やがて停止するに至る。第２リングギヤ２４
が停止するためには、バッテリーから少なくとも第３モ
ーター５２に正回転方向のトルクを発生させるように電
力を供給して電気的にケース４６に固定する必要があ
る。

【００５５】通常、モーターは回転数が０の状態で最も
大きカトルクを出す特性を持つので、第２リングギヤ２
４をケース４６に固定するのに要する電力はわずかであ
り、第３モーター５２は前述のエンジン７０を始動する
ことと第２リングギヤ２４の固定を維持するだけの力を
発揮できればよいので、第２モーター５０に比べて小さ
な容量で済む。

【００５６】このようにして、第３モーター５２ととも
に第２リングキヤ２４が停止すると、入力軸３０の回転
数と出力軸３２の回転数の比（変速比：出力軸回転数／
入力軸回転数）は、前述のトルク比の逆数（α２＋α１
・α２）／（α１＋α２＋α１・α２）になり、固定さ
れた減速比の機械的な動力伝達になる。ここで、固定さ
れた減速比を得るためにケース４６に固定する第２リン
グギヤ２４が前述のメンバーＡである。このように、固
定された減速比の機械的な動力伝達の状態を第３駆動モ
ードと呼ぶ。

【００５７】尚、第３駆動モードにおいても、バッデリ
ーから第１モーター３４に電力を供給して機械的伝達の
動力に加勢することが可能であるし、逆に機械的な駆動
をしながら第１モーター３４に発電させてバッテリーを
充電することもできる。第３駆動モードにおいては、第
１サンギヤ１２および第２サンギヤ２２は正回転してい
る。

【００５８】第３駆動モードにおいて、第３モーター５
２が第２リングギヤ２４の固定を維持したまま、バッテ
リーから第２モーター５０に電力を供給して正回転させ
ると、前記のセルフロックは解消して第２円錐クラッチ
５４の連結は解放され、第２モーター５０の回転数が上
昇してやがて第１サンギヤ１２および第２サンギヤ２２
とほぼ同じに至る。

【００５９】ここで、第１フォーク６２を作用させると
同時に第２モーター５０を発電機に切り替えて第１円錐
クラッチ４８を連結させ、合わせて第３モーターへの電
力供給をやめる。すなわち、第１円錐クラッチ４８は、
第１サンギヤ１２および第２サンギヤ２２から正回転で
第２モーター５０を駆動する方向においてセルフロック
するように構成されているので、第２モーター５０は第
１サンギヤ１２および第２サンギヤ２２と連結され、正
回転で発電する。

【００６０】第２モーター５０で発電された電力は第１
モーター３４に供給される。この場合、バッテリーから
も第１モーター３４に電力供給することもできる。第２
モーター５０が発電することで、第１キャリア１６から
第１リングギヤ１４へ機械的に伝達されるトルクの比
は、１／（１＋α１）になる。すなわち、出力軸３２に
機械的に伝達されるトルクは入力軸３０へ入るエンジン
７０のトルクより小さくなるが、出力軸３２にはさらに
第１モーター３４の出力トルクが加わる。

【００６１】この場合も、入力軸３０の回転数と出力軸
３２の回転数の比（変速比）は、入力軸３０に入るエン
ジン７０のトルクの大きさと、自動車を駆動する出力軸
３２のトルク（負荷）の大きさ、およびバッテリーから
第１モーター３４に供給される電力とで自動的に決ま
り、変速比は無段階に変化する。また、第２モーター５
０が発電する電力もそれらに応じて変化する。第２リン
グギヤ２４および第３モーター５２は正回転方向に空転
する。このように、第１サンギヤ１２から正回転で駆動
されて第２モーター５０が発電して第１モーター３４に
電力供給し、かつ、出力軸３２の回転数が入力軸３０の
回転数より低い状態を第４駆動モードと呼ぶ。

【００６２】自動車の速度が上昇したりエンジン７０の
回転数が下がると、やがて出力軸３２と入力軸３０の回
転数がほぼ同じに至る。ここで再び第２フォークを作用
させると第２円錐クラッチ５４を連結することができ
る。と、同時に第２モーター５０での発電をやめる。す
なわち、第４駆動モードにおいて第２リングギヤ２４は
入力軸３０の回転数よりやや低い回転数で正回転方向に
空転しているが、出力軸３２と入力軸３０の回転数がほ
ぼ同じになると、第２リングギヤ２４め回転数もほぼ同
じになる。

【００６３】第２円錐クラッチ５４は逆回転方向に第２
モーター５０を駆動する場合にセルフロック可能である
ので、第２円錐クラッチ５４には逆回転方向のトルクが
作用し第１円錐クラッチ４８には正回転方向のトルクが
作用して両円錐クラッチ５４、４８がともにセルフロッ
ク状態になる。このため、第１遊星歯車１０と第２遊星
歯車２０および第２モーター５０、さらには第３モータ
ー５２、出力軸３２、第１モーター３４は、ともに入力
軸３０と一体になって回転し、入力軸３０と出力軸３２
は機械的に直結される。

【００６４】このように、入力軸３０と出力軸３２が機
械的に直結され、変速比が１になった状態を第５駆動モ
ードと呼ぷ。この直結は純粋に機械的に維持されるの
で、動力伝達のために消費する電力は０になる。無論、
第５駆動モードにおいてもバッテリーから第１モーター
３４に電力を供給して機械的な動力伝達に加勢すること
が可能であるし、逆に機械的な直結駆動をしながら第１
モーター３４に発電させてバッテリーを充電することも
できる。

【００６５】この状態から再び第２モーター５０に発電
させて第１モーター３４に電力供給して、出力軸３２の
回転数が入力軸３０より高くなるように制御すると第２
円錐クラッチ５４の連結は解除され、前述の第４駆動モ
ードと同様に、エンジン７０の動力の一部で第１サンギ
ヤ１２を介して第２モーターが発電して第１モーター３
４を駆動することになる。

【００６６】この場合も、第４駆動モードと同様に第１
キャリア１６から第１リングギヤ１４へ機械的に伝達さ
れるトルクの比は、１／（１＋α１）になり、変速比は
エンジン７０のトルクの大きさと、出力軸３２のトルク
（負荷）の大きさ、およびバッテリーから第１モーター
３４に供給される電力とで無段階に変化する。また、第
２モーター５０が発電する電力もそれらに応じて変化す
る。このように、第１サンギヤ１２から駆動されて第２
モーター５０が正回転で発電して第１モーター３４に電
力供給し、かつ、出力軸３２の回転数が入力軸３０の回
転数より高い状態を第６駆動モードと呼ぶ。

【００６７】この状態で、自動車の速度がさらに上昇す
るか、エンジン７０の回転数が下がると、やがて第１サ
ンギヤ１２の回転がほぼ停止するに至る。この際に、バ
ッテリーから第２モーター５０に逆回転方向のトルクを
出すように電力供給して、電気的に第１サンギヤ１２を
ケース４６に固定する。第１サンギヤ１２をケース４６
に固定すると、変速比は（１＋α１）になり、入力軸３
０から出力軸３２へ固定された変速比で増速駆動され
る。ここで、固定された増速比を得るためにケース４６
に固定する第１サンギヤ１２を前述のようにメンバーＢ
と呼ぶ。また、このように固定された変速比で機械的に
増速駆動される状態を第７駆動モードと呼ぶ。

【００６８】第７駆動モードにおいても、バッテリーか
ら第１モーター３４およびさらには第３モーター５２に
も電力を供給して機械的な動力伝達に加勢することが可
能であるし、逆に機械的な増速駆動をしながら第１モー
ター３４に発電させてバッテリーを充電することもでき
る。

【００６９】次に、自動車の速度を徐々に下げる場合、
および制動する場合について説明する。上記の第１駆動
モードから第７駆動モードのいずれの場合であっても、
運転者が自動車のスロットルペダルを解放したり、ブレ
ーキペダルを踏んで制動する場合には、直ちに上記の駆
動をやめてエンジン７０を停止し、第１モーター３４に
発電させる。

【００７０】第１円錐クラッチ４８および第２円錐クラ
ッチ５４は、いずれもエンジン７０による駆動時にのみ
セルフロックして動力伝達が可能なように構成されてい
るので、エンジン７０を停止すると直ちにセルフロック
が解除される。第１モーター３４の発電量を制御するこ
とにより適度な制動を行うとともに、従来は摩擦ブレー
キで熱に変えて捨てていた自動車の運動エネルギーの一
部を電気に変えてバッテリーに蓄え、いわゆるエネルギ
ー回生を行うことができる。エネルギー回生でバッテリ
ーに蓄えた電力は、次に自動車を加速する際に使うこと
で自動車の燃料消費を少なくする効果が得られる。

【００７１】次に、自動車を後進させる場合について説
明する。自動車の後進は、バッテリーからの電力供給で
第１モーター３４を逆回転させることで発進から加速を
行うことができる。この場合、エンジン７０は停止した
ままであるため、第１サンギヤ１２、第２サンギヤ２２
は正回転し、第２リングギヤ２４は逆回転している。

【００７２】後進駆動において、第１モーター３４の出
力だけでは駆動力が不足する場合は、前記の第１サンギ
ヤ１２、第２サンギヤ２２および第２リングギヤ２４の
回転数の関係を保ちつつ、バッテリーからの電力供給で
第３モーター５２を逆回転方向に駆動させるとともに、
第１円錐クラッチ４８を連結させ第２サンギヤ２２を経
由して第２モーター５０に発電させる。こうすること
で、エンジンにトルクを作用させることなく第２キャリ
ア２６が後進駆動されるので、エンジンは停止したまま
後進駆動力を加勢することができる。

【００７３】尚、後進時においてもエンジン７０を回転
させて第１円錐クラッチ４８を連結させ、第２サンギヤ
２２を経由して第２モーター５０に発電させることがで
きるが、その場合は逆に第１リンギギヤ１４に正回転方
向のトルクが作用するので、その分だけ後進駆動力が低
下する。また、後進の制動においても第１モーター３４
に発電させることにより、前進と同様にエネルギー回生
を行うことができる。

【００７４】以上のように、図１の実施形態にあって
は、メンバーＡの第２リングギヤ２４およびメンバーＢ
の第１サンギヤ１２と第２モーター５０との連結関係
と、第１モーター３４、第２モーター５０および第３モ
ーター５２の駆動や発電、さらにはケース４６への固定
などの制御により第１駆動モードから第７駆動モードま
で多様な駆動モードを選択して、自動車を走行させるこ
とができる。

【００７５】特に、車速０の発進から第７駆動モードま
で無段階に変速できるとともに、減速、直結、増速の３
種類の固定された変速比の機械的な動力伝達が可能であ
ることが最大の特徴である。すなわち、機械的な動力伝
達においてはエンジン７０の動力で発電して第１モータ
ー３４を駆動する電気ルートの動力伝達がないため、特
に第３駆動モードと第５駆動モードにおいて従来例より
動力伝達効率が高くなり、走行負荷が大きい低速加速や
登坂時などにおいては減速の第３駆動モードを、都市内
の定常走行などにおいては車速に応じて減速の第３駆動
モードまたは直結の第５駆動モードを、高速走行におい
ては増速の第７駆動モードでの駆動比率を高くすること
で自動車の燃費を良くすることができる。

【００７６】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中心に説明する。２組
の遊星歯車１０と２０とを有することは図１と同じであ
るが、第１キャリア１６と第２リングギヤ２４とが連結
されるとともに入力軸３０とも連結しており、第１リン
グギヤ１４と第２キャリア２６とが連結されるとともに
出力軸３２とも連結し、出力軸３２は第１モーター３４
とも連結している。

【００７７】第１サンギヤ１２は第１円錐クラッチ４８
により第２モーター５０と連結可能であるとともにメン
バーＢを構成し、第２サンギヤ２２は第３モーター５２
と常に連結しているとともに、第２円錐クラッチ５４を
介して第２モーター５０とも連結可能であり、メンバー
Ａを構成する。

【００７８】詳細な説明は省略するが、以上の構成で、
各モーター３４、５０、５２および第１円錐クラッチ４
８、第２円錐クラッチ５４を、図１の実施形態と同様に
制御することで第１駆動モードから第７駆動モードまで
の多様な駆動が可能になる。制動および後進についても
同様である。したがって、図２の実施形態においても、
無段階な変速が可能であるとともに、各遊星歯車１０お
よび２０の歯数比α１、α２と変速比との関係は図１の
実施形態と異なるが、減速・直結・増速の固定された３
種類の変速比で機械的な動力伝達が可能であり、走行条
件に応じて適切な駆動モードを選択して燃費の良い走行
を行うことができる。

【００７９】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。図３
において、第１遊星歯車１０と第２遊星歯車２０の連結
関係は図１の実施形態と全く同じであるが、入力軸３０
と出力軸３２の連結関係が逆になっているとともに、入
力軸３０と出力軸３２とは同一軸心で互いに逆方向に延
びている。すなわち、入力軸３０は第１リングギヤ１４
および第２キャリア２６と連結しており、出力軸３２は
第１キャリア１６と連結しているとともに第１モーター
３４とも連結している。

【００８０】また、第２リングギヤ２４は第１円錐クラ
ッチ４８により第２モーター５０と連結可能であるとと
もにメンバーＢを構成し、第１サンギヤ１２と第２サン
ギヤ２２とは第３モーター５２と常に連結しているとと
もに、第２円錐クラッチ５４を介して第２モーター５０
とも連結可能であり、メンバーＡを構成する。図３に示
す実施形態は後輪駆動車に適している。

【００８１】詳細な説明は省略するが、以上の構成で、
各モーター３４、５０、５２および第１円錐クラッチ４
８、第２円錐クラッチ５４を、図１の実施形態と同様に
制御することで第１駆動モードから第７駆動モードまで
の多様な駆動が可能になる。制動および後進についても
同様である。したがって、図３の実施形態においても、
無段階な変速が可能であるとともに、各遊星歯車１０お
よび２０の歯数比α１、α２と変速比との関係は図１の
実施形態と異なるが、減速・直結・増速の固定された３
種類の変速比で機械的な動力伝達が可能であり、走行条
件に応じて適切な駆動モードを選択して燃費の良い走行
を行うことができる。

【００８２】次に、図４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。図４
において、遊星歯車１０はいわゆる複列の構成であり、
第１サンギヤ１２と、第２サンギヤ２２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
れ第１サンギヤ１２およびリングギヤ１４と噛み合う第
１ピニヨン１８と、同じくキャリア１６に軸支され第１
ピニヨン１８および第２サンギヤ２２と噛み合う第２ピ
ニヨン２８から構成されている。キャリア１６は入力軸
３０と連結されている。入力軸３０はエンジン７０によ
り駆動される。

【００８３】出力軸３２は、リングギヤ１４と連結され
るとともに第１モーター３４とも連結されている。出力
軸３２は駆動歯車３６と一体になっており、駆動歯車３
６は図１の実施形態と同様に、図示しないアイドラ歯車
などを介して自動車を駆動する。第１サンギヤ１２は第
１円錐クラッチ４８により第２モーター５０と連結可能
であるとともにメンバーＢを構成し、第２サンギヤ２２
は第３モーター５２と常に連結しているとともに、第２
円錐クラッチ５４を介して第２モーター５０とも連結可
能であり、メンバーＡを構成する。

【００８４】詳細な説明は省略するが、以上の構成で、
各モーター３４、５０、５２および第１円錐クラッチ４
８、第２円錐クラッチ５４を、図１の実施形態と同様に
制御することで第１駆動モードから第７駆動モードまで
の多様な駆動が可能になる。制動および後進についても
同様である。したがって、図４の実施形態においても、
無段階な変速が可能であるとともに、遊星歯車１０の歯
数比α１、α２と変速比との関係は図１の実施形態と異
なるが、減速・直結・増速の固定された３種類の変速比
で機械的な動力伝達が可能であり、走行条件に応じて適
切な駆動モードを選択して燃費の良い走行を行うことが
できる。

【００８５】次に、図５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。遊星
歯車１０は、図４の実施形態と同様に複列の構成であ
り、第１サンギヤ１２と、第２サンギヤ２２と、リング
ギヤ１４と、キャリア１６と、該キャリア１６に軸支さ
れ第１サンギヤ１２およびリングギヤ１４と噛み合う第
１ピニヨン１８と、同じくキャリア１６に軸支され第１
ピニヨン１８および第２サンギヤ２２と噛み合う第２ピ
ニヨン２８から構成されている。

【００８６】リングギヤ１４は入力軸３０と連結されて
いる。入力軸３０はエンジン７０により駆動される。出
力軸３２は、キャリア１６と連結されるとともに第１モ
ーター３４とも連結されている。出力軸３２は駆動歯車
３６と一体になっており、駆動歯車３６は図１の実施形
態と同様に、図示しないアイドラ歯車などを介して自動
車を駆動する。第２サンギヤ２２は第１円錐クラッチ４
８により第２モーター５０と連結可能であるとともにメ
ンバーＢを構成し、第１サンギヤ１２は第３モーター５
２と常に連結しているとともに、第２円錐クラッチ５４
を介して第２モーター５０とも連結可能であり、メンバ
ーＡを構成する。

【００８７】詳細な説明は省略するが、以上の構成で、
各モーター３４、５０、５２および第１円錐クラッチ４
８、第２円錐クラッチ５４を、図１の実施形態と同様に
制御することで第１駆動モードから第７駆動モードまで
の多様な駆動が可能になる。制動および後進についても
同様である。したがって、図５の実施形態においても、
無段階な変速が可能であるとともに、遊星歯車１０の歯
数比α１、α２と変速比との関係は図１の実施形態と異
なるが、減速・直結・増速の固定された３種類の変速比
で機械的な動力伝達が可能であり、走行条件に応じて適
切な駆動モードを選択して燃費の良い走行を行うことが
できる。

【００８８】以上のように、本発明の各実施形態にあっ
ては、いずれの実施形態においても発進から増速駆動ま
で無段階に変速できるとともに、減速・直結・増速の３
種類の固定された変速比で機械的な動力伝達が可能であ
ることが大きな特徴である。したがって、無段階でスム
ーズな変速によって違和感のない走行が可能であるとと
もに、ハイブリッド自動車の長所を生がして第１駆動モ
ードや他の駆動モードにおいても電気的な駆動と機械的
な駆動を最適に使い分け、あらゆる走行条件における燃
費を良くすことができる。

【００８９】また、特に固定された変速比の機械的動力
伝達においては電気ルートの動力伝達がなく動力伝達効
率が高いので、加速や登坂などの負荷が大きい走行にお
いては減速の第３駆動モードを、都市内の定常走行にお
いては車速に応じて減速の第３駆動モードまたは直結の
第５駆動モードを、高速走行においては増速の第７駆動
モードでの駆動を多用することで、各種の走行条件にお
いて最も燃費を良くするように制御することができる。

【００９０】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、固定された変速比の機械的伝達
を多用しつつ、変速をスムーズに行うためにエンジンお
よび各モーターを能動的に制御することや、燃費をよく
するために固定された変速比を適切に用いるように変速
制御をプログラム化すること、さらには第２モーターと
メンバーＡおよびメンバーＢとの連結手段を他の構造の
クラッチに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。

【００９１】

【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に記載の本発明の自動車用駆動装置に
よれば、エンジンより入力軸に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、複数のモーターを
備えた自動車用駆動装置において、出力軸を複数のモー
ターのうちの第１モーターで駆動可能とするとともに、
遊星歯車が、この回転メンバーのうち減速駆動を得るべ
くケースに固定可能なメンバーＡと、回転メンバーのう
ち増速駆動を得るべくケースに固定可能なメンバーＢと
を備え、メンバーＡおよびメンバーＢとがそれぞれ第１
モーターとは別のモーターに連結可能に構成したため、
モーターの制御による無段階な変速を行うことができる
とともに、メンバーＡをモーターによってケースに固定
することで機械的伝達の減速駆動を行い、メンバーＢを
モーターによってケースに固定することで機械的伝達の
増速駆動を行うことができるので、機械的伝達において
は電気ルートの動力伝達がなく従来に比べて減速駆動に
おける動力伝達効率が高くなり、自動車の燃費を向上さ
せることができる。

【００９２】（２）請求項２に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、１個のモーター（第２モーター）
が、メンバーＡおよびメンバーＢと選択的に連結可能な
ように構成したため、駆動装置全体のモーター容量を大
きくすることなく無段階な変速と、機械的な減速駆動お
よび増速駆動を行うことができるので、駆動装置の重量
およびスペースが節約でき、製造コストも低くできる。

【００９３】（３）請求項３に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、１個のモーター（第２モーター）
とメンバーＡおよびメンバーＢとを選択的に連結する手
段を、ヘリカル面を有する歯で噛み合うコーンリングを
備えて一方向のトルクが作用した際にセルフロック可能
な円錐クラッチとしたため、エンジンから駆動する方向
のトルクが作用した場合のみ円錐クラッチが連結し、駆
動力がなくなると自動的に連結が解除されので、減速・
直結・増速の各機械的な駆動モードから無段階な駆動モ
ードへの移行や、駆動状態から制動作用への切り替えを
スムーズに行うことができる。

【００９４】（４）請求項４に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、１個のモーター（第２モーター）
とメンバーＡおよびメンバーＢとを同時に連結可能に構
成したため、両者を同時に連結することにより、前記の
減速駆動および増速駆動に加えて、遊星歯車全体を一体
にして機械的に直結駆動を行うことができるので、これ
も電気ルートの動力伝達がなくなり動力伝達効率が高
く、定常走行のような直結駆動に適した走行条件におけ
る燃費を向上することができる。

【００９５】（５）請求項５に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、メンバーＡが第２モーターと連結
可能であるとともに、第３モーターと常に連結するよう
に構成したため、第３モーターによるメンバーＡのケー
スへの固定で第３駆動モードでの減速駆動を行いなが
ら、第２モーターの連結関係をメンバーＡからメンバー
Ｂに切り替えて、第４駆動モードの無段階な変速へスム
ーズに移行することができる。

【００９６】（６）請求項６に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、前記遊星歯車は、第１サンギヤと
第１リングギヤとこれらに噛み合う第１ピニヨンを支持
する第１キャリアとを有する第１遊星歯車と、第２サン
ギヤと第２リングギヤとこれらに噛み合う第２ピニヨン
を支持する第２キャリアを有する第２遊星歯車とを備
え、第１サンギヤと第２サンギヤとを連結し、第１リン
グギヤと第２キャリアとを連結し、第１キャリアを入力
軸および出力軸のうちの一方と連結し、第１リングギヤ
と第２キャリアとを入力軸および出力軸のうちの他方と
連結するとともに、第１キャリアを入力軸と連結した場
合には第２リングギヤをメンバーＡとするとともに第１
サンギヤおよび第２サンギヤをメンバーＢとし、第１キ
ャリアを出力軸と連結した場合には第１サンギヤおよび
第２サンギヤをメンバーＡとするとともに第２リングギ
ヤをメンバーＢとしたため、メンバーＡと第３モーター
とを常に連結し、第２モーターとメンバーＡおよびメン
バーＢとを選択的に連結可能にすることにより、簡単な
構成で無段階な変速の他に、固定された変速比で減速・
直結・増速の各駆動を行うことが可能になり、走行条件
に応じて多様な駆動モードを使い分けて燃費を向上させ
ることができる。

【００９７】（５）請求項７に記載の本発明の自動車
用駆動装置によれば、前記遊星歯車は、第１サンギヤと
第１リングギヤとこれらに噛み合う第１ピニヨンを支持
する第１キャリアとを有する第１遊星歯車と、第２サン
ギヤと第２リングギヤとこれらに噛み合う第２ピニヨン
を支持する第２キャリアを有する第２遊星歯車とを備
え、前記第１リングギヤと前記第２キャリアとを前記出
力軸と連結し、前記第１キャリアと前記第２リングギヤ
とを前記入力軸と連結するとともに、前記第２サンギヤ
を前記メンバーＡとし、前記第１サンギヤを前記メンバ
ーＢとしたため、メンバーＡと第３モーターとを常に連
結し、第２モーターとメンバーＡおよびメンバーＢとを
選択的に連結可能にすることにより、簡単な構成で無段
階な変速の他に、固定された変速比で減速・直結・増速
の各駆動を行うことが可能になり、走行条件に応じて多
様な駆動モードを使い分けて燃費を向上させることがで
きる。

【００９８】（８）請求項８に記載の本発明の自動車用
駆動装置によれば、前記遊星歯車は、第１サンギヤが第
１ピニヨンを介してリングギヤに噛み合い、第２サンギ
ヤが第１ピニヨンと第２ピニヨンとを介してリングギヤ
に噛み合い、両ピニヨンがキャリアにより支持され、リ
ングギヤとキャリアとのうち一方を入力軸と連結し、リ
ングギヤとキャリアとのうち他方を出力軸と連結すると
ともに、リングギヤと入力軸とを連結した場合は第１サ
ンギヤをメンバーＡとするとともに第２サンギヤをメン
バーＢとし、リングギヤと出力軸とを連結した場合は第
２サンギヤをメンバーＡとするとともに第１サンギヤを
メンバーＢとしたため、メンバーＡと第３モーターとを
常に連結し、第２モーターとメンバーＡおよびメンバー
Ｂとを選択的に連結可能にすることにより、簡単な構成
で無段階な変速の他に、固定された変速比で減速・直結
・増速の各駆動を行うことが可能になり、走行条件に応
じて多様な駆動モードを使い分けて燃費を向上させるこ
とができる。

【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
形態の要部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
形態の要部スケルトン図である。

【図６】本発明の自動車用駆動装置における、第１円錐
クラッチの要部断面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃにおける断面図である。

【図８】従来例を示すスケルトン図である。

【符号の説明】

１０：第１遊星歯車１２：第１サンギヤ１４：第１リングギヤ１６：第１キャリア１８：第１ピニヨン２０：第２遊星歯車２２：第２サンギヤ２４：第２リングギヤ２６：第２キャリア２８：第２ピニヨン３０：入力軸３２：出力軸３４：第１モーター３６：駆動歯車３８：アイドラ歯車４０：出力歯車４２：差動装置４４：車軸４６：ケース４８：第１円錐クラッチ５０：第２モーター５２：第３モーター５４：第２円錐クラッチ５６：第１ハブ５８：第１コーンリング６０：第１アウターリング６２：第１フォーク７０：エンジン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンより入力軸に入力される駆動力
を、遊星歯車を介して出力軸へ伝達可能で、複数のモー
ターを備えた自動車用駆動装置において、前記出力軸を
前記複数のモーターのうちの第１モーターで駆動可能と
するとともに、前記遊星歯車が、この回転メンバーのう
ち減速駆動を得るべくケースに固定可能なメンバーＡ
と、前記回転メンバーのうち増速駆動を得るべくケース
に固定可能なメンバーＢとを備え、前記メンバーＡおよ
び前記メンバーＢとがそれぞれ前記第１モーターとは別
のモーターに連結可能であることを特徴とする自動車用
駆動装置。
【請求項２】前記別のモーターのうちの１個のモータ
ー（第２モーター）が、前記メンバーＡおよび前記メン
バーＢと選択的に連結可能であ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。
【請求項３】前記１個のモーター（第２モーター）
と、前記メンバーＡおよび前記メンバーＢとを連結する
手段が、ヘリカル面を有する歯で噛み合うコーンリング
を備えて一方向のトルクが作用した際にセルフロック可
能な円錐クラッチであることを特徴とする請求項２に記
載の自動車用駆動装置。
【請求項４】前記１個のモーター（第２モーター）
が、前記メンバーＡおよび前記メンバーＢの両者と同時
に連結可能であることを特徴とする請求項２乃至３に記
載の自動車用駆動装置。
【請求項５】前記メンバーＡが、前記別の１個のモー
ター（第２モーター）と連結可能であるとともに、前記
複数のモーターのうち前記１個のモーターとはさらに別
のモーター（第３モーター）と常に連結されていること
を特徴とする請求項２乃至４に記載の自動車用駆動装
置。
【請求項６】前記遊星歯車は、第１サンギヤと第１リ
ングギヤとこれらに噛み合う第１ピニヨンを支持する第
１ギャリアとを有する第１遊星歯車と、第２サンギヤと
第２リングギヤとこれらに噛み合う第２ピニヨンを支持
する第２キャリアを有する第２遊星歯車とを備え、前記
第１サンギヤと前記第２サンギヤとを連結し、前記第１
リングギヤと前記第２キャリアとを連結し、前記第１キ
ャリアを前記入力軸および前記出力軸のうちの一方と連
結し、前記第１リングギヤと前記第２キャリアとを前記
入力軸および前記出力軸のうちの他方と連結するととも
に、前記第１キャリアを前記入力軸と連結した場合には
前記第２リングギヤを前記メンバーＡとするとともに前
記第１サンギヤおよび前記第２サンギヤを前記メンバー
Ｂとし、前記第１キャリアを前記出力軸と連結した場合
には前記第１サンギヤおよび前記第２サンギヤを前記メ
ンバーＡとするとともに前記第２リングギヤを前記メン
バーＢとしたことを特徴とする請求項１乃至５に記載の
自動車用駆動装置。
【請求項７】前記遊星歯車は、第１サンギヤと第１リ
ングギヤとこれらに噛み合う第１ピニヨンを支持する第
１キャリアとを有する第１遊星歯車と、第２サンギヤと
第２リングギヤとこれらに噛み合う第２ピニヨンを支持
する第２キャリアを有する第２遊星歯車とを備え、前記
第１リングギヤと前記第２キャリアとを前記出力軸と連
結し、前記第１キャリアと前記第２リングギヤとを前記
入力軸と連結するとともに、前記第２サンギヤを前記メ
ンバーＡとし、前記第１サンギヤを前記メンバーＢとし
たことを特徴とする請求項１乃至５に記載の自動車用駆
動装置。
【請求項８】前記遊星歯車は、第１サンギヤが第１ピ
ニヨンを介してリングギヤに噛み合い、第２サンギヤが
前記第１ピニヨンと第２ピニヨンとを介して前記リング
ギヤに噛み合い、前記両ピニヨンがキャリアにより支持
され、前記リングギヤと前記キャリアとのうち一方を前
記入力軸と連結し、前記リングギヤと前記キャリアとの
うち他方を前記出力軸と連結するとともに、前記リング
ギヤと前記入力軸とを連結した場合は前記第１サンギヤ
を前記メンバーＡとするとともに前記第２サンギヤを前
記メンバーＢとし、前記リングギヤと前記出力軸とを連
結した場合は前記第２サンギヤを前記メンバーＡとする
とともに前記第１サンギヤを前記メンバーＢとしたこと
を特徴とする請求項１乃至５に記載の自動車用駆動装
置。