車両用駆動装置

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【発明の名称】	車両用駆動装置
【発明者】	【氏名】池上洋【氏名】古川仁【氏名】岩佐嘉久【氏名】増子真二郎【氏名】増子実
【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。

【特許請求の範囲】
【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。
【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。

【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１０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１ｂ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２ａ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。

【出願人】	【識別番号】０００１４５５４１【氏名又は名称】株式会社曙ブレーキ中央技術研究所
【出願日】	平成１０年（１９９８）５月１４日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】遠山勉（外２名）
【公開番号】	特開平１１－３３２０１４
【公開日】	平成１１年（１９９９）１１月３０日
【出願番号】	特願平１０－１３２３２１