JP2003034153A - 駆動装置 - Google Patents
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Arrangement Of Transmissions (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エンジンとモータとを備えたハイブリッド車
両に適した駆動装置として、低車速域にて大きな駆動力
が得られるようにする。 【解決手段】 ４個以上の入出力要素を有する２自由度
の差動装置を備え、前記要素にエンジンからの入力Ｉ
ｎ、駆動系統への出力Ｏｕｔ、２つのモータ／ジェネレ
ータＭＧｉ，ＭＧｏを個々に割り当てると共に、前記出
力を割り当てた要素以外の要素にブレーキＢを設ける。
ブレーキにより出力以外の要素を制動することにより、
入力Ｉｎと出力Ｏｕｔとの間に大きな減速比を設定する
ことができ、これによりモータ／ジェネレータの容量を
大きくすることなく発進性を向上させることができる。
両に適した駆動装置として、低車速域にて大きな駆動力
が得られるようにする。 【解決手段】 ４個以上の入出力要素を有する２自由度
の差動装置を備え、前記要素にエンジンからの入力Ｉ
ｎ、駆動系統への出力Ｏｕｔ、２つのモータ／ジェネレ
ータＭＧｉ，ＭＧｏを個々に割り当てると共に、前記出
力を割り当てた要素以外の要素にブレーキＢを設ける。
ブレーキにより出力以外の要素を制動することにより、
入力Ｉｎと出力Ｏｕｔとの間に大きな減速比を設定する
ことができ、これによりモータ／ジェネレータの容量を
大きくすることなく発進性を向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンまたはモ
ータ等の動力源を複数搭載したハイブリッド車両に適し
た駆動装置に関し、より詳しくは遊星歯車機構等の差動
装置により無段変速動作を行わせることが可能な駆動装
置に関する。
ータ等の動力源を複数搭載したハイブリッド車両に適し
た駆動装置に関し、より詳しくは遊星歯車機構等の差動
装置により無段変速動作を行わせることが可能な駆動装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】この種の差動装置を用
いた駆動装置としては、例えば遊星歯車機構を構成する
サンギヤ、プラネットキャリア、リングギヤの３要素
に、発電機、エンジン、駆動系のモータをそれぞれ連結
した構成のハイブリッド車用駆動装置が知られている
（特開昭2000-142146号公報参照）。この駆動装置によ
れば、歯車の差動機能を利用してエンジン出力の一部を
発電機の駆動に配分し、その発生電力をモータに供給す
ることで、無段変速および出力トルクの増減を行うこと
ができる。
いた駆動装置としては、例えば遊星歯車機構を構成する
サンギヤ、プラネットキャリア、リングギヤの３要素
に、発電機、エンジン、駆動系のモータをそれぞれ連結
した構成のハイブリッド車用駆動装置が知られている
（特開昭2000-142146号公報参照）。この駆動装置によ
れば、歯車の差動機能を利用してエンジン出力の一部を
発電機の駆動に配分し、その発生電力をモータに供給す
ることで、無段変速および出力トルクの増減を行うこと
ができる。
【０００３】しかしながら、このような従来の駆動装置
では、機構上の制約から遊星歯車を通過する機械的エネ
ルギを大きくしにくいため発電機およびモータをそれだ
け大型のものにする必要がある。特に、差動装置を通過
する動力に対して発電機およびモータを通過する動力の
割合が低速側では１に近づいてそれ以上には大きくでき
ないため、発進時の駆動力を十分に確保するためには発
電機およびモータ側にエンジンと同程度の高出力のもの
が必要になり、それだけ駆動装置としての寸法や重量が
大きくなり、効率も低いものとなる。
では、機構上の制約から遊星歯車を通過する機械的エネ
ルギを大きくしにくいため発電機およびモータをそれだ
け大型のものにする必要がある。特に、差動装置を通過
する動力に対して発電機およびモータを通過する動力の
割合が低速側では１に近づいてそれ以上には大きくでき
ないため、発進時の駆動力を十分に確保するためには発
電機およびモータ側にエンジンと同程度の高出力のもの
が必要になり、それだけ駆動装置としての寸法や重量が
大きくなり、効率も低いものとなる。
【０００４】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたもので、３個以上の要素を有する２自由度の
差動装置において、特定の要素にブレーキを設けて当該
要素の回転を抑制可能とすることにより、停止状態から
大きな駆動力が得られる駆動装置を提供するものであ
る。
てなされたもので、３個以上の要素を有する２自由度の
差動装置において、特定の要素にブレーキを設けて当該
要素の回転を抑制可能とすることにより、停止状態から
大きな駆動力が得られる駆動装置を提供するものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、４個以上
の入出力要素を有する２自由度の差動装置を備え、前記
要素にエンジンからの入力、駆動系統への出力、２つの
モータ／ジェネレータを個々に割り当てると共に、前記
出力を割り当てた要素以外の要素にブレーキを設けたこ
とを特徴とする。
の入出力要素を有する２自由度の差動装置を備え、前記
要素にエンジンからの入力、駆動系統への出力、２つの
モータ／ジェネレータを個々に割り当てると共に、前記
出力を割り当てた要素以外の要素にブレーキを設けたこ
とを特徴とする。
【０００６】第２の発明は、前記第１の発明において、
前記要素の回転速度順に、モータ／ジェネレータ、入
力、出力、モータ／ジェネレータを割り当てた。なお、
前記の回転速度順とは、共線図（後述）における要素の
配列順である。
前記要素の回転速度順に、モータ／ジェネレータ、入
力、出力、モータ／ジェネレータを割り当てた。なお、
前記の回転速度順とは、共線図（後述）における要素の
配列順である。
【０００７】第３の発明は、前記第１の発明において、
出力を割り当てた要素に隣接した要素にブレーキを設け
た。
出力を割り当てた要素に隣接した要素にブレーキを設け
た。
【０００８】第４の発明は、前記第１〜３の発明におい
て、４要素の差動装置の４個の要素に、回転速度順に、
モータ／ジェネレータ、入力、出力、モータ／ジェネレ
ータとブレーキを割り当てた。
て、４要素の差動装置の４個の要素に、回転速度順に、
モータ／ジェネレータ、入力、出力、モータ／ジェネレ
ータとブレーキを割り当てた。
【０００９】第５の発明は、前記第１〜３の発明におい
て、５要素の差動装置の５個の要素に、回転速度順に、
モータ／ジェネレータ、入力、出力、ブレーキ、モータ
／ジェネレータを割り当てた。
て、５要素の差動装置の５個の要素に、回転速度順に、
モータ／ジェネレータ、入力、出力、ブレーキ、モータ
／ジェネレータを割り当てた。
【００１０】第６の発明は、前記第１〜３の発明におい
て、５要素の差動装置の５個の要素に、回転速度順に、
モータ／ジェネレータ、入力、ブレーキ、出力、モータ
／ジェネレータを割り当てた。
て、５要素の差動装置の５個の要素に、回転速度順に、
モータ／ジェネレータ、入力、ブレーキ、出力、モータ
／ジェネレータを割り当てた。
【００１１】第７の発明は、前記第１〜３の発明におい
て、エンジンと入力要素との間にクラッチを設けた。
て、エンジンと入力要素との間にクラッチを設けた。
【００１２】第８の発明は、３個以上の要素を有する２
自由度の差動装置を備え、エンジンからの入力、駆動系
統への出力、２個のモータ／ジェネレータを、入力と出
力どうしと、２個のモータ／ジェネレータどうしが同じ
要素に結合されないように割り当てると共に、入力を割
り当てた要素にブレーキを設けたことを特徴とする。
自由度の差動装置を備え、エンジンからの入力、駆動系
統への出力、２個のモータ／ジェネレータを、入力と出
力どうしと、２個のモータ／ジェネレータどうしが同じ
要素に結合されないように割り当てると共に、入力を割
り当てた要素にブレーキを設けたことを特徴とする。
【００１３】第９の発明は、前記第８の発明において、
３要素の差動装置の３個の要素に、回転速度順に、モー
タ／ジェネレータ、入力とブレーキ、出力とモータ／ジ
ェネレータを割り当てた。
３要素の差動装置の３個の要素に、回転速度順に、モー
タ／ジェネレータ、入力とブレーキ、出力とモータ／ジ
ェネレータを割り当てた。
【００１４】第１０の発明は、前記第８の発明におい
て、３要素の差動装置の３個の要素に、回転速度順に、
モータ／ジェネレータと入力とブレーキ、出力、モータ
／ジェネレータを割り当てた。
て、３要素の差動装置の３個の要素に、回転速度順に、
モータ／ジェネレータと入力とブレーキ、出力、モータ
／ジェネレータを割り当てた。
【００１５】第１１の発明は、前記第１〜３、第８の発
明において、４要素の差動装置の４個の要素に、回転速
度順に、モータ／ジェネレータ、入力とブレーキ、出
力、モータ／ジェネレータを割り当てた。
明において、４要素の差動装置の４個の要素に、回転速
度順に、モータ／ジェネレータ、入力とブレーキ、出
力、モータ／ジェネレータを割り当てた。
【００１６】第１２の発明は、３個以上の要素を有する
２自由度の差動装置の互いに異なる要素にエンジンから
の入力と駆動系統への出力とを割り当て、前記入力と出
力の両方にモータ／ジェネレータを割り当て、入力およ
び出力を割り当てた要素以外の要素にブレーキを設けた
ことを特徴とする。
２自由度の差動装置の互いに異なる要素にエンジンから
の入力と駆動系統への出力とを割り当て、前記入力と出
力の両方にモータ／ジェネレータを割り当て、入力およ
び出力を割り当てた要素以外の要素にブレーキを設けた
ことを特徴とする。
【００１７】第１３の発明は、前記第１２の発明におい
て、３要素の差動装置の３個の要素に、回転速度順に、
入力とモータ／ジェネレータ、出力とモータ／ジェネレ
ータ、ブレーキを割り当てた。
て、３要素の差動装置の３個の要素に、回転速度順に、
入力とモータ／ジェネレータ、出力とモータ／ジェネレ
ータ、ブレーキを割り当てた。
【００１８】第１４の発明は、前記第１２の発明におい
て、３要素の差動装置の３個の要素に、回転速度順に、
ブレーキ、入力とモータ／ジェネレータ、出力とモータ
／ジェネレータを割り当てた。
て、３要素の差動装置の３個の要素に、回転速度順に、
ブレーキ、入力とモータ／ジェネレータ、出力とモータ
／ジェネレータを割り当てた。
【００１９】第１５の発明は、前記第１２の発明におい
て、４要素の差動装置の４個の要素に、回転速度順に、
ブレーキ、入力とモータ／ジェネレータ、出力とモータ
／ジェネレータ、ブレーキを割り当てた。
て、４要素の差動装置の４個の要素に、回転速度順に、
ブレーキ、入力とモータ／ジェネレータ、出力とモータ
／ジェネレータ、ブレーキを割り当てた。
【００２０】第１６の発明は、前記第１２の発明におい
て、４要素の差動装置の４個の要素に、回転速度順に、
入力とモータ／ジェネレータ、ブレーキ、出力とモータ
／ジェネレータ、ブレーキを割り当てた。
て、４要素の差動装置の４個の要素に、回転速度順に、
入力とモータ／ジェネレータ、ブレーキ、出力とモータ
／ジェネレータ、ブレーキを割り当てた。
【００２１】第１７の発明は、３個以上の要素を有する
差動装置の３個の要素に、回転速度順に、入力とモータ
／ジェネレータ、出力、モータ／ジェネレータとブレー
キを割り当てたことを特徴とする。
差動装置の３個の要素に、回転速度順に、入力とモータ
／ジェネレータ、出力、モータ／ジェネレータとブレー
キを割り当てたことを特徴とする。
【００２２】第１８の発明は、前記第１，８，１２，１
７の発明において、必要駆動力が大きいときにブレーキ
を締結させるようにした。
７の発明において、必要駆動力が大きいときにブレーキ
を締結させるようにした。
【００２３】第１９の発明は、前記第１，８，１２，１
７の発明において、ブレーキ作動時に車速の上昇に合わ
せて、モータ／ジェネレータによる発生駆動力を低下さ
せ、ブレーキオフの運転条件でブレーキでの伝達力がゼ
ロ付近となるようにし、ブレーキオフ時の駆動力差が小
さくするようにした。
７の発明において、ブレーキ作動時に車速の上昇に合わ
せて、モータ／ジェネレータによる発生駆動力を低下さ
せ、ブレーキオフの運転条件でブレーキでの伝達力がゼ
ロ付近となるようにし、ブレーキオフ時の駆動力差が小
さくするようにした。
【００２４】第２０の発明は、前記第１，８，１２，１
７の発明において、差動装置を遊星歯車機構により構成
した。
７の発明において、差動装置を遊星歯車機構により構成
した。
【００２５】第２１の発明は、前記第２０の発明の遊星
歯車機構を、シングルピニオン形式の第１遊星歯車列
と、ダブルピニオン形式の第２遊星歯車列とを備え、そ
れぞれのサンギヤ、キャリア、リングギヤのうちの何れ
か２つの要素を共有化して２自由度の差動装置を構成す
るものとした。
歯車機構を、シングルピニオン形式の第１遊星歯車列
と、ダブルピニオン形式の第２遊星歯車列とを備え、そ
れぞれのサンギヤ、キャリア、リングギヤのうちの何れ
か２つの要素を共有化して２自由度の差動装置を構成す
るものとした。
【００２６】
【発明の効果】第１の発明において、４個以上の要素を
有する２自由度の差動装置では、何れか２個の要素の速
度を決定すれば他の要素の速度が決まる。このような差
動装置において、駆動系統への出力を割り当てた要素以
外の要素にブレーキを設けて当該要素を制動することに
より、動力源と駆動系統との間に大きな減速比を設定す
ることができ、これによりモータ／ジェネレータの容量
を大きくすることなく発進性を向上させることができ
る。このような２自由度の差動装置は、例えば第２０ま
たは第２１の発明として示したように遊星歯車機構によ
り構成することができる。
有する２自由度の差動装置では、何れか２個の要素の速
度を決定すれば他の要素の速度が決まる。このような差
動装置において、駆動系統への出力を割り当てた要素以
外の要素にブレーキを設けて当該要素を制動することに
より、動力源と駆動系統との間に大きな減速比を設定す
ることができ、これによりモータ／ジェネレータの容量
を大きくすることなく発進性を向上させることができ
る。このような２自由度の差動装置は、例えば第２０ま
たは第２１の発明として示したように遊星歯車機構によ
り構成することができる。
【００２７】第２の発明によれば、変速比が比較的低い
状態と高い状態でモータ／ジェネレータを通過する動力
をゼロにできる部位があり、この２つの変速比の間では
変速機を通過する動力と比較してモータ／ジェネレータ
を通過する動力を２分の１〜３分の１程度に小さくでき
る。低車速側の駆動力はブレーキを用いることで確保で
きることから、モータ／ジェネレータを通過する動力を
ゼロにできる２点間の変速比範囲でのモータ／ジェネレ
ータの通過動力の最大値程度の容量のモータ／ジェネレ
ータを用いることで低車速から高車速まで車両に必要な
駆動力を確保することができる。
状態と高い状態でモータ／ジェネレータを通過する動力
をゼロにできる部位があり、この２つの変速比の間では
変速機を通過する動力と比較してモータ／ジェネレータ
を通過する動力を２分の１〜３分の１程度に小さくでき
る。低車速側の駆動力はブレーキを用いることで確保で
きることから、モータ／ジェネレータを通過する動力を
ゼロにできる２点間の変速比範囲でのモータ／ジェネレ
ータの通過動力の最大値程度の容量のモータ／ジェネレ
ータを用いることで低車速から高車速まで車両に必要な
駆動力を確保することができる。
【００２８】第３の発明によれば、ブレーキを作動させ
た状態でのモータ／ジェネレータおよび入力から出力へ
のギヤ比を低速に設定できるので、低車速側の駆動力を
より得やすくなる。
た状態でのモータ／ジェネレータおよび入力から出力へ
のギヤ比を低速に設定できるので、低車速側の駆動力を
より得やすくなる。
【００２９】第４の発明によれば、差動装置の要素数を
４個で構成でき、差動装置を小型にできる。
４個で構成でき、差動装置を小型にできる。
【００３０】第５の発明によれば、ブレーキ作動時のギ
ヤ比を低速ギヤとすることができるので大きな駆動力を
得やすい。
ヤ比を低速ギヤとすることができるので大きな駆動力を
得やすい。
【００３１】第６の発明によれば、ブレーキ作動時に出
力逆回転時のギヤ比を低速ギヤとすることができるので
車両後退時に大きな駆動力が得られる。
力逆回転時のギヤ比を低速ギヤとすることができるので
車両後退時に大きな駆動力が得られる。
【００３２】第７の発明によれば、クラッチによりエン
ジンを切り離した状態にできるので、エンジンをひきず
らずにモータ／ジェネレータのみによる走行が可能にな
り、電動走行時の効率を向上できる。また、電動走行時
にもブレーキを作動させることで大きな駆動力を発生で
きるが、同一のブレーキを作動させた状態で前進または
後退を行うと、いずれか一方で入力の差動要素が逆回転
をすることになる。このときにエンジンを切り離すこと
でエンジンの逆回転を防止することができる。
ジンを切り離した状態にできるので、エンジンをひきず
らずにモータ／ジェネレータのみによる走行が可能にな
り、電動走行時の効率を向上できる。また、電動走行時
にもブレーキを作動させることで大きな駆動力を発生で
きるが、同一のブレーキを作動させた状態で前進または
後退を行うと、いずれか一方で入力の差動要素が逆回転
をすることになる。このときにエンジンを切り離すこと
でエンジンの逆回転を防止することができる。
【００３３】第８の発明によれば、前進、後退ともに同
一のブレーキを作動させることで、電動走行状態で大き
な駆動力を発生させることができる。前進、後退ともに
入力が停止しているので、エンジンの逆転を防止するた
めの機構が不要になり小型化が可能である。
一のブレーキを作動させることで、電動走行状態で大き
な駆動力を発生させることができる。前進、後退ともに
入力が停止しているので、エンジンの逆転を防止するた
めの機構が不要になり小型化が可能である。
【００３４】第９の発明によれば、第８の発明の効果に
加えて、遊星歯車装置１個の差動装置で構成できるの
で、さらに小型化に適する。
加えて、遊星歯車装置１個の差動装置で構成できるの
で、さらに小型化に適する。
【００３５】第１０の発明によれば、第８の発明の効果
に加えて、遊星歯車装置１個の差動装置で構成できるの
で、さらに小型化に適する。
に加えて、遊星歯車装置１個の差動装置で構成できるの
で、さらに小型化に適する。
【００３６】第１１の発明によれば、第１〜３，第８の
発明の効果をより小型な装置で得られる。
発明の効果をより小型な装置で得られる。
【００３７】第１２の発明によれば、ブレーキオフ状態
ではシリーズハイブリッド変速機として運転できると共
に、ブレーキオンの状態ではモータ／ジェネレータで動
力伝達せずに機械的に一定変速比で運転できるので、高
効率な運転が可能になる。
ではシリーズハイブリッド変速機として運転できると共
に、ブレーキオンの状態ではモータ／ジェネレータで動
力伝達せずに機械的に一定変速比で運転できるので、高
効率な運転が可能になる。
【００３８】第１３の発明によれば、第１２の発明の効
果に加えて、一定変速比をより低速に設定できるので、
大きな駆動力を発生させることができる。
果に加えて、一定変速比をより低速に設定できるので、
大きな駆動力を発生させることができる。
【００３９】第１４の発明によれば、第１２の発明の効
果に加えて、一定変速比をよりオーバードライブ側に設
定できるので、燃費の向上効果を期待できる。
果に加えて、一定変速比をよりオーバードライブ側に設
定できるので、燃費の向上効果を期待できる。
【００４０】第１５の発明によれば、第１２，１３，１
４の発明と同様の効果が得られる。
４の発明と同様の効果が得られる。
【００４１】第１６の発明によれば、第１２，１３の発
明の効果に加えて、後退でも一定変速比で大きな駆動力
を発生させることが可能になる。
明の効果に加えて、後退でも一定変速比で大きな駆動力
を発生させることが可能になる。
【００４２】第１７の発明によれば、差動要素が３個で
あるので、変速機構を１個の遊星歯車機構で構成でき、
機械部分を小型にできる。
あるので、変速機構を１個の遊星歯車機構で構成でき、
機械部分を小型にできる。
【００４３】第１８の発明によれば、低車速で大きな駆
動力が必要なときに、低速固定ギヤ比で、エンジン、２
個のモータ／ジェネレータの少なくとも１つのトルクで
駆動力を発生できるので、大きな駆動力が得られる。
動力が必要なときに、低速固定ギヤ比で、エンジン、２
個のモータ／ジェネレータの少なくとも１つのトルクで
駆動力を発生できるので、大きな駆動力が得られる。
【００４４】第１９の発明によれば、ブレーキオフ時に
駆動力の変化が少なく、滑らかな駆動力特性が得られ
る。
駆動力の変化が少なく、滑らかな駆動力特性が得られ
る。
【００４５】
【発明の実施の形態】次に本発明を前輪駆動車用の動力
伝達装置（トランスアクスル）に適用した実施形態につ
き図面に基づいて説明する。図１以下の各図はそれぞれ
異なる実施形態について概略構成と共線図とを組み合わ
せて表している。図１に示したものは、他の実施形態に
関わる構成部材を兼ね備えていることから、まずこの実
施形態の構成につき詳細に説明し、他の実施形態につい
ては異なる部分のみを説明することとする。また、各実
施形態について共通する部材には同一の符号を付して示
す。
伝達装置（トランスアクスル）に適用した実施形態につ
き図面に基づいて説明する。図１以下の各図はそれぞれ
異なる実施形態について概略構成と共線図とを組み合わ
せて表している。図１に示したものは、他の実施形態に
関わる構成部材を兼ね備えていることから、まずこの実
施形態の構成につき詳細に説明し、他の実施形態につい
ては異なる部分のみを説明することとする。また、各実
施形態について共通する部材には同一の符号を付して示
す。
【００４６】［図１：実施形態１（５要素−１ブレー
キ）］図においてＨｍはモータハウジング、Ｃｔは変速
機ケーシング、Ｈｃはクラッチハウジング、Ｈａはアク
スルハウジングである。クラッチハウジングＨｃにはエ
ンジン出力軸Ｊｅと変速機入力軸Ｊｒ１とを接続または
切り離すクラッチＣＬが設けられている。変速機の構成
はシングルピニオンの遊星歯車列Ｐ１とダブルピニオン
の遊星歯車列Ｐ２とを、互いのリングギヤＲとキャリア
Ｃとを共有する態様で連結してケーシングＣｔに収装し
てある。前記クラッチＣＬが連結される入力軸Ｊｒ１は
前記Ｐ１のリングギヤ軸である。前記入力軸Ｊｒ１に
は、エンジンの逆回転を防止するための一方向クラッチ
ＣＬｏが設けられている。なお、遊星歯車列の構成要素
を示す符号において、添数字の１は第１遊星歯車列Ｐ１
のものを、２は第２遊星歯車列Ｐ２のものを示してい
る。また、ダブルピニオン形式の遊星歯車列については
便宜上２つのピニオン軸を通る断面で展開した図で構造
を表してある（以下の各構成図につき同様）。
キ）］図においてＨｍはモータハウジング、Ｃｔは変速
機ケーシング、Ｈｃはクラッチハウジング、Ｈａはアク
スルハウジングである。クラッチハウジングＨｃにはエ
ンジン出力軸Ｊｅと変速機入力軸Ｊｒ１とを接続または
切り離すクラッチＣＬが設けられている。変速機の構成
はシングルピニオンの遊星歯車列Ｐ１とダブルピニオン
の遊星歯車列Ｐ２とを、互いのリングギヤＲとキャリア
Ｃとを共有する態様で連結してケーシングＣｔに収装し
てある。前記クラッチＣＬが連結される入力軸Ｊｒ１は
前記Ｐ１のリングギヤ軸である。前記入力軸Ｊｒ１に
は、エンジンの逆回転を防止するための一方向クラッチ
ＣＬｏが設けられている。なお、遊星歯車列の構成要素
を示す符号において、添数字の１は第１遊星歯車列Ｐ１
のものを、２は第２遊星歯車列Ｐ２のものを示してい
る。また、ダブルピニオン形式の遊星歯車列については
便宜上２つのピニオン軸を通る断面で展開した図で構造
を表してある（以下の各構成図につき同様）。
【００４７】モータハウジングＨｍには、内側ロータＲ
ｍｉと環状の外側ロータＲｍｏとが同軸的に支持されて
おり、これらにより２個のモータ／ジェネレータＭＧ
ｉ、ＭＧｏとして機能する小型の電気機械が構成されて
いる。前記内外ロータＲｍｉとＲｍｏとの間には環状の
コイルＣｍが設けられており、このコイルＣｍにより各
ロータＲｍｉ，Ｒｍｏを個々に発電機またはモータとし
て作動させることができる。内側ロータ軸Ｊｍｉは、中
空の外側ロータ軸Ｊｍｏを貫通してＰ１のサンギヤＳ１
に連結し、外側ロータ軸ＪｍｏはＰ２のサンギヤＳ２に
連結している。図中のＳｓｉ，Ｓｓｏはそれぞれ内側ロ
ータ軸Ｊｍｉ，外側ロータ軸Ｊｍｏの回転速度を計測す
るための回転センサである。なお、モータ／ジェネレー
タの構成要素を示す符号において、添字のｉは第１のモ
ータ／ジェネレータＭＧｉのものを、ｏは第２のモータ
／ジェネレータＭＧｏのものをそれぞれ示している。
ｍｉと環状の外側ロータＲｍｏとが同軸的に支持されて
おり、これらにより２個のモータ／ジェネレータＭＧ
ｉ、ＭＧｏとして機能する小型の電気機械が構成されて
いる。前記内外ロータＲｍｉとＲｍｏとの間には環状の
コイルＣｍが設けられており、このコイルＣｍにより各
ロータＲｍｉ，Ｒｍｏを個々に発電機またはモータとし
て作動させることができる。内側ロータ軸Ｊｍｉは、中
空の外側ロータ軸Ｊｍｏを貫通してＰ１のサンギヤＳ１
に連結し、外側ロータ軸ＪｍｏはＰ２のサンギヤＳ２に
連結している。図中のＳｓｉ，Ｓｓｏはそれぞれ内側ロ
ータ軸Ｊｍｉ，外側ロータ軸Ｊｍｏの回転速度を計測す
るための回転センサである。なお、モータ／ジェネレー
タの構成要素を示す符号において、添字のｉは第１のモ
ータ／ジェネレータＭＧｉのものを、ｏは第２のモータ
／ジェネレータＭＧｏのものをそれぞれ示している。
【００４８】アクスルハウジングＨａは、前記変速機ケ
ーシングＣｔの側面に設けられており、その内部には前
記遊星歯車機構と並列に減速機構Ｆｉｎおよびドライブ
アクスルＤｒｖが支持されている。前記終減速装置Ｆｉ
ｎに対しては、減速機Ｒｇを介してキャリアＣの回転が
伝達される。すなわちこの場合キャリア軸Ｊｃが駆動系
統である終減速装置Ｆｉｎと接続する出力軸となってい
る。
ーシングＣｔの側面に設けられており、その内部には前
記遊星歯車機構と並列に減速機構Ｆｉｎおよびドライブ
アクスルＤｒｖが支持されている。前記終減速装置Ｆｉ
ｎに対しては、減速機Ｒｇを介してキャリアＣの回転が
伝達される。すなわちこの場合キャリア軸Ｊｃが駆動系
統である終減速装置Ｆｉｎと接続する出力軸となってい
る。
【００４９】Ｐ２のサンギヤＳ２および外側ピニオンｐ
ｏとかみ合う大径の内側ピニオンｐｉには、Ｐ１のリン
グギヤＲと同軸的に支持されたリングギヤＲ３がかみ合
わされると共に、このリングギヤＲ３の回転を制動する
ブレーキＢがケーシングＣｔに設けられている。
ｏとかみ合う大径の内側ピニオンｐｉには、Ｐ１のリン
グギヤＲと同軸的に支持されたリングギヤＲ３がかみ合
わされると共に、このリングギヤＲ３の回転を制動する
ブレーキＢがケーシングＣｔに設けられている。
【００５０】前記構成において、ブレーキＢによりリン
グギヤＲ３を制動することにより、図１中の共線図およ
び図２，３に示されるように、大きな減速比を設定する
ことができるので、停止状態からの駆動力および発進性
能を改善することができる。共線図上の符号ＥＶはモー
タ／ジェネレータのみによる走行時の特性、ＳＴＡＲＴ
はブレーキＢを作動させた発進時の特性、ＭＡＸは最高
車速時の特性、ＲＥＶは後退時の特性をそれぞれ表して
いる。また、符号Ｏｕｔは駆動系統への出力、Ｉｎはエ
ンジンからの入力を表している。
グギヤＲ３を制動することにより、図１中の共線図およ
び図２，３に示されるように、大きな減速比を設定する
ことができるので、停止状態からの駆動力および発進性
能を改善することができる。共線図上の符号ＥＶはモー
タ／ジェネレータのみによる走行時の特性、ＳＴＡＲＴ
はブレーキＢを作動させた発進時の特性、ＭＡＸは最高
車速時の特性、ＲＥＶは後退時の特性をそれぞれ表して
いる。また、符号Ｏｕｔは駆動系統への出力、Ｉｎはエ
ンジンからの入力を表している。
【００５１】ここで共線図について説明すると、共線図
とは、横軸上に歯数を配分し、歯数比で配分された点上
にて縦軸方向に各要素の回転速度を表したものであり、
各要素の回転速度は常に歯数比に比例した直線関係で表
される。本実施形態のように、第１遊星歯車列Ｐ１のリ
ングギヤとキャリアとを、第２遊星歯車列Ｐ２のリング
ギヤとキャリアに共通化する態様で２組の遊星歯車列を
組み合わせると、入出力側に連結可能な要素として第１
遊星歯車列Ｐ１のサンギヤＳ１、第２遊星歯車列Ｐ２の
サンギヤＳ２、各遊星歯車列で共通化したキャリアＣ、
リングギヤＲの４要素（リングギヤＲ３を加えれば５要
素）となる。このような複合遊星歯車機構はいわゆるラ
ヴィニョウ式遊星歯車装置(Ravigneawx planetary gear
set)の一形式として知られている。この複合遊星歯車
機構は２自由度であり、すなわち何れか２つの要素の回
転速度を決めると他の要素の回転速度が決まる。
とは、横軸上に歯数を配分し、歯数比で配分された点上
にて縦軸方向に各要素の回転速度を表したものであり、
各要素の回転速度は常に歯数比に比例した直線関係で表
される。本実施形態のように、第１遊星歯車列Ｐ１のリ
ングギヤとキャリアとを、第２遊星歯車列Ｐ２のリング
ギヤとキャリアに共通化する態様で２組の遊星歯車列を
組み合わせると、入出力側に連結可能な要素として第１
遊星歯車列Ｐ１のサンギヤＳ１、第２遊星歯車列Ｐ２の
サンギヤＳ２、各遊星歯車列で共通化したキャリアＣ、
リングギヤＲの４要素（リングギヤＲ３を加えれば５要
素）となる。このような複合遊星歯車機構はいわゆるラ
ヴィニョウ式遊星歯車装置(Ravigneawx planetary gear
set)の一形式として知られている。この複合遊星歯車
機構は２自由度であり、すなわち何れか２つの要素の回
転速度を決めると他の要素の回転速度が決まる。
【００５２】いまリングギヤＲ３以外の４要素の何れか
２要素にエンジンからの入力と駆動系統への出力とを割
り当て、残りの２要素のそれぞれにモータ／ジェネレー
タを連結すると、入力と出力との間にある速度比を与え
る２つのモータ／ジェネレータの速度の組み合わせは幅
広く存在する。したがって、その組み合わせのなかから
モータ／ジェネレータ側に負担させるエネルギができる
だけ小さくなるような組み合わせを選択することが可能
となる。特に本実施形態では、共線図の内側の２要素に
エンジンからの入力Ｉｎと駆動系統への出力Ｏｕｔとを
割り当て、これらを挟む外側の２要素のそれぞれにモー
タ／ジェネレータＭＧｏ，ＭＧｉを連結したので、エン
ジン出力に対してモータ／ジェネレータ側が負担するト
ルクをより小さくすることができ、換言すればモータ／
ジェネレータを通過するエネルギをより小さくできるの
で、駆動装置としての伝達効率を効果的に向上させるこ
とができる。
２要素にエンジンからの入力と駆動系統への出力とを割
り当て、残りの２要素のそれぞれにモータ／ジェネレー
タを連結すると、入力と出力との間にある速度比を与え
る２つのモータ／ジェネレータの速度の組み合わせは幅
広く存在する。したがって、その組み合わせのなかから
モータ／ジェネレータ側に負担させるエネルギができる
だけ小さくなるような組み合わせを選択することが可能
となる。特に本実施形態では、共線図の内側の２要素に
エンジンからの入力Ｉｎと駆動系統への出力Ｏｕｔとを
割り当て、これらを挟む外側の２要素のそれぞれにモー
タ／ジェネレータＭＧｏ，ＭＧｉを連結したので、エン
ジン出力に対してモータ／ジェネレータ側が負担するト
ルクをより小さくすることができ、換言すればモータ／
ジェネレータを通過するエネルギをより小さくできるの
で、駆動装置としての伝達効率を効果的に向上させるこ
とができる。
【００５３】一方、５番目の要素であるリングギヤＲ３
をブレーキＢにより制動した状態では、共線図のＳＴＡ
ＲＴの特性線に見られるように３つの駆動源の回転をそ
れぞれ個別の減速比で減速した回転を駆動系統に連結す
るキャリアＣへ伝える減速機として機能するため、比較
的小出力の動力源にて良好な発進性能を確保することが
可能となる。
をブレーキＢにより制動した状態では、共線図のＳＴＡ
ＲＴの特性線に見られるように３つの駆動源の回転をそ
れぞれ個別の減速比で減速した回転を駆動系統に連結す
るキャリアＣへ伝える減速機として機能するため、比較
的小出力の動力源にて良好な発進性能を確保することが
可能となる。
【００５４】より詳しくは、前進時については、リング
ギヤＲ３を制動したブレーキオン状態では、第２のモー
タ／ジェネレータＭＧｏを正回転側へ、エンジン（入力
Ｉｎ）を正回転側へ、第１のモータ／ジェネレータＭＧ
ｉを逆回転側へトルクを発生させると、出力部Ｏｕｔに
正方向のトルクを発生する。このときのトルクは、２個
のモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏと入力Ｉｎか
ら、それぞれ個別の比率で増幅したトルクを出力Ｏｕｔ
へ伝えられるのであり、これにより大きな駆動力が得ら
れる。
ギヤＲ３を制動したブレーキオン状態では、第２のモー
タ／ジェネレータＭＧｏを正回転側へ、エンジン（入力
Ｉｎ）を正回転側へ、第１のモータ／ジェネレータＭＧ
ｉを逆回転側へトルクを発生させると、出力部Ｏｕｔに
正方向のトルクを発生する。このときのトルクは、２個
のモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏと入力Ｉｎか
ら、それぞれ個別の比率で増幅したトルクを出力Ｏｕｔ
へ伝えられるのであり、これにより大きな駆動力が得ら
れる。
【００５５】なお、ブレーキオンで出力回転を上げよう
とすると、２個のモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏ
とエンジンが高回転となり、それぞれの回転限界から出
力Ｏｕｔの回転を十分に上げることができない。そこ
で、この場合はリングギヤＲ３が回転可能なようにブレ
ーキオフ状態とし、第１のモータ／ジェネレータＭＧｉ
の回転を逆転から停止、正転へと変化させることで入力
Ｉｎ側の回転を上げることなく出力回転を上昇させるこ
とができる。
とすると、２個のモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏ
とエンジンが高回転となり、それぞれの回転限界から出
力Ｏｕｔの回転を十分に上げることができない。そこ
で、この場合はリングギヤＲ３が回転可能なようにブレ
ーキオフ状態とし、第１のモータ／ジェネレータＭＧｉ
の回転を逆転から停止、正転へと変化させることで入力
Ｉｎ側の回転を上げることなく出力回転を上昇させるこ
とができる。
【００５６】発生可能な最大駆動力は、ブレーキオンの
ほうがオフ時よりも大きいが、ブレーキオフに移るとき
の駆動力変化を小さくするように、モータ／ジェネレー
タの出力トルクを制御することで滑らかな駆動力特性に
することができる。
ほうがオフ時よりも大きいが、ブレーキオフに移るとき
の駆動力変化を小さくするように、モータ／ジェネレー
タの出力トルクを制御することで滑らかな駆動力特性に
することができる。
【００５７】なお、ブレーキオンでは何れか１つの駆動
源にトルクを発生させれば出力Ｏｕｔへトルクを伝える
ことが可能であり、両方のモータ／ジェネレータをから
回し状態とすることもできる。
源にトルクを発生させれば出力Ｏｕｔへトルクを伝える
ことが可能であり、両方のモータ／ジェネレータをから
回し状態とすることもできる。
【００５８】ブレーキオフでは、一方のモータ／ジェネ
レータで発電し、その電力で他方のモータ／ジェネレー
タを駆動する。このとき２個のモータ／ジェネレータの
回転数とトルクを制御することにより電力の収支が釣り
合った状態のまま任意の変速比（入力Ｉｎの回転数と出
力Ｏｕｔの回転数の比）を得ることができる（共線図の
ＭＡＸ等参照）。また、駆動側の出力を大きくすること
で、エンジンパワー以上の出力を出すことも可能であ
る。
レータで発電し、その電力で他方のモータ／ジェネレー
タを駆動する。このとき２個のモータ／ジェネレータの
回転数とトルクを制御することにより電力の収支が釣り
合った状態のまま任意の変速比（入力Ｉｎの回転数と出
力Ｏｕｔの回転数の比）を得ることができる（共線図の
ＭＡＸ等参照）。また、駆動側の出力を大きくすること
で、エンジンパワー以上の出力を出すことも可能であ
る。
【００５９】さらに、ブレーキオフでは、第１または第
２のモータ／ジェネレータの回転がゼロとなる変速比が
２点あり、この２点では電気的に動力を伝達することな
く運転できる。また、この２点間の変速比では、変速機
として伝達する動力に対して、機械的な伝達よりも効率
が低い電気的に伝達する動力の割合を小さくできるの
で、伝達効率を向上させることができる。このほかに、
２個のモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏを駆動に用
いて出力を出すことも可能であり、電動走行ができる。
このとき、入力クラッチＣＬの締結を解除することで、
エンジンを引きずることなく低フリクションで運転する
ことができる。
２のモータ／ジェネレータの回転がゼロとなる変速比が
２点あり、この２点では電気的に動力を伝達することな
く運転できる。また、この２点間の変速比では、変速機
として伝達する動力に対して、機械的な伝達よりも効率
が低い電気的に伝達する動力の割合を小さくできるの
で、伝達効率を向上させることができる。このほかに、
２個のモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏを駆動に用
いて出力を出すことも可能であり、電動走行ができる。
このとき、入力クラッチＣＬの締結を解除することで、
エンジンを引きずることなく低フリクションで運転する
ことができる。
【００６０】後退時については、ブレーキオンでは、第
２のモータ／ジェネレータＭＧｏを逆回転側へ、第１の
モータ／ジェネレータＭＧｉを正回転側へトルクを発生
させることで出力Ｏｕｔに逆転方向にトルクを発生させ
ることができる。これにより出力を逆転させると、エン
ジン回転も逆転方向となるので、このときクラッチオフ
とする。なお、このような使い方をするときには逆転防
止のための一方向クラッチＣＬｏは設けない。
２のモータ／ジェネレータＭＧｏを逆回転側へ、第１の
モータ／ジェネレータＭＧｉを正回転側へトルクを発生
させることで出力Ｏｕｔに逆転方向にトルクを発生させ
ることができる。これにより出力を逆転させると、エン
ジン回転も逆転方向となるので、このときクラッチオフ
とする。なお、このような使い方をするときには逆転防
止のための一方向クラッチＣＬｏは設けない。
【００６１】ブレーキ、クラッチともにオフの状態で、
両方のモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏを逆回転方
向に駆動することで電動走行ができる。クラッチオンで
ブレーキオフの状態では、第１のモータ／ジェネレータ
ＭＧｉを逆回転方向へ駆動し、第２のモータ／ジェネレ
ータＭＧｏで発電することで、電力の収支が釣り合った
状態で運転することができる。
両方のモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏを逆回転方
向に駆動することで電動走行ができる。クラッチオンで
ブレーキオフの状態では、第１のモータ／ジェネレータ
ＭＧｉを逆回転方向へ駆動し、第２のモータ／ジェネレ
ータＭＧｏで発電することで、電力の収支が釣り合った
状態で運転することができる。
【００６２】図２は前記構成をハイブリッド自動車に適
用した場合の各種状態での最大駆動力を、図３は電力収
支が釣り合った状態での伝達動力に対するモータ／ジェ
ネレータ通過動力の比（出力分担比率）を表している。
図２において、ａ１とａ２は、それぞれブレーキＢの不
使用時にバッテリ電力を使用した場合と使用しなかった
場合の最大駆動力特性である。これに対して、ｂ１とｂ
２はブレーキＢを使用した時のバッテリ電力を使用した
場合と使用しなかった場合の最大駆動力特性である。図
示したようにブレーキ使用により発進を含む低速域にて
大きな駆動力が得られる。なおｃはモータ／ジェネレー
タの動力のみを使用する電動走行時の最大駆動力特性、
ｄは駆動力が滑らかに変化するように制御した場合の駆
動力特性をそれぞれ示している。
用した場合の各種状態での最大駆動力を、図３は電力収
支が釣り合った状態での伝達動力に対するモータ／ジェ
ネレータ通過動力の比（出力分担比率）を表している。
図２において、ａ１とａ２は、それぞれブレーキＢの不
使用時にバッテリ電力を使用した場合と使用しなかった
場合の最大駆動力特性である。これに対して、ｂ１とｂ
２はブレーキＢを使用した時のバッテリ電力を使用した
場合と使用しなかった場合の最大駆動力特性である。図
示したようにブレーキ使用により発進を含む低速域にて
大きな駆動力が得られる。なおｃはモータ／ジェネレー
タの動力のみを使用する電動走行時の最大駆動力特性、
ｄは駆動力が滑らかに変化するように制御した場合の駆
動力特性をそれぞれ示している。
【００６３】一方、図３中の「本発明(１)」「本発明
(２)」はそれぞれ車両の最終減速段の設定が互いに異な
るのみであり、何れも大部分の車速域でモータ／ジェネ
レータの出力分担率を３０％以下の状態で運転すること
ができる。これらの図からわかるように、本発明によれ
ば従来に比較して低出力のモータ／ジェネレータを適用
できると共に伝達効率を向上させることができる。なお
図３中の「ＳＨＶ」はシリーズハイブリッド車両であ
り、エンジン出力の全部が発電機の駆動に用いられるた
め出力分担率は常に１になる。
(２)」はそれぞれ車両の最終減速段の設定が互いに異な
るのみであり、何れも大部分の車速域でモータ／ジェネ
レータの出力分担率を３０％以下の状態で運転すること
ができる。これらの図からわかるように、本発明によれ
ば従来に比較して低出力のモータ／ジェネレータを適用
できると共に伝達効率を向上させることができる。なお
図３中の「ＳＨＶ」はシリーズハイブリッド車両であ
り、エンジン出力の全部が発電機の駆動に用いられるた
め出力分担率は常に１になる。
【００６４】［図４〜７：実施形態２〜５］図４〜図７
は、図１のものと同様に５個の要素を有する差動装置に
おいて１つの要素にブレーキを設けた構成を有する駆動
装置に関する他の実施形態を示している。以下では主に
図１と異なる部分のみを説明する。
は、図１のものと同様に５個の要素を有する差動装置に
おいて１つの要素にブレーキを設けた構成を有する駆動
装置に関する他の実施形態を示している。以下では主に
図１と異なる部分のみを説明する。
【００６５】図４に示した第２の実施形態は、Ｐ１のサ
ンギヤＳ１を外側ロータ軸Ｊｍｏに連結し、Ｐ２のサン
ギヤＳ２を内側ロータ軸Ｊｍｉに連結している。なお図
中のＦｗはエンジンのフライホイールである。
ンギヤＳ１を外側ロータ軸Ｊｍｏに連結し、Ｐ２のサン
ギヤＳ２を内側ロータ軸Ｊｍｉに連結している。なお図
中のＦｗはエンジンのフライホイールである。
【００６６】図５に示した第３の実施形態は、２つの互
いに独立したモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏを設
けている。
いに独立したモータ／ジェネレータＭＧｉ，ＭＧｏを設
けている。
【００６７】図６に示した第４の実施形態は、内側ロー
タ軸ＪｍｉにサンギヤＳ１が連結される第１遊星歯車列
Ｐ１をダブルピニオン形式、外側ロータ軸Ｊｍｏにサン
ギヤＳ２が連結される第２遊星歯車列Ｐ２をシングルピ
ニオン形式としている。
タ軸ＪｍｉにサンギヤＳ１が連結される第１遊星歯車列
Ｐ１をダブルピニオン形式、外側ロータ軸Ｊｍｏにサン
ギヤＳ２が連結される第２遊星歯車列Ｐ２をシングルピ
ニオン形式としている。
【００６８】図７に示した第５の実施形態は、キャリア
軸Ｊｃを入力軸としてクラッチＣＬを介してエンジン出
力軸Ｊｅに連結し、リングギヤ軸Ｊｒを出力軸として減
速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎに連結している。
軸Ｊｃを入力軸としてクラッチＣＬを介してエンジン出
力軸Ｊｅに連結し、リングギヤ軸Ｊｒを出力軸として減
速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎに連結している。
【００６９】［図８：実施形態６（４要素−１ブレー
キ）］図８は、２自由度で４要素の差動装置の４個の要
素に、回転速度順に、モータ／ジェネレータＭＧｏ、入
力Ｉｎ、出力Ｏｕｔ、モータ／ジェネレータＭＧｉとブ
レーキＢを連結した第６の実施形態である。共通のリン
グギヤＲとキャリアＣを有し、前記共通キャリアＣをク
ラッチＣＬを介してエンジン出力軸Ｊｅに連結すると共
に、モータ／ジェネレータＭＧｉのロータ軸Ｊｍｉをブ
レーキＢにより制動する構成である。この実施形態は、
ブレーキオン時に、モータ／ジェネレータＭＧｉが回転
できないこと以外は前記の実施形態と同様である。図９
に本実施形態による駆動力特性を示す。図中の符号の意
味は図３と同じである。また、電力収支が釣り合った状
態での伝達動力に対するモータ／ジェネレータ通過動力
の割合は図２と同様である。
キ）］図８は、２自由度で４要素の差動装置の４個の要
素に、回転速度順に、モータ／ジェネレータＭＧｏ、入
力Ｉｎ、出力Ｏｕｔ、モータ／ジェネレータＭＧｉとブ
レーキＢを連結した第６の実施形態である。共通のリン
グギヤＲとキャリアＣを有し、前記共通キャリアＣをク
ラッチＣＬを介してエンジン出力軸Ｊｅに連結すると共
に、モータ／ジェネレータＭＧｉのロータ軸Ｊｍｉをブ
レーキＢにより制動する構成である。この実施形態は、
ブレーキオン時に、モータ／ジェネレータＭＧｉが回転
できないこと以外は前記の実施形態と同様である。図９
に本実施形態による駆動力特性を示す。図中の符号の意
味は図３と同じである。また、電力収支が釣り合った状
態での伝達動力に対するモータ／ジェネレータ通過動力
の割合は図２と同様である。
【００７０】［図１０〜１３：実施形態７〜１０］図１
０〜図１３に、図８の実施形態と関連する第７〜第１０
の実施形態を示す。図１０と図１１の実施形態は、図８
の構成に対して、２個の遊星歯車列Ｐ１，Ｐ２がともに
シングルピニオン形式であり、それぞれにリングギヤＲ
１，Ｒ２を備える点、共通のサンギヤＳを備える点、Ｐ
２のリングギヤＲ２を第２のモータ／ジェネレータＭＧ
ｏに連結すると共にその回転軸Ｊｒ２を制動するブレー
キＢを備える点が異なる。図１０はさらに２つの互いに
独立したモータ／ジェネレータＭＧｏ，ＭＧｉを備える
点が異なる。
０〜図１３に、図８の実施形態と関連する第７〜第１０
の実施形態を示す。図１０と図１１の実施形態は、図８
の構成に対して、２個の遊星歯車列Ｐ１，Ｐ２がともに
シングルピニオン形式であり、それぞれにリングギヤＲ
１，Ｒ２を備える点、共通のサンギヤＳを備える点、Ｐ
２のリングギヤＲ２を第２のモータ／ジェネレータＭＧ
ｏに連結すると共にその回転軸Ｊｒ２を制動するブレー
キＢを備える点が異なる。図１０はさらに２つの互いに
独立したモータ／ジェネレータＭＧｏ，ＭＧｉを備える
点が異なる。
【００７１】図１２の実施形態は、第１遊星歯車列Ｐ１
と第２遊星歯車列Ｐ２とで共通化したキャリアＣをブレ
ーキＢで制動するようにしたもの、図１３の実施形態
は、第１遊星歯車列Ｐ１と第２遊星歯車列Ｐ２とで共通
化したリングギヤＲをブレーキＢで制動するようにした
ものである。
と第２遊星歯車列Ｐ２とで共通化したキャリアＣをブレ
ーキＢで制動するようにしたもの、図１３の実施形態
は、第１遊星歯車列Ｐ１と第２遊星歯車列Ｐ２とで共通
化したリングギヤＲをブレーキＢで制動するようにした
ものである。
【００７２】［図１４：実施形態１１（３要素−１ブレ
ーキ）］図１４は、２自由度で３要素の差動装置の３個
の要素に、回転速度順に、入力Ｉｎとモータ／ジェネレ
ータＭＧｉ、出力Ｏｕｔ、モータ／ジェネレータＭＧｏ
とブレーキＢを連結した第１１の実施形態である。単一
のダブルピニオン形式の遊星歯車列ＰのサンギヤＳ、キ
ャリアＣをそれぞれモータ／ジェネレータＭＧｏ、ＭＧ
ｉに連結し、キャリア軸ＪｃはクラッチＣＬを介してエ
ンジン出力軸Ｊｅに連結すると共に、リングギヤ軸Ｊｒ
を減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎに連結してい
る。ブレーキＢはサンギヤ軸Ｊｓを制動する。この実施
形態では、ブレーキオン時に、モータ／ジェネレータＭ
Ｇｏが回転できないこと、およびモータ／ジェネレータ
の通過動力がゼロとなる運転点が１カ所となること以外
は既出の実施形態と同様である。図１５に電力収支が釣
り合った状態での出力分担率を示す。
ーキ）］図１４は、２自由度で３要素の差動装置の３個
の要素に、回転速度順に、入力Ｉｎとモータ／ジェネレ
ータＭＧｉ、出力Ｏｕｔ、モータ／ジェネレータＭＧｏ
とブレーキＢを連結した第１１の実施形態である。単一
のダブルピニオン形式の遊星歯車列ＰのサンギヤＳ、キ
ャリアＣをそれぞれモータ／ジェネレータＭＧｏ、ＭＧ
ｉに連結し、キャリア軸ＪｃはクラッチＣＬを介してエ
ンジン出力軸Ｊｅに連結すると共に、リングギヤ軸Ｊｒ
を減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎに連結してい
る。ブレーキＢはサンギヤ軸Ｊｓを制動する。この実施
形態では、ブレーキオン時に、モータ／ジェネレータＭ
Ｇｏが回転できないこと、およびモータ／ジェネレータ
の通過動力がゼロとなる運転点が１カ所となること以外
は既出の実施形態と同様である。図１５に電力収支が釣
り合った状態での出力分担率を示す。
【００７３】［図１６〜１８：実施形態１２〜１４］図
１６〜１８に、図１４の実施形態と関連する第１２〜１
４の実施形態を示す。図１６の実施形態は、単一のシン
グルピニオン形式の遊星歯車列ＰのサンギヤＳ、リング
ギヤＲをそれぞれモータ／ジェネレータＭＧｏ、ＭＧｉ
に連結し、リングギヤ軸Ｊｒをエンジン出力軸Ｊｅに連
結すると共に、キャリア軸Ｊｃを減速機Ｒｇを介して終
減速装置Ｆｉｎに連結している。ブレーキＢはサンギヤ
軸Ｊｓを制動する。図１７の実施形態は、遊星歯車列Ｐ
のサンギヤＳ、リングギヤＲをそれぞれモータ／ジェネ
レータＭＧｉ、ＭＧｏに連結し、キャリア軸Ｊｃをエン
ジン出力軸Ｊｅに連結すると共に、リングギヤ軸Ｊｒを
減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎに連結している。
ブレーキＢはキャリア軸Ｊｃを制動する。図１８の実施
形態は、遊星歯車列ＰのサンギヤＳ、リングギヤＲをそ
れぞれモータ／ジェネレータＭＧｉ、ＭＧｏに連結し、
サンギヤ軸Ｊｓをエンジン出力軸Ｊｅに連結すると共
に、キャリア軸Ｊｃを減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆ
ｉｎに連結している。ブレーキＢはサンギヤ軸Ｊｓを制
動する。
１６〜１８に、図１４の実施形態と関連する第１２〜１
４の実施形態を示す。図１６の実施形態は、単一のシン
グルピニオン形式の遊星歯車列ＰのサンギヤＳ、リング
ギヤＲをそれぞれモータ／ジェネレータＭＧｏ、ＭＧｉ
に連結し、リングギヤ軸Ｊｒをエンジン出力軸Ｊｅに連
結すると共に、キャリア軸Ｊｃを減速機Ｒｇを介して終
減速装置Ｆｉｎに連結している。ブレーキＢはサンギヤ
軸Ｊｓを制動する。図１７の実施形態は、遊星歯車列Ｐ
のサンギヤＳ、リングギヤＲをそれぞれモータ／ジェネ
レータＭＧｉ、ＭＧｏに連結し、キャリア軸Ｊｃをエン
ジン出力軸Ｊｅに連結すると共に、リングギヤ軸Ｊｒを
減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎに連結している。
ブレーキＢはキャリア軸Ｊｃを制動する。図１８の実施
形態は、遊星歯車列ＰのサンギヤＳ、リングギヤＲをそ
れぞれモータ／ジェネレータＭＧｉ、ＭＧｏに連結し、
サンギヤ軸Ｊｓをエンジン出力軸Ｊｅに連結すると共
に、キャリア軸Ｊｃを減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆ
ｉｎに連結している。ブレーキＢはサンギヤ軸Ｊｓを制
動する。
【００７４】［図１９，２０：実施形態１５，１６（４
要素−２ブレーキ）］図１９は、２自由度で４要素の差
動装置に、回転速度順に、ブレーキＢ１、入力Ｉｎとモ
ータ／ジェネレータＭＧｉ、出力Ｏｕｔとモータ／ジェ
ネレータＭＧｏ、ブレーキＢ２を結合した実施形態であ
る。シングルピニオン形式の第１遊星歯車列Ｐ１とダブ
ルピニオン形式の第２遊星歯車列Ｐ２とでリングギヤＲ
とキャリアＣを共有し、キャリア軸Ｊｃはモータ／ジェ
ネレータＭＧｉとエンジン出力軸Ｊｅに連結し、リング
ギヤ軸Ｊｒにはモータ／ジェネレータＭＧｏを連結する
と共に、減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎを連結し
ている。また、第１のサンギヤ軸Ｊｓ１は第１ブレーキ
Ｂ１で、第２のサンギヤ軸Ｊｓ２は第２ブレーキＢ２
で、それぞれ制動する。この実施形態では、２個のブレ
ーキＢ１，Ｂ２がオフの状態では、入力Ｉｎと出力Ｏｕ
ｔは互いに回転、トルクともに影響しあわないので、シ
リーズハイブリッドとして機能する。入力Ｉｎに隣接し
たブレーキＢ１を締結すると、オーバードライブの固定
ギヤ比で、出力Ｏｕｔに隣接したブレーキＢ２を締結す
るとローの固定ギヤ比で、それぞれ駆動することができ
る。キャリア軸Ｊｃへのエンジン回転伝達をクラッチに
より断てるようにすれば、後退をモータ／ジェネレータ
２個を用いたローギヤ固定で駆動できる。本構成のブレ
ーキＢ１と、Ｂ１が固定するサンギヤＳ１を廃止するこ
とで、２自由度で３要素の差動装置に、回転速度順に、
入力とモータ／ジェネレータ、出力とモータ／ジェネレ
ータ、ブレーキを連結した駆動装置となる。この場合の
作動は、前記のオーバードライブの固定ギヤ比が無い点
を除いて同様である。
要素−２ブレーキ）］図１９は、２自由度で４要素の差
動装置に、回転速度順に、ブレーキＢ１、入力Ｉｎとモ
ータ／ジェネレータＭＧｉ、出力Ｏｕｔとモータ／ジェ
ネレータＭＧｏ、ブレーキＢ２を結合した実施形態であ
る。シングルピニオン形式の第１遊星歯車列Ｐ１とダブ
ルピニオン形式の第２遊星歯車列Ｐ２とでリングギヤＲ
とキャリアＣを共有し、キャリア軸Ｊｃはモータ／ジェ
ネレータＭＧｉとエンジン出力軸Ｊｅに連結し、リング
ギヤ軸Ｊｒにはモータ／ジェネレータＭＧｏを連結する
と共に、減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎを連結し
ている。また、第１のサンギヤ軸Ｊｓ１は第１ブレーキ
Ｂ１で、第２のサンギヤ軸Ｊｓ２は第２ブレーキＢ２
で、それぞれ制動する。この実施形態では、２個のブレ
ーキＢ１，Ｂ２がオフの状態では、入力Ｉｎと出力Ｏｕ
ｔは互いに回転、トルクともに影響しあわないので、シ
リーズハイブリッドとして機能する。入力Ｉｎに隣接し
たブレーキＢ１を締結すると、オーバードライブの固定
ギヤ比で、出力Ｏｕｔに隣接したブレーキＢ２を締結す
るとローの固定ギヤ比で、それぞれ駆動することができ
る。キャリア軸Ｊｃへのエンジン回転伝達をクラッチに
より断てるようにすれば、後退をモータ／ジェネレータ
２個を用いたローギヤ固定で駆動できる。本構成のブレ
ーキＢ１と、Ｂ１が固定するサンギヤＳ１を廃止するこ
とで、２自由度で３要素の差動装置に、回転速度順に、
入力とモータ／ジェネレータ、出力とモータ／ジェネレ
ータ、ブレーキを連結した駆動装置となる。この場合の
作動は、前記のオーバードライブの固定ギヤ比が無い点
を除いて同様である。
【００７５】図２０は前記の図１９の実施形態に関連し
た実施形態である。この実施形態では、回転速度順に、
入力Ｉｎとモータ／ジェネレータＭＧｉ、ブレーキＢ
１、出力Ｏｕｔとモータ／ジェネレータＭＧｏ、ブレー
キＢ２を結合している。第１遊星歯車列Ｐ１と第２遊星
歯車列Ｐ２とでリングギヤＲとキャリアＣを共有し、キ
ャリア軸Ｊｃにはモータ／ジェネレータＭＧｏを連結す
ると共に減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎに連結
し、第２サンギヤ軸Ｊｓ２をクラッチＣＬを介してエン
ジン出力軸Ｊｅに連結すると共にモータ／ジェネレータ
ＭＧｉに連結している。ブレーキＢ１はリングギヤ軸Ｊ
ｒを、第２ブレーキＢ２は第１サンギヤ軸Ｊｓ１を、そ
れぞれ制動する構成である。
た実施形態である。この実施形態では、回転速度順に、
入力Ｉｎとモータ／ジェネレータＭＧｉ、ブレーキＢ
１、出力Ｏｕｔとモータ／ジェネレータＭＧｏ、ブレー
キＢ２を結合している。第１遊星歯車列Ｐ１と第２遊星
歯車列Ｐ２とでリングギヤＲとキャリアＣを共有し、キ
ャリア軸Ｊｃにはモータ／ジェネレータＭＧｏを連結す
ると共に減速機Ｒｇを介して終減速装置Ｆｉｎに連結
し、第２サンギヤ軸Ｊｓ２をクラッチＣＬを介してエン
ジン出力軸Ｊｅに連結すると共にモータ／ジェネレータ
ＭＧｉに連結している。ブレーキＢ１はリングギヤ軸Ｊ
ｒを、第２ブレーキＢ２は第１サンギヤ軸Ｊｓ１を、そ
れぞれ制動する構成である。
【００７６】この実施形態では、どちらのブレーキを締
結してもローの固定ギヤ比が得られ、特にＢ１を締結す
ると固定ローギヤ比での後退を行うことができる。
結してもローの固定ギヤ比が得られ、特にＢ１を締結す
ると固定ローギヤ比での後退を行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施形態の概略構成図。
【図２】前記実施形態による各種状態での最大駆動力特
性を示す特性線図。
性を示す特性線図。
【図３】前記実施形態によるエンジン出力に対する電気
機械系の出力分担特性を車速との関係で表した特性線
図。
機械系の出力分担特性を車速との関係で表した特性線
図。
【図４】本発明の第２の実施形態の概略構成図。
【図５】本発明の第３の実施形態の概略構成図。
【図６】本発明の第４の実施形態の概略構成図。
【図７】本発明の第５の実施形態の概略構成図。
【図８】本発明の第６の実施形態の概略構成図。
【図９】前記第６の実施形態による各種状態での最大駆
動力特性を示す特性線図。
動力特性を示す特性線図。
【図１０】本発明の第７の実施形態の概略構成図。
【図１１】本発明の第８の実施形態の概略構成図。
【図１２】本発明の第９の実施形態の概略構成図。
【図１３】本発明の第１０の実施形態の概略構成図。
【図１４】本発明の第１１の実施形態の概略構成図。
【図１５】前記第１１の実施形態によるエンジン出力に
対する電気機械系の出力分担特性を速度比（変速比の逆
数）との関係で表した特性線図。
対する電気機械系の出力分担特性を速度比（変速比の逆
数）との関係で表した特性線図。
【図１６】本発明の第１２の実施形態の概略構成図。
【図１７】本発明の第１３の実施形態の概略構成図。
【図１８】本発明の第１４の実施形態の概略構成図。
【図１９】本発明の第１５の実施形態の概略構成図。
【図２０】本発明の第１６の実施形態の概略構成図。
Ｐ１ 第１遊星歯車列
Ｐ２ 第２遊星歯車列
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２ サンギヤ
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２ リングギヤ
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ キャリア（プラネットキャリア）
ｐ，ｐｉ，ｐｏ ピニオン
ＣＬ クラッチ
Ｂ，Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ
ＣＬｏ 一方向クラッチ
Ｆｗ フライホイール
ＭＧｏ 第１（外側）モータジェネレータ
ＭＧｉ 第２（内側）モータジェネレータ
Ｃｍ，Ｃｍｉ，Ｃｍｏ コイル
Ｈｃ クラッチハウジング
Ｈｍ モータハウジング
Ｃｔ 変速機ケーシング
Ｈａ アクスルハウジング
Ｓｓｉ，Ｓｓｏ 回転センサ
Ｒｇ 減速機
Ｆｉｎ 終減速装置
Ｄｒｖ ドライブアクスル
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｂ６０Ｋ 6/02 Ｆ１６Ｈ 59:06
Ｆ１６Ｈ 59:06 59:14
59:14 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ
(72)発明者 忍足 俊一
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産
自動車株式会社内
(72)発明者 中野 正樹
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産
自動車株式会社内
(72)発明者 ケイバン カルガー
フランス国 78230 ル ペック リュ
ドゥ プレジドン ウィルソン 36
(72)発明者 ジョエル プパン
フランス国 75013 パリ リュ ルエル
22
Ｆターム(参考） 3D039 AA02 AA04 AB26 AC03 AC24
AC39 AC74 AD02 AD23
3J028 EA25 EA27 EB04 EB10 EB31
EB37 EB62 EB63 EB66 FA06
FA12 FB04 FB13 FC13 FC16
FC24 FC64 GA02 GA40 HA12
HC08
3J552 MA02 MA11 MA30 NA01 NB01
NB05 NB08 PA32 PA59 PA67
RB17 SA03 UA07 UA08 VA02W
VA32W VA39W VA39Y VB01W
VC02W
5H115 PA01 PA11 PG04 PU24 SE04
SE08 SE09 TB00
Claims (21)
- 【請求項１】４個以上の入出力要素を有する２自由度の
差動装置を備え、前記要素にエンジンからの入力、駆動
系統への出力、２つのモータ／ジェネレータを個々に割
り当てると共に、前記出力を割り当てた要素以外の要素
にブレーキを設けたことを特徴とする駆動装置。 - 【請求項２】前記要素の回転速度順に、モータ／ジェネ
レータ、入力、出力、モータ／ジェネレータを割り当て
た請求項１に記載の駆動装置。 - 【請求項３】前記出力を割り当てた要素に隣接した要素
にブレーキを設けた請求項１に記載の駆動装置。 - 【請求項４】前記差動装置は４個の要素を備え、該４個
の要素に、回転速度順に、モータ／ジェネレータ、入
力、出力、モータ／ジェネレータとブレーキを割り当て
た請求項１から請求項３の何れかに記載の駆動装置。 - 【請求項５】前記差動装置は５個の要素を備え、該５個
の要素に、回転速度順に、モータ／ジェネレータ、入
力、出力、ブレーキ、モータ／ジェネレータを割り当て
た請求項１から請求項３の何れかに記載の駆動装置。 - 【請求項６】前記差動装置は５個の要素を備え、該５個
の要素に、回転速度順に、モータ／ジェネレータ、入
力、ブレーキ、出力、モータ／ジェネレータを割り当て
た請求項１から請求項３の何れかに記載の駆動装置。 - 【請求項７】前記エンジンと入力要素との間にクラッチ
を設けた請求項１から請求項３の何れかに記載の駆動装
置。 - 【請求項８】３個以上の要素を有する２自由度の差動装
置を備え、エンジンからの入力、駆動系統への出力、２
個のモータ／ジェネレータを、入力と出力どうしと、２
個のモータ／ジェネレータどうしが同じ要素に結合され
ないように割り当てると共に、入力を割り当てた要素に
ブレーキを設けたことを特徴とする駆動装置。 - 【請求項９】前記差動装置は３個の要素を備え、該３個
の要素に、回転速度順に、モータ／ジェネレータ、入力
とブレーキ、出力とモータ／ジェネレータを割り当てた
請求項８に記載の駆動装置。 - 【請求項１０】前記差動装置は３個の要素を備え、該３
個の要素に、回転速度順に、モータ／ジェネレータと入
力とブレーキ、出力、モータ／ジェネレータを割り当て
た請求項８に記載の駆動装置。 - 【請求項１１】前記差動装置は４個の要素を備え、該４
個の要素に、回転速度順に、モータ／ジェネレータ、入
力とブレーキ、出力、モータ／ジェネレータを割り当て
た請求項１から請求項３，請求項８の何れかに記載の駆
動装置。 - 【請求項１２】３個以上の要素を有する２自由度の差動
装置の互いに異なる要素にエンジンからの入力と駆動系
統への出力とを割り当て、前記入力と出力の両方にモー
タ／ジェネレータを割り当て、入力および出力を割り当
てた要素以外の要素にブレーキを設けたことを特徴とす
る駆動装置。 - 【請求項１３】前記差動装置は３個の要素を備え、該３
個の要素に、回転速度順に、入力とモータ／ジェネレー
タ、出力とモータ／ジェネレータ、ブレーキを割り当て
た請求項１２に記載の駆動装置。 - 【請求項１４】前記差動装置は３個の要素を備え、該３
個の要素に、回転速度順に、ブレーキ、入力とモータ／
ジェネレータ、出力とモータ／ジェネレータを割り当て
た請求項１２に記載の駆動装置。 - 【請求項１５】前記差動装置は４個の要素を備え、該４
個の要素に、回転速度順に、ブレーキ、入力とモータ／
ジェネレータ、出力とモータ／ジェネレータ、ブレーキ
を割り当てた請求項１２に記載の駆動装置。 - 【請求項１６】前記差動装置は４個の要素を備え、該４
個の要素に、回転速度順に、入力とモータ／ジェネレー
タ、ブレーキ、出力とモータ／ジェネレータ、ブレーキ
を割り当てた請求項１２に記載の駆動装置。 - 【請求項１７】３個以上の要素を有する差動装置の３個
の要素に、回転速度順に、入力とモータ／ジェネレー
タ、出力、モータ／ジェネレータとブレーキを割り当て
たことを特徴とする駆動装置。 - 【請求項１８】前記ブレーキは、必要駆動力が大きいと
きに締結させるようにした請求項１，８，１２，１７の
何れかに記載の駆動装置。 - 【請求項１９】前記ブレーキ作動時に車速の上昇に合わ
せて、モータ／ジェネレータによる発生駆動力を低下さ
せ、ブレーキオフの運転条件でブレーキでの伝達力がゼ
ロ付近となるようにし、ブレーキオフ時の駆動力差が小
さくするようにした請求項１，８，１２，１７の何れか
に記載の駆動装置。 - 【請求項２０】前記差動装置は、遊星歯車機構により構
成されている請求項１，８，１２，１７の何れかに記載
の駆動装置。 - 【請求項２１】前記遊星歯車機構は、シングルピニオン
形式の第１遊星歯車列と、ダブルピニオン形式の第２遊
星歯車列とを備え、それぞれのサンギヤ、キャリア、リ
ングギヤのうちの何れか２つの要素を共有化して２自由
度の差動装置を構成する請求項２０に記載の駆動装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP2001221226A JP3578212B2 (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 駆動装置 |
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| US10/200,557 US7004868B2 (en) | 2001-07-23 | 2002-07-23 | Drivetrain for a vehicle |
| DE60216373T DE60216373T2 (de) | 2001-07-23 | 2002-07-23 | Hybridantriebsstrang eines Kraftfahrzeugs |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001221226A JP3578212B2 (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 駆動装置 |
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|---|---|
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ID=19054924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001221226A Expired - Fee Related JP3578212B2 (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 駆動装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3578212B2 (ja) |
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