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特許7464858内燃機関と回転電機とを用いたハイブリッド駆動装置及び補助動力装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-02
(45)【発行日】2024-04-10
(54)【発明の名称】内燃機関と回転電機とを用いたハイブリッド駆動装置及び補助動力装置
(51)【国際特許分類】
B60K 6/36 20071001AFI20240403BHJP
B60K 6/383 20071001ALI20240403BHJP
B60K 6/387 20071001ALI20240403BHJP
B60K 6/50 20071001ALI20240403BHJP
B60K 6/543 20071001ALI20240403BHJP
B60W 10/06 20060101ALI20240403BHJP
B60W 10/08 20060101ALI20240403BHJP
B60W 20/10 20160101ALI20240403BHJP
B60W 20/40 20160101ALI20240403BHJP
B60K 6/365 20071001ALI20240403BHJP
B62M 23/02 20100101ALI20240403BHJP
【ＦＩ】
B60K6/36
B60K6/383 ZHV
B60K6/387
B60K6/50
B60K6/543
B60W10/06 900
B60W10/08 900
B60W20/10
B60W20/40
B60K6/365
B62M23/02 110
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2022037991
(22)【出願日】2022-03-11
(65)【公開番号】P2023132583
(43)【公開日】2023-09-22
【審査請求日】2024-01-18
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】599161580
【氏名又は名称】株式会社デンソートリム
(74)【代理人】
【識別番号】100096998
【弁理士】
【氏名又は名称】碓氷 裕彦
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 辰哉
(72)【発明者】
【氏名】森 幸司
【審査官】清水 康
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－１５４８６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１０８６９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２２０８４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－０９１４０２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｋ ６／２０ － ６／５４７
Ｂ６０Ｗ １０／００ － ２０／５０
Ｂ６２Ｍ ２３／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関（１００）の駆動力を受けて回転可能で、駆動部へ駆動力を伝達する駆動軸（１３０）と、遠心クラッチロータを有し前記内燃機関の回転数が所定数未満の場合前記内燃機関の駆動力を前記駆動軸に伝達せず前記内燃機関の回転数が所定数以上の場合前記内燃機関の駆動力を前記駆動軸に伝達する遠心クラッチ機構（４００）とを備える動力装置に用いられる補助動力装置であって、
周方向に永久磁石を複数配置し前記駆動軸と同軸上で回転可能なロータと、固定カバーに固定され前記永久磁石と対向する複数のコイルを有するステータとを備える回転電機（２００）と、
この回転電機の回転を制御する制御装置（２５０）と、
サンギヤが前記駆動軸と一体に回転し、リングギヤが前記回転電機の前記ロータと共に回転し、前記リングギヤと前記サンギヤとの間に遊星ギヤ及び前記遠心クラッチロータと共に回転する遊星キャリアを備える遊星歯車機構（５００）とを備え、
前記回転電機の駆動力で前記駆動軸を回転させるモードでは、前記回転電機の回転を前記リングギヤ及び前記遊星ギヤを介して前記サンギヤに伝えて前記駆動軸を回転させ、
前記内燃機関の駆動力で前記駆動軸を回転させるモードでは、前記内燃機関の回転を前記遠心クラッチロータから前記遊星キャリア及び前記遊星ギヤを介して前記サンギヤに伝えて前記駆動軸を回転させ、
前記回転電機の駆動力を用いず前記内燃機関の駆動力で前記駆動軸を回転させるモードでは、前記リングギヤの回転を停止する補助動力装置。
【請求項2】
内燃機関（１００）の駆動力を受けて回転可能で駆動部へ駆動力を伝達する駆動軸（１３０）と、遠心クラッチロータを有し前記内燃機関の回転数が所定数未満の場合前記内燃機関の駆動力を前記駆動軸に伝達せず前記内燃機関の回転数が所定数以上の場合前記内燃機関の駆動力を前記駆動軸に伝達する遠心クラッチ機構（４００）とを備える動力装置に用いられる補助動力装置であって、
周方向に永久磁石を複数配置し前記駆動軸と同軸上で回転可能なロータと、固定カバーに固定され前記永久磁石と対向する複数のコイルを有するステータとを備える回転電機（２００）と、
この回転電機の回転を制御する制御装置（２５０）と、
サンギヤが前記駆動軸と一体に回転し、リングギヤが前記回転電機の前記ロータと共に回転し、前記リングギヤと前記サンギヤとの間に遊星ギヤ及び前記遠心クラッチロータと共に回転する遊星キャリアを備える遊星歯車機構（５００）と、
前記遠心クラッチロータと前記固定カバーとの間に介在して前記遠心クラッチロータの第１方向の回転を前記遠心クラッチロータと前記固定カバーとの間で許容して前記遠心クラッチロータの前記第１方向とは逆方向の第２方向の回転は前記遠心クラッチロータを前記固定カバーにロックして許容しない第２ワンウェイクラッチ（６２０）とを備える補助動力装置。
【請求項3】
前記遊星キャリア（５０３）は前記遠心クラッチロータに形成されている
請求項１又は請求項２に記載の補助動力装置。
【請求項4】
内燃機関（１００）の駆動力を受けて回転可能で駆動部へ駆動力を伝達する駆動軸（１３０）と、遠心クラッチロータを有し前記内燃機関の回転数が所定数未満の場合前記内燃機関の駆動力を前記駆動軸に伝達せず前記内燃機関の回転数が所定数以上の場合前記内燃機関の駆動力を前記駆動軸に伝達する遠心クラッチ機構（４００）とを備える動力装置に用いられる補助動力装置であって、
周方向に永久磁石を複数配置し前記駆動軸と同軸上で回転可能なロータと、固定カバーに固定され前記永久磁石と対向する複数のコイルを有するステータとを備える回転電機（２００）と、
この回転電機の回転を制御する制御装置（２５０）と、
サンギヤが前記駆動軸と一体に回転し、リングギヤが前記回転電機の前記ロータと共に回転し、前記リングギヤと前記サンギヤとの間に遊星ギヤ及び前記遠心クラッチロータと共に回転する遊星キャリアを備える遊星歯車機構（５００）とを備え、
前記回転電機の回転を前記駆動軸に伝達するモードでは、前記ロータの回転を前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸に伝達し、
前記回転電機の回転が不使用で、前記内燃機関の駆動力で前記駆動軸を回転させる第３モードでは、前記内燃機関の回転を前記遠心クラッチロータ及び前記遊星歯車機構を介して前記駆動軸に伝達すると共に、前記回転電機の前記ロータは前記永久磁石が前記ステータに吸引されることによる回転抑制トルクによって回転停止する補助動力装置。
【請求項5】
前記内燃機関が所定数以上の回転数で回転し、前記回転電機も回転する第４モードでは、前記内燃機関の回転が、前記遠心クラッチロータ、前記遊星キャリア、前記遊星ギヤ及び前記サンギヤを介して前記駆動軸に伝達されると共に、前記ロータの回転が前記リングギヤ、前記遊星ギヤ及び前記サンギヤを介して前記駆動軸に伝達される
請求項１から請求項４のいずれかに記載の補助動力装置。
【請求項6】
前記固定カバーと前記回転電機の前記ロータとの間に、前記ロータを前記固定カバーに固定する固定状態と前記ロータを前記固定カバーから離脱させる離脱状態とを切り替えるロータアクチュエータ（７５０）を介在させ、
このロータアクチュエータの前記離脱状態で、前記第３モードを行うと共に、
前記ロータアクチュエータの前記固定状態でも、前記第３モードにおける前記ロータの回転停止状態の補助を行う
請求項４に記載の補助動力装置。
【請求項7】
内燃機関（１００）の駆動力を受けて回転可能で駆動部へ駆動力を伝達する駆動軸（１３０）と、遠心クラッチロータを有し前記内燃機関の回転数が所定数未満の場合前記内燃機関の駆動力を前記駆動軸に伝達せず前記内燃機関の回転数が所定数以上の場合前記内燃機関の駆動力を前記駆動軸に伝達する遠心クラッチ機構（４００）とを備える動力装置に用いられる補助動力装置であって、
周方向に永久磁石を複数配置し前記駆動軸と同軸上で回転可能なロータと、固定カバーに固定され前記永久磁石と対向する複数のコイルを有するステータとを備える回転電機（２００）と、
この回転電機の回転を制御する制御装置（２５０）と、
サンギヤが前記駆動軸と一体に回転し、リングギヤが前記回転電機の前記ロータと共に回転し、前記リングギヤと前記サンギヤとの間に遊星ギヤ及び前記遠心クラッチロータと共に回転する遊星キャリアを備える遊星歯車機構（５００）とを備え、
前記制御装置は、前記回転電機の第１方向の回転及びこの第１方向とは逆方向の第２方向の回転を制御し、
前記遠心クラッチロータと前記駆動軸との間に介在して前記遠心クラッチロータの前記第１方向の回転を前記遠心クラッチロータと前記駆動軸との間で伝達し前記駆動軸の前記第１方向の回転は前記駆動軸と前記遠心クラッチロータとの間で伝達しない第１ワンウェイクラッチ（６１０）と、前記遠心クラッチロータと前記固定カバーとの間に介在して前記遠心クラッチロータの前記第１方向の回転を前記遠心クラッチロータと前記固定カバーとの間で許容して前記遠心クラッチロータの前記第２方向の回転は前記遠心クラッチロータを前記固定カバーにロックして許容しない第２ワンウェイクラッチ（６２０）とを有するワンウェイクラッチ機構（６００）を更に備え、
前記内燃機関の停止時ないし所定数未満回転数での回転時で、かつ、前記回転電機を前記第１方向に回転する第１モードでは、前記ロータの回転が、前記リングギヤ、前記遊星ギヤ、前記遊星キャリア、前記遠心クラッチロータ及び前記第１ワンウェイクラッチを介して前記駆動軸に伝達される補助動力装置。
【請求項8】
前記内燃機関の停止時ないし所定数未満回転数での回転時で、かつ、前記回転電機が前記第２方向に回転する第２モードでは、前記遠心クラッチロータは前記第２ワンウェイクラッチにより前記固定カバーに固定されて前記遊星キャリアは固定され、前記ロータの回転が、前記リングギヤ、前記遊星ギヤ及び前記サンギヤを介して前記駆動軸に伝達される
請求項７に記載の補助動力装置。
【請求項9】
前記固定カバーと前記第２ワンウェイクラッチとの間に、前記第２ワンウェイクラッチを前記固定カバーに固定する固定状態と前記第２ワンウェイクラッチを前記固定カバーから離脱させる離脱状態とを切り替えるアクチュエータ（７００）を介在させ、
前記アクチュエータの前記離脱状態では、前記駆動軸が前記第２方向に回転するのを許容する第５モードを行う
請求項７又は請求項８に記載の補助動力装置。
【請求項10】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の補助動力装置と、
前記内燃機関（１００）と、
この内燃機関の駆動力を受けて回転可能で、駆動部へ駆動力を伝達する前記駆動軸（１３０）と、
この回転電機に電気接続するバッテリ（３５１）と、
このバッテリと前記回転電機とに電気接続し、前記回転電機の回転を制御する前記制御装置とを備える内燃機関と回転電機を用いたハイブリッド駆動装置。
【請求項11】
前記内燃機関により駆動される第２回転電機（３００）を更に備え、
前記回転電機は前記駆動軸の駆動用モータとして用いられ、
前記第２回転電機は、前記内燃機関の始動を行うスタータ及び前記バッテリへの充電を行うジェネレータとして用いられる
請求項１０に記載の内燃機関と回転電機を用いたハイブリッド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書の記載は、内燃機関と回転電機とを用いたハイブリッド駆動装置及び補助動力装置に関し、例えば二輪車の駆動装置や補助動力装置として用いて有用である。
【背景技術】
【0002】
二輪車の駆動装置として内燃機関と回転電機とを用いるハイブリッド駆動装置は知られている。このようなハイブリッド駆動装置では、内燃機関のみによる走行時にも回転電機が回転するため、回転電機の磁気抵抗によるフリクションロスが発生することが懸念される。そこで、この磁気フリクションロスを低減する機構が、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００６－２７１０４０号公報
【文献】特開２００７－９９２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載のハイブリッド駆動装置では、回転電機の永久磁石による界磁を調整する調整機構を備え、回転電機のトルクを調整するようにしている。また、特許文献２に記載のハイブリッド駆動装置では、ギャップ調整器を用いて回転電機のロータとステータとのギャップを調整している。
【0005】
ただ、いずれも調整のためのメカニカルな可動スペースが必要となっていた。また、いずれも調整のためのアクチュエータ等を用いており、機構や構成が複雑化していた。また、アクチュエータ等の搭載のスペースも必要となり、かつ、アクチュエータ等の制御を行うコントローラも必要となっていた。
【0006】
本件の開示は、回転電機に特別なアクチュエータ等及びこのアクチュエータ等を制御するコントローラを追加することなく、内燃機関と回転電機とを用いるハイブリッド駆動装置を達成することを課題とする。
【0007】
また、本開示は、内燃機関のみで駆動していた駆動装置に対し、特別なアクチュエータ等及びこのアクチュエータ等を制御するコントローラを追加しない回転電機を組み込むことで、内燃機関の駆動を補助できる補助動力装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一つは、内燃機関と、この内燃機関の駆動力を受けて回転可能で駆動部へ駆動力を伝達する駆動軸とを備える駆動装置である。また、本開示の第１の駆動装置は、周方向に永久磁石を複数配置し駆動軸と同軸上で回転可能なロータと、固定カバーに固定され永久磁石と対向する複数のコイルを有するステータとを有する回転電機と、この回転電機に電気接続するバッテリと、このバッテリと回転電機とに電気接続し、回転電機の回転を制御する制御装置も備えている。即ち、本開示の一つは、内燃機関と回転電機を用いたハイブリッド駆動装置である。
【0009】
本開示の第１は、内燃機関の回転数が所定数未満の場合内燃機関の駆動力が遠心クラッチロータに伝達されず、内燃機関の回転数が所定数以上の場合内燃機関の駆動力が遠心クラッチロータに伝達される遠心クラッチ機構を備えている。
【0010】
また、本開示の第１は、サンギヤが駆動軸と一体に回転し、リングギヤが回転電機のロータと共に回転し、リングギヤとサンギヤとの間に遊星ギヤ及び遊星キャリアを備える遊星歯車機構を備えている。そして、遊星キャリアは、遠心クラッチロータと共に回転する。 そして、本開示の第１は、回転電機の回転を駆動軸に伝達するモードでは、ロータの回転は遊星歯車機構を介して駆動軸に伝達される。
【0011】
本開示の第１では、回転電機の回転をリングギヤ及び遊星ギヤを介してサンギヤに伝えて駆動軸を回転させることができる。また、内燃機関の回転を遠心クラッチロータから遊星キャリア及び遊星ギヤを介してサンギヤに伝えて駆動軸を回転させることもできる。そして、内燃機関の回転を遠心クラッチロータから駆動軸に伝達する際には、リングギヤの回転を停止することで、回転電機を回転させないでおくことができる。
【0012】
本開示の他の態様は、遠心クラッチロータと固定カバーとの間に介在して遠心クラッチロータの第１方向の回転のみを遠心クラッチロータと固定カバーとの間で許容する第２ワンウェイクラッチ（６２０）を備えている。第２ワンウェイクラッチを用いることで、回転電機の第１方向の回転で駆動軸を回転させるモードに加え、回転電機の第１方向とは逆となる第２方向の回転で駆動軸を回転させるモードも行うことができる。本開示の更に他の態様は、内燃機関により駆動される第２回転電機を更に備えている。その為、本開示の第２では、回転電機は駆動軸の駆動用モータとして用いられ、第２回転電機は内燃機関の始動を行うスタータ及びバッテリへの充電を行うジェネレータとして用いられている。内燃機関のみを用いる駆動装置であっても、スタータ及びバッテリへの充電を行うジェネレータとして用いられる第２回転電機は備わっている。その為、本開示の他の態様では、回転電機を駆動軸の駆動用モータとしてのみ用いることができる。これにより、内燃機関と回転電機を用いたハイブリッド駆動装置としての最適設計が可能となる。
【0013】
本開示の他の態様は、内燃機関の駆動力を受けて回転可能で駆動部へ駆動力を伝達する駆動軸と、遠心クラッチロータを有し内燃機関の回転数が所定数未満の場合内燃機関の駆動力を駆動軸に伝達せず内燃機関の回転数が所定数以上の場合内燃機関の駆動力を駆動軸に伝達する遠心クラッチ機構とを備える動力装置に用いられる補助動力装置である。即ち、本開示の他の態様は、内燃機関及び遠心クラッチ機構を備える既存の動力装置に組み込む補助動力装置である。
【0014】
本開示の他の態様の補助動力装置は、周方向に永久磁石を複数配置し駆動軸と共に回転可能なロータと、固定カバーに固定され永久磁石と対向する複数のコイルを有するステータとを備える回転電機を有している。そして、本開示の他の態様でも、回転電機の回転をリングギヤ及び遊星ギヤを介してサンギヤに伝えて駆動軸を回転させることができる。また、内燃機関の回転を遠心クラッチロータから遊星キャリア及び遊星ギヤを介してサンギヤに伝えて駆動軸を回転させることもできる。本開示の他の態様でも、内燃機関の回転を遠心クラッチロータから駆動軸に伝達する際には、リングギヤの回転を停止することで、回転電機を回転させないでおくことができる。本開示の他の態様は、遊星キャリアは遠心クラッチロータに形成されている。本開示の他の態様では、遠心クラッチロータが遊星キャリアを兼ねるので、搭載スペースを小さくすることができる。
【0015】
本開示の他の態様は、回転電機の回転が不使用で、内燃機関の駆動力で駆動軸を回転させる第３モードでは、内燃機関の回転が、遠心クラッチロータ、遊星キャリア、遊星ギヤ及びサンギヤを介して駆動軸に伝達される。これにより、内燃機関のみの駆動力で駆動する第３モードが得られる。この第３モードでは、回転電機のロータは永久磁石がステータに吸引されることによる回転抑制トルクによって回転停止している。その為、回転電機は回転せず、磁気フリクションロスも発生しない。なお、本開示の磁気フリクションロスとは、ロータの磁石からステータに付与される交番磁束によって鉄損が生じることをいう。主な鉄損は、渦電流損とヒステリス損である。
【0016】
このように、本開示の他の態様では、回転電機の永久磁石の界磁を調整するのに、アクチュエータ等を用いて電気的に制御する必要がなくなる。特に、回転電機の駆動力を用いない第３モードでは、回転電機は停止しているので、永久磁石を有するロータの回転を止めることができる。その結果、ステータが交番磁束を受けることもなくなり、磁気フリクションロスが抑制される。本開示の他の態様は、内燃機関が所定数以上の回転数で回転し、回転電機も回転する第４モードでは、内燃機関の回転が、遠心クラッチロータ、遊星キャリア、遊星ギヤ及びサンギヤを介して駆動輪に伝達されると共に、ロータの回転がリングギヤ、遊星ギヤ及びサンギヤを介して駆動軸に伝達される。これにより、内燃機関の駆動力に更に回転電機の駆動力を加えるハイブリッド駆動装置の第４モードが得られる。
【0017】
本開示の他の態様は、固定カバーと回転電機のロータとの間に、ロータを固定カバーに固定する固定状態とロータを固定カバーから離脱させる離脱状態とを切り替えるロータアクチュエータを介在させている。そして、このロータアクチュエータの離脱状態で、第３モードを行うと共に、ロータアクチュエータの固定状態でも、第３モードにおけるロータの回転停止状態の補助を行う。
【0018】
本開示の他の態様も、第３モードにおけるロータの回転は、永久磁石がステータに吸引されることによる回転抑制トルクによって停止されている。加えて、ロータアクチュエータによってもロータの回転停止がアシストされている。
【0019】
本開示の他の態様は、制御装置は、回転電機の第１方向回転及びこの第１方向とは逆方向の第２方向回転を制御している。また、遠心クラッチロータと駆動軸との間に介在して遠心クラッチロータの第１方向の回転を遠心クラッチロータと駆動軸との間で伝達し駆動軸の第１方向の回転は駆動軸と遠心クラッチロータとの間で伝達しない第１ワンウェイクラッチと、遠心クラッチロータと固定カバーとの間に介在して遠心クラッチロータの第１方向の回転は遠心クラッチロータと固定カバーとの間で許容して遠心クラッチロータの第２方向の回転は遠心クラッチロータを固定カバーにロックして許容しない第２ワンウェイクラッチとを有するワンウェイクラッチ機構を更に備えている。
【0020】
そして、本開示の他の態様は、内燃機関の停止時ないし所定数未満回転数での回転時で、かつ、回転電機を第１方向に回転する第１モードでは、ロータの回転が、リングギヤ、遊星ギヤ、遊星キャリア、遠心クラッチロータ及び第１ワンウェイクラッチを介して駆動軸に伝達される。これにより、内燃機関を駆動させずに、回転電機で低速駆動するハイブリッド駆動装置の第１モードが得られる。
【0021】
本開示の他の態様は、内燃機関の停止時ないし所定数未満回転数での回転時で、かつ、回転電機が第２方向に回転する第２モードでは、遠心クラッチロータは第２ワンウェイクラッチにより固定カバーに固定されて遊星キャリアは固定され、ロータの回転が、リングギヤ、遊星ギヤ及びサンギヤを介して駆動軸に伝達される。これにより、内燃機関を駆動させず、回転電機で高速駆動するハイブリッド駆動装置の第２モードが得られる。
【0022】
本開示の他の態様は、固定カバーと第２ワンウェイクラッチとの間に、第２ワンウェイクラッチを固定カバーに固定する固定状態と第２ワンウェイクラッチを固定カバーから離脱させる離脱状態とを切り替えるアクチュエータを介在させている。
【0023】
そして、このアクチュエータの固定状態で、各種のモードを行うと共に、アクチュエータの離脱状態では、駆動軸が第２方向に回転するのを許容する第５モードを行う。
【0024】
この第５モードでは、遠心クラッチロータ及び遊星キャリアは非固定である。その為、駆動軸が第２方向に回転することが許容される。これにより、人力により駆動軸を第２方向に回転させることが可能となる。駆動装置が二輪車である場合には、人力による二輪車の後方移動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本開示の一例を図に基づいて説明する。図１は、ハイブリッド駆動装置１のシステム構成の概要を示す。ハイブリッド駆動装置１は、内燃機関１００と、回転電機２００を備える。図１のハイブリッド駆動装置では、第２回転電機３００も備えている。回転電機２００が駆動装置として利用されるのに対し、第２回転電機３００は内燃機関１００の始動時のスタータや、内燃機関１００の駆動力を受けて発電するジェネレータとして利用される。その為、回転電機２００を専ら補助動力装置として利用することができる。
【0027】
第２回転電機３００で発電した三相交流電流は、第２制御装置３５０で直流電流に変換されてバッテリ３５１に蓄えられる。第２制御装置３５０は、第２回転電機がスタータとして回転する際には、バッテリ３５１からの直流電流を第２制御装置３５０で三相交流に変換する。
【0028】
バッテリ３５１からの直流電流は、回転電機２００へも供給される。回転電機２００の回転は制御装置２５０で制御される。制御装置２５０でも直流電流を三相交流に変換して、回転速度を制御する。制御装置２５０は回転電機２００の回転方向も制御する。即ち、制御装置２５０は、回転電機２００を第１方向回転（例えば正回転）及びこの第１方向とは逆方向の第２方向回転（逆回転）に制御する。
【0029】
また、ハイブリッド駆動装置１は、図２に示すように遠心クラッチ機構４００も備えている。遠心クラッチ機構４００は、内燃機関１００の回転数が所定数未満の場合、内燃機関１００の駆動力を遠心クラッチロータ４２０に伝達せず、内燃機関１００の回転数が所定数以上の場合、内燃機関１００の駆動力を遠心クラッチロータ４２０に伝達する。内燃機関１００の駆動力を遠心クラッチロータ４２０に伝達する所定回転数は、例えば３０００ｒｐｍ程度である。そして、ハイブリッド駆動装置１は、回転電機２００と遠心クラッチ機構４００との間に、遊星歯車機構５００と、ワンウェイクラッチ機構６００とを配置している。
【0030】
図２に示すように、回転電機２００、遊星歯車機構５００、ワンウェイクラッチ機構６００、及び遠心クラッチ機構４００は、同軸上に配置されている。図３は、これらの各構成を模式的に表した構成図であるが、図３に示すように、各構成は固定カバー１５０内に配置されている。固定カバー１５０はアルミニウム若しくはアルミニウム合金製であるが、樹脂製としてもよい。樹脂材料としては、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ）、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ポリプロピレン（ＰＰ）や、ポリカーボネート（ＰＣ）等がある。
【0031】
図４及び図５に示すように、固定カバー１５０は二輪車１０の後輪に対向して車体に固定されている。より、具体的には、後輪の駆動軸１３０（図３図示）側に配置されている。本開示のハイブリッド駆動装置が二輪車１０に用いられる場合には、後輪が駆動輪１２０となる。
【0032】
以下に、各構成要素の内容を説明する。まず、遠心クラッチ機構４００を説明する。内燃機関１００は、シリンダ１１０内をピストン１０１が往復動し、このピストン１０１の往復動が、コンロッド１０２及びウェブ１０３を介して、クランクシャフト１０４に伝達される。クランクシャフト１０４はベアリングに軸支されて回転する。クランクシャフト１０４の回転は駆動プーリー１０５に伝達される。また、クランクシャフト１０４の回転は第２回転電機３００にも伝達される。
【0033】
駆動プーリー１０５の回転は、ベルト１０６を介して遠心クラッチ機構４００に伝達される。遠心クラッチ機構４００は、図２に示すように、ベルト１０６が従動プーリー４１０と係合しており、ベルト１０６の駆動力を受けて従動プーリー４１０が回転する。従動プーリー４１０は、遠心クラッチ軸受４４０で駆動軸１３０に軸支されている。駆動プーリー１０５及び従動プーリー４１０は、共に金属製で、圧延鋼板、アルミニウム若しくはアルミニウム合金等が用いられる。
【0034】
遠心クラッチ機構４００は、図６及び図７に示すように、回転軸４１２に軸支された遠心クラッチシュー４１１を周方向に離して３つ設けている。遠心クラッチシュー４１１は回転軸４１２周りに回動可能となっており、回転軸４１２は従動プーリー４１０に固定されている。従動プーリー４１０が回転せず遠心クラッチシュー４１１が遠心力を受けない状態では、図６に示すように、遠心クラッチバネ４１５により径方向内側に引き込まれている。なお、遠心クラッチシュー４１１はアルミニウム若しくはアルミニウムや鉄等の金属製である。
【0035】
図７は遠心力を受けた状態を示す。遠心クラッチシュー４１１に加わる遠心力が遠心クラッチバネ４１５の引張力に打ち勝つと、遠心クラッチシュー４１１は遠心クラッチロータ４２０の内周に当接する。遠心クラッチシュー４１１の外周面には、図２に示すように、遠心クラッチロータ４２０との摩擦力を高める遠心クラッチライニング４１３が貼付されている。この遠心クラッチライニング４１３は、ノンアスベスト系材料からなる。
【0036】
遠心クラッチロータ４２０は、二輪車の後輪（駆動輪１２０）を駆動する駆動軸１３０に、後述するワンウェイクラッチ機構６００の第１ワンウェイクラッチ６１０を介して支持される。駆動軸１３０の回転は、より具体的には、ファイナルギヤ１４０を介して駆動輪１２０に伝達される。かつ、遠心クラッチロータ４２０は、第１ワンウェイクラッチ６１０と共に回転可能な円盤状のクラッチ基盤４２１と、このクラッチ基盤４２１の外周に配置される円筒状のクラッチリング４２２とを一体に成形している。
【0037】
内燃機関１００の停止状態や、内燃機関１００の回転数が低い状態では、従動プーリー４１０も停止しているか、少ない回転数である。この状態では遠心クラッチロータ４２０は回転しないので、遠心クラッチバネ４１５の引張力で図６の状態を維持している。
【0038】
内燃機関１００の回転数が上昇して、従動プーリー４１０の回転数が所定以上になると、遠心力で遠心クラッチシュー４１１が回転軸４１２周りに外周に回動する。その結果、遠心クラッチシュー４１１がクラッチリング４２２の内周面に当接する。特に、遠心クラッチシュー４１１の外周面に遠心クラッチライニング４１３が貼付されているので、遠心クラッチシュー４１１とクラッチリング４２２との間の摩擦力は高くなっている。そのため、従動プーリー４１０の回転が遠心クラッチロータ４２０に伝達され、遠心クラッチロータ４２０は駆動軸１３０に支持されて回転する。
【0039】
次に、回転電機２００を説明する。回転電機２００は、図３に示すように、固定カバー１５０に覆われている。上述の通り、固定カバー１５０は二輪車の内燃機関１００の後方で後輪（駆動輪１２０）の車両側方付近で車体に固定されている。なお、固定カバー１５０の肉厚は４～５ミリメートル程度である。また、固定カバー１５０には固定カバー軸受１５１が配置されており、駆動軸１３０の先端はこの固定カバー軸受１５１によって回転自在に軸支されている。駆動軸１３０の他端には所定の減速比を有するファイナルギヤ１４０が配置され、ファイナルギヤ１４０の回転はタイヤ軸１４１を介して後輪（駆動輪１２０）に伝達される。従って、回転電機２００の回転はファイナルギヤ１４０により減速して駆動輪１２０に伝達されることとなる。そのため、さほどトルクの大きくない回転電機２００を用いたとしても、ファイナルギヤ１４０によりトルクが増加され、駆動輪１２０の回り出し摩擦抵抗に打ち勝って二輪車１０を発進することが可能となる。
【0040】
回転電機２００のロータ２１０は、ロータ軸受２１５によって駆動軸１３０に回転支持されている。従って、ロータ２１０は駆動軸１３０と一体に回転することも可能であり、駆動軸１３０のみ回転することもロータ２１０のみ回転することも可能である。ロータ２１０は、鉄材料製で図３に示すように、ロータ軸受２１５を支持する基部２１６より径方向外方に延びる円盤部２１７と、この円盤部２１７の径方向外方部に形成される円筒部２１１を備えている。図８に示すように、円筒部２１１の内方には、永久磁石２１２が１２個、周方向に並んで配置されている。永久磁石２１２の厚みは、２～５ミリメートル程度である。なお、永久磁石２１２の数は、１２個に限らず、２０個や２４個等要求性能に応じて適宜設定できる。また、永久磁石２１２は、使用用途に応じて種々選択可能である。磁力の強い希土類磁石を用いても良く、安価なフェライト磁石を用いる場合もある。
【0041】
ロータ２１０の内部には、図３及び図８に示すように、ステータ２２０が配置されている。ステータ２２０は、複数の磁性鋼板を積層してなり、固定カバー１５０に取り付けられる基盤部２２１、この基盤部２２１より径方向外方に延びる複数のティース部を一体に形成している。なお、図８ではティース部を１８個としているが、ティース部の数はステータ２２０の磁極数に応じて適宜設定できる。ステータ２２０の外径は、１００～２００ミリメートル程度となっており、従って、ロータ２１０の内径は、ステータ２２０の外径と永久磁石２１２との間に微小間隙が形成される大きさとなっている。
【0042】
基盤部２２１には、固定カバー１５０にステータ２２０を固定するためのステータボルト通し穴２２３が３か所形成されている。また、基盤部２２１には、後述するセンサケース２３０をステータ２２０に固定するためのセンサケースボルト通し穴も１カ所形成されている。尤も、センサケース２３０はステータ２２０ではなく、固定カバー１５０に固定することも可能である。また、センサケースボルト通し穴も２カ所以上としても良い。
【0043】
ティース部はポリアミド等の絶縁樹脂からなるインシュレーターで電気絶縁され、インシュレーターの上に銅線若しくはアルミニウム線からなるコイル２２４が巻装されている。従って、ティース部は図示されないが、コイル２２４が巻装される部位に位置する。図９は、図８からロータ２１０を外して、ステータ２２０とセンサケース２３０を示す斜視図である。
【0044】
図９に示すように、隣接するコイル２２４の間には隙間２２５が形成され、その隙間２２５は径方向外側に向けて広くなっている。また、センサケース２３０はセンサ本体部２３１と、センサ本体部２３１から隣接するコイル２２４の間に延びる第１ないし第３ホールセンサ２３２～２３４を備える。第１ないし第３ホールセンサ２３２～２３４は、隣接するコイル２２４間の隙間２２５に配置される。
【0045】
各ホールセンサ２３２～２３４は、２ミリメートル程度×３ミリメートル程度の大きさで、センサケース２３０でホールセンサ２３２～２３４は覆われている。従って、図では実際のホールセンサ２３２～２３４ではなく、ホールセンサ２３２～２３４を収納するセンサケース２３０の鞘部を示している。センサ本体部２３１は、ホールセンサ２３２～２３４のセンサ基盤を収納しており、ポリアミド等の樹脂材料で形成されている。
【0046】
第１ないし第３ホールセンサ２３２、２３３、２３４はＮ極とＳ極とが交互に着磁された永久磁石２１２と対向して、Ｎ極とＳ極とが交互に変動する位置を検出する。第１ないし第３ホールセンサ２３２、２３３、２３４のそれぞれの検出位置は、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相の通電時期に対応しており、この検出位置に応じ、回転電機２００が駆動力としてモータ使用されるときには、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するコイル４０４への電圧の供給を制御する。なお、回転角センサはホールセンサ２３２～２３５に限らず、レゾルバ等他の角度センサを用いても良い。
【0047】
なお、第２回転電機３００にも同様のホールセンサ２３２～２３４は設けられており、第２回転電機３００が発電機として使用される際にもＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するコイル４０４からの電流を制御するためのタイミング信号として用いられる。また、第２回転電機３００では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の磁気角を検知するホールセンサ２３２～２３４の他に、内燃機関１００の基準位置を検知するホールセンサも設けられている。
【0048】
次に、遊星歯車機構５００を説明する。図１０に示すように、遊星歯車機構５００は、サンギヤ５０１と、リングギヤ５０２と、このリングギヤ５０２とサンギヤ５０１間に介在する複数（４個）の遊星ギヤ５０４を備えている。サンギヤ５０１は中心軸上に配置され、外方に１６個の歯を有している。リングギヤ５０２は外周に配置され、内方に向けて６０個の歯を有している。遊星ギヤ５０４は外方に２２個の歯を有し、遊星ギヤ５０４の歯はサンギヤ５０１の歯及びリングギヤ５０２の歯と歯合する。サンギヤ５０１、リングギヤ５０２及び遊星ギヤ５０４は、共に炭素鋼製である。遊星ギヤ５０４は遊星キャリア５０３に回転自在に保持されている。
【0049】
本開示では、サンギヤ５０１は駆動軸１３０に圧入され、サンギヤ５０１と駆動軸１３０とは一体に回転する。リングギヤ５０２は、回転電機２００のロータ２１０に図示しないボルト等で固定されている。従って、リングギヤ５０２は、ロータ２１０と一体に回転する。
【0050】
また、遊星キャリア５０３は、遠心クラッチ機構４００の遠心クラッチロータ４２０に固定されている。より具体的には、遠心クラッチロータ４２０自体が遊星キャリア５０３の一部をなしている。遠心クラッチロータ４２０に、遊星キャリアシャフト５０５が固定され、遊星ギヤ５０４はこの遊星キャリアシャフト５０５の周りを回転する。４本の遊星キャリアシャフト５０５は、サンギヤ５０１の中心軸（駆動軸１３０の中心軸）から等位置に配置されている。そのため、遊星キャリア５０３と遠心クラッチロータ４２０とは一体に回転する。本例では遠心クラッチロータ４２０が遊星キャリア５０３を兼ねる結果、搭載スペースを小さくすることができ、併せて軽量化も図れている。
【0051】
次に、ワンウェイクラッチ機構６００を説明する。ワンウェイクラッチ機構６００は、遠心クラッチロータ４２０と駆動軸１３０との間に介在する第１ワンウェイクラッチ６１０と、遠心クラッチロータ４２０と固定カバー１５０との間に介在する第２ワンウェイクラッチ６２０とを備えている。
【0052】
第１ワンウェイクラッチ６１０、第２ワンウェイクラッチ６２０共にクラッチの原理は同じで、図１１及び図１２に示すように、内周側の部材に固定される内周リング６３０と、外周側の部材に固定される外周リング６３１とを備えている。内周リング６３０及び外周リング６３１は、共に炭素鋼製である。第１ワンウェイクラッチ６１０では、内周リング６３０に駆動軸１３０が貫通するように固定されており、内周リング６３０の中心軸と駆動軸１３０の中心軸とは一致している。外周リング６３１はその外周が遠心クラッチロータ４２０の内周に嵌り合うように固定されている。外周リング６３１中心軸も駆動軸１３０の中心軸と一致している。 また、第２ワンウェイクラッチ６２では、内周リング６３０はその内周が遠心クラッチロータ４２０の外周と嵌り合うように固定されている。第２ワンウェイクラッチ６２の外周リング６３１は、その外周が固定カバー１５０の内周に嵌り合うように固定されている。第２ワンウェイクラッチ６２０も、内周リング６３０及び外周リング６３１の中心軸は駆動軸１３０の中心軸と一致している。
【0053】
内周リング６３０には、係合壁６３３が形成され、この係合壁６３３と外周リング６３１内周との間隙は、外周リング６３１側に向かうにつれて小さくなっている。また、係合壁６３３と外周リング６３１内周との間には、円筒形状をしたワンウェイクラッチバー６３２が配置されている。ワンウェイクラッチバー６３２は、内周リング６３０の保持穴６３４に保持されたワンウェイクラッチバネ６３５により、外周リング６３１側に押圧されている。
【0054】
図１１は、ワンウェイクラッチ機構６００の噛合状態を示す。この例では、内周リング６３０が時計方向に回転しているか、外周リング６３１が反時計方向に回転しているかである。即ち、内周リング６３０と外周リング６３１との相対的な回転方向が、ワンウェイクラッチバー６３２を外周リング６３１側に移動させる方向である。この内周リング６３０と外周リング６３１との相対的回転方向により、ワンウェイクラッチバー６３２が噛み合い、内周リング６３０と外周リング６３１とは一体に回転する。
【0055】
逆に、図１２は、ワンウェイクラッチ機構６００の空転状態を示す。この例では、内周リング６３０が反時計方向に回転しているか、外周リング６３１が時計方向に回転しているか、またはその双方であるかである。即ち、内周リング６３０と外周リング６３１との相対的な回転方向が、ワンウェイクラッチバー６３２を内周リング６３０側に移動させる方向である。この内周リング６３０と外周リング６３１との相対的回転方向により、ワンウェイクラッチバー６３２が引き離され、内周リング６３０と外周リング６３１とは自由に回転したり、停止したりする。
【0056】
ワンウェイクラッチ機構６００の噛合方向及び空転方向は、係合壁６３３の向きを変えることで時計方向でも、反時計方向でも設定することができる。第１ワンウェイクラッチ６１０は、遠心クラッチロータ４２０の第１方向の回転（正転）のみを駆動軸１３０へ伝達し第２方向の回転（逆転）は伝達しないように設定している。また、第２ワンウェイクラッチ６２０は第２方向の回転を遠心クラッチロータ４２０に許容しないように設定している。
【0057】
より具体的には、第１ワンウェイクラッチ６１０のクラッチ機構は、遠心クラッチロータ４２０の第１方向の回転を遠心クラッチロータ４２０と駆動軸１３０との間で伝達するようにしている。従って、遠心クラッチロータ４２０が第１方向に回転すれば、その回転は駆動軸１３０に伝達される。一方、駆動軸１３０が第１方向に回転しても、駆動軸１３０から遠心クラッチロータ４２０に回転が伝達されることはない。
【0058】
また、第２ワンウェイクラッチ６２０は、遠心クラッチロータ４２０と固定カバー１５０との間に介在して、遠心クラッチロータ４２０の第１方向の回転のみを遠心クラッチロータ４２０と固定カバーとの間で許容するクラッチ機構となっている。換言すれば、遠心クラッチロータ４２０の第２方向の回転は、遠心クラッチロータ４２０を固定カバー１５０にロックして許容しないクラッチ機構である。
【0059】
次に、上記構成よりなるハイブリッド駆動装置１の作動を説明する。まず、内燃機関１００の駆動力を用いず、回転電機２００の駆動力で低速駆動する第１モードを説明する。この第１モードでは、内燃機関１００が回転していないので、従動プーリー４１０も回転せず、遠心クラッチロータ４２０は遠心クラッチシュー４１１に対してフリーとなっている。第１モードでは、制御装置２５０が回転電機２００のコイルへのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の通電を制御して、ロータ２１０を第１方向に回転させる。なお、第１方向は、駆動軸１３０が第１方向に回転すると、駆動輪１２０が正転して二輪車１０が前進する方向（正転方向）である。
【0060】
この際、ステータ２２０は固定カバー１５０に固定されているので、ロータ２１０が第１方向に回転する。ロータ２１０には遊星歯車機構５００のリングギヤ５０２が固定されているので、ロータ２１０と共にリングギヤ５０２が第１方向に回転する。リングギヤ５０２の回転はリングギヤ５０２とかみ合っている遊星ギヤ５０４に伝達され、遊星ギヤ５０４と遊星キャリア５０３が第１方向に回転する。
【0061】
そして、第２ワンウェイクラッチ６２０は回転電機２００のロータ２１０の第２方向の回転を遠心クラッチロータ４２０に伝達しないように設定しているので、第１方向の回転に対してはフリーな状態（空転状態）となっている。換言すれば、第２ワンウェイクラッチ６２０は、ロータ２１０の第１方向へ遠心クラッチロータ４２０が回転することは許容している。
【0062】
遊星キャリア５０３は、遊星キャリアシャフト５０５が遠心クラッチロータ４２０に固定されており、第２ワンウェイクラッチ６２０は第１方向の回転を許容されるので、遠心クラッチロータ４２０も第１方向に回転する。第１ワンウェイクラッチ６１０は、遠心クラッチロータ４２０が第１方向に回転すると、外周リング６３１と内周リング６３０とがワンウェイクラッチバー６３２が噛み合う構造になっている。従って、遠心クラッチロータ４２０の第１方向の回転は第１ワンウェイクラッチ６１０を介して駆動軸１３０に伝達される。
【0063】
この第１モードでの遊星歯車機構５００の各ギヤの回転方向を、図１３のモード１で示す。図１３に示すように、第１モードでは、ロータ２１０から駆動軸１３０を介してサンギヤ５０１に伝達されてサンギヤ５０１を第１方向に回転させる動きと、ロータ２１０からリングギヤ５０２及び遊星ギヤ５０４を介してサンギヤ５０１に伝達されてサンギヤ５０１を第１方向に回転させる動きとが一致する。そのため、回転電機２００の回転数がそのまま駆動軸１３０に伝達され、駆動軸１３０は回転電機２００の回転数で回転することとなる。
【0064】
尤も、ロータ２１０と駆動軸１３０とは、ロータ軸受２１５によって回転自在に支持されているので、ロータ２１０の回転力がそのままサンギヤ５０１から駆動軸１３０に伝達される訳ではない。ロータ２１０の回転力は、リングギヤ５０２、遊星ギヤ５０４、遊星キャリア５０３、遠心クラッチロータ４２０及び第１ワンウェイクラッチ６１０を介して駆動軸１３０に伝達される。
【0065】
次に、内燃機関１００の駆動力を用いず、回転電機２００の駆動力で高速駆動する第２モードを説明する。この第２モードでも、内燃機関１００が回転していないので、遠心クラッチロータ４２０は遠心クラッチシュー４１１に対してフリーとなっている。
【0066】
第２モードでは、制御装置２５０が回転電機２００のコイルへのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の通電を制御して、回転電機２００を第２方向に回転させる。これにより、ロータ２１０が第２方向に回転する。遠心クラッチロータ４２０が駆動軸１３０に対して相対的に第２方向回転となるのに対して第１ワンウェイクラッチ６１０はフリーである。その為、駆動軸１３０の第１方向の回転が遠心クラッチロータ４２０に伝達されることは無い。即ち、遠心クラッチロータ４２０は駆動軸１３０側から回転力を受けることはない。
【0067】
逆に、遠心クラッチロータ４２０には、ロータ２１０の第２方向の回転が、リングギヤ５０２、遊星ギヤ５０４、遊星キャリアシャフト５０５及び遊星キャリア５０３を介して伝わろうとする。しかし、遠心クラッチロータ４２０が第２方向に回転しようとすると、第２ワンウェイクラッチ６２０により遠心クラッチロータ４２０は固定カバー１５０に対してロックされることとなる。即ち、第２モードでは、遠心クラッチロータ４２０は第２方向に回転せず停止している。この遠心クラッチロータ４２０、即ち遊星キャリア５０３が回転していない状態を、図１３のモード２では×で示している。
【0068】
そのため、ロータ２１０の第２方向の回転は、ロータ２１０と一体に回転するリングギヤ５０２に伝達され、次いで遊星ギヤ５０４に伝達される。ここで、遠心クラッチロータ４２０は回転していないので、遊星キャリア５０３も回転していない。回転しない遊星キャリアシャフト５０５に対して、遊星ギヤ５０４が第２方向に回転することとなる。
【0069】
即ち、リングギヤ５０２の第２方向の回転は遊星ギヤ５０４を第２方向に回転させ、この遊星ギヤ５０４の第２方向の回転は、次いで、サンギヤ５０１に伝わり、サンギヤ５０１を第１方向に回転させる。そして、サンギヤの第１方向の回転は、駆動軸１３０を第１方向に回転させる。この状態の遊星歯車機構５００の各ギヤの回転方向を図１３のモード２で示している。
【0070】
これにより、第２モードでも、第１モードと同様駆動軸１３０を第１方向に回転させる（正転する）ことができる。第１モードではロータ２１０の回転数とサンギヤ５０１の回転数とが１体１であったのに対し、第２モードでは、ロータ２１０の回転（リングギヤ５０２の回転）は、遊星ギヤ５０４により増速してサンギヤ５０１に伝達される。より具体的には、リングギヤ５０２と遊星ギヤ５０４とのギヤ比や、遊星ギヤ５０４とサンギヤ５０１とのギヤ比によって増速比または減速比を設定することができる。本例では、リングギヤ５０２の径が大きく、リングギヤ５０２の歯数が一番多くなるように設定しているので、３．７５倍に増速されることになる。第１モードが低速駆動するモードであるのに対し、この第２モードは高速駆動モードとなる。
【0071】
次に、回転電機２００は回転せず、内燃機関１００のみが回転する第３モードを説明する。この第３モードでは内燃機関１００のクランクシャフト１０４の回転は、駆動プーリー１０５からベルト１０６を介して従動プーリー４１０に伝達される。その結果、従動プーリー４１０も駆動軸１３０周りに回転する。この従動プーリー４１０の回転は回転軸４１２を介して遠心クラッチシュー４１１に伝えられるので、遠心力が遠心クラッチシュー４１１に加わる。それにより、回転軸４１２の回転数が所定回転以上となると遠心クラッチシュー４１１は遠心クラッチロータ４２０に充分な押圧力で押し付けられ、従動プーリー４１０とともに遠心クラッチロータ４２０も回転する。この遠心クラッチロータ４２０の回転方向は第１方向となる。
【0072】
この際、遠心クラッチロータ４２０は内燃機関１００の駆動力で第１方向に回転するのであり、回転電機２００より第１方向の回転力を受けるのではない。その為、遠心クラッチロータ４２０と駆動軸１３０との間で、第１ワンウェイクラッチ６１０はフリーな状態である。また、第２ワンウェイクラッチも、遠心クラッチロータ４２０が第１方向に移動するのは、固定カバー１５０に対してフリーである。従って、遠心クラッチロータ４２０の第１方向の回転は、遊星キャリア５０３の遊星キャリアシャフト５０５を第１方向に回転させることとなる。なお、遊星キャリアシャフト５０５の第１方向の回転は、駆動軸１３０の中心軸周りの回転である。
【0073】
遠心クラッチ機構４００の遠心クラッチシュー４１１が遠心クラッチロータ４２０に押し付けられて、遠心クラッチロータ４２０が回転を開始する際には、遊星キャリア５０３に対して多少の始動時トルクが加わることとなる。そこで、制御装置２５０は回転電機２００の回転を抑制するブレーキ（回生）制御を行い、回転電機２００の磁気フリクションを大きくする。そのため、遠心クラッチシュー４１１が遠心クラッチロータ４２０に押し付けられる際にも、ロータ２１０が回転することはない。即ち、リングギヤ５０２は、停止している。図１３のモード３では、リングギヤ５０２の停止を×で示している。
【0074】
なお、遠心クラッチロータ４２０が回転を開始する際に回転電機２００のロータ２１０に加わるトルク変動は、第１モード及び第２モードによっても低減されている。即ち、二輪車１０の始動は第１モードで行い、次いで、第２モードで二輪車１０の速度を高めている。その為、第３モードで内燃機関１００を始動する際には二輪車１０は既に所定の速度で走行中である。従って、遠心クラッチシュー４１１が遠心クラッチロータ４２０に押し付けられて遠心クラッチロータ４２０が回転を開始する時点では、ロータ２１０、リングギヤ５０２、サンギヤ５０１及び駆動輪１２０は既に回転中である。これにより、遠心クラッチロータ４２０が回転を開始する際に遊星キャリア５０３、遊星キャリアシャフト５０５及びリングギヤ５０２を介してロータ２１０に加わるトルク変動は低減できている。この二輪車１０の走行に関しては、後述する。
【0075】
第３モードでは回転電機２００は停止し、リングギヤ５０２も停止しているので、遠心クラッチロータ４２０の第１方向の回転を受けて、遠心クラッチロータ４２０と一体化した遊星キャリア５０３も第１方向に回転する。その結果、遊星ギヤ５０４はリングギヤ５０２の内周に沿って回転する。この際の遊星キャリアシャフト５０５の周りの遊星ギヤ５０４の回転方向は、第２方向である。即ち、遊星キャリアシャフト５０５は第１方向に回転するが、遊星ギヤ５０４の回転方向は第２方向となる。
【0076】
この際、サンギヤ５０１は遊星ギヤ５０４とかみ合っているので、遊星ギヤ５０４の第２方向の回転がサンギヤ５０１に伝達されて、サンギヤ５０１を第１方向に回転させることとなる。サンギヤ５０１の第１方向の回転は駆動軸１３０に伝達され、駆動輪１２０を第１方向に回転（正転）させる。この際の遊星歯車機構５００の各ギヤの回転方向は、図１３のモード３で示している。
【0077】
従って、第３モードでは、内燃機関１００の駆動力は以下のように駆動軸１３０に伝達される。まず、従動プーリー４１０から遠心クラッチ機構４００を経て、遠心クラッチロータ４２０を第１方向に回転させる。次いで、遠心クラッチロータ４２０が遊星キャリア５０３（遊星キャリアシャフト５０５）を第１方向に回転させ、この回転がリングギヤ５０２と遊星ギヤ５０４とのかみ合わせで、遊星ギヤ５０４を第２方向に回転させる。次いで、遊星ギヤ５０４とサンギヤ５０１とのかみ合わせで、サンギヤ５０１を第１方向に回転させ、駆動輪１２０を第１方向に回転させる。
【0078】
内燃機関１００の駆動力が駆動軸１３０に定常的に伝達される状態では、遠心クラッチロータ４２０に内燃機関１００側から加わるトルクの変動は小さくなる。そこで、定常運転状態では、制御装置２５０は回転電機２００の回転を抑制するブレーキ（回生）制御を行わない。
【0079】
即ち、定常運転状態では、回転電機２００のコイルには通電しない。回転電機２００は、無通電状態でも永久磁石２１２による吸引力によって、ロータ２１０の回転を抑制するトルクが生じる。そのため、この永久磁石２１２による回転抑制トルクによってロータ２１０は停止している。このロータ２１０の停止状態で、駆動輪１２０の負荷トルクが増えた場合、リングギヤ５０２は停止しているので、駆動軸１３０及びサンギヤ５０１の回転数は低下する。
【0080】
その結果、サンギヤ５０１の回転数低下は、遊星ギヤ５０４、遊星キャリア５０３（遊星キャリアシャフト５０５）を介して遠心クラッチロータ４２０に伝達され、遠心クラッチロータ４２０の回転数も低下する。そして、遠心クラッチ機構４００が切れない限りは、内燃機関１００の回転数も低下する動きとなる。即ち、内燃機関１００の通常運転時では、増速及び減速に伴うトルク変動は、回転電機２００の永久磁石２１２による回転抑制トルクで吸収でき、リングギヤ５０２が回転することはない。より詳細には、回転電機２００の永久磁石２１２による回転抑制トルクをリングギヤ５０２と遊星ギヤ５０４間の減速比で除した値のほうが、駆動輪１２０の転がりトルク変動をファイナルギヤ１４０の減速比で除し、更に、サンギヤ５０１と遊星ギヤ５０４間の減速比で除した値より大きい場合には、リングギヤ５０２の回転が防止できる。
【0081】
リングギヤ５０２が回転しないことは、ロータ２１０が回転せず回転電機２００のロータ２１０とステータ２２０間で相対的な回転が生じないことを意味する。その結果、回転電機２００の磁気フリクションロスも生じない。なお、本開示において磁気フリクションロスとは、ロータ２１０の永久磁石２１２からステータ２２０に付与される交番磁束により鉄損が生じることを言う。鉄損の主たる要因は、渦電流損とヒステリシス損がある。
【0082】
回転電機２００が、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の通電電流の位相制御によるゼロトルク制御を行った場合でも、磁気フリクションロスがなくなる訳ではない。この磁気フリクションロスは、結果として内燃機関１００の出力を消費してしまい、内燃機関１００の燃費を悪化させる要因となる。それに対し、本開示ではゼロトルク制御を行う必要もなく、回転電機２００へは通電していないので、上述の通り、磁気フリクションロスは生じない。
【0083】
本開示では、回転電機２００の磁気フリクションロスを生じさせないための機構として遊星歯車機構５００を用いていることとなる。従って、本開示は、磁気フリクションロス低減のための特別なアクチュエータ等を不要とすることができ、簡便な構造とすることができている。なお、遊星歯車機構５００の回転に伴う機械的なフリクションロスは多少生じるが、この機械的なフリクションロスは回転電機２００の磁気フリクションロスと比較すると非常に小さい。そのため、ハイブリッド駆動装置１として回転電機２００を追加しても、回転電機２００に起因する内燃機関１００の燃費低下の要因は少ない。ハイブリッド駆動装置１として回転電機２００を利用するので、内燃機関１００の燃費向上効果が見込まれる。
【0084】
次に、内燃機関１００の駆動力に加え、回転電機２００の駆動力も利用する第４モードを説明する。この第４モードでも従動プーリー４１０が回転するので、回転軸４１２とともに遠心クラッチシュー４１１も回転する。その為、回転に伴う遠心力を受けて、遠心クラッチシュー４１１は遠心クラッチロータ４２０に押し付けられ、従動プーリー４１０とともに遠心クラッチロータ４２０も第１方向に回転する。
【0085】
また、この第４モードでは、制御装置２５０が回転電機２００のコイルへのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の通電を制御して、ロータ２１０を第２方向に回転させる。従って、回転電機２００の回転に伴って遠心クラッチロータ４２０から駆動軸１３０に加わる方向は、第２モードと同じとなる。そのため、遠心クラッチロータ４２０と駆動軸１３０との間で、第１ワンウェイクラッチ６１０はフリーな状態である。
【0086】
第２ワンウェイクラッチは、第３モードと同様に、遠心クラッチロータ４２０が第１方向に移動するのは、固定カバー１５０に対してフリーである。従って、第３モードと同様、遠心クラッチロータ４２０の第１方向の回転は遊星キャリア５０３（遊星キャリアシャフト５０５）を第１方向に回転させることとなる。
【0087】
第３モードではロータ２１０が停止していたのに対し、第４モードではロータ２１０は第２方向に回転する。このロータ２１０の第２方向の回転は、遊星ギヤ５０４の第２方向の回転を加速する。そして、この遊星ギヤ５０４の第２方向の回転加速は、サンギヤ５０１の第１方向の回転を加速させる。その為、第３モードでの内燃機関１００の駆動力に、更に回転電機２００の駆動力が加わることとなる。この際の遊星歯車機構５００の各ギヤの回転方向は、図１３のモード４で示している。
【0088】
即ち、遊星キャリア５０３、遊星ギヤ５０４及びサンギヤ５０１の回転方向は、第３モードと第４モードで同じ方向である。遠心クラッチロータ４２０、遊星キャリア５０３（遊星キャリアシャフト５０５）及びサンギヤ５０１が第１方向であり、遊星ギヤ５０４が第２方向である。第３モードでは内燃機関１００のみによる回転であったのに対し、第４モードでは回転電機２００の回転が加わることとなる。その結果、第４モードでは回転電機２００で内燃機関１００をアシストする運転を達成することができる。なお、第１モード及び第２モードが回転電機２００のみでの電気走行モードであるのに対し、この第４モードは回転電機２００が内燃機関１００を補助するアシストモードであると言える。また、第３モードはエンジン走行モードと言える。
【0089】
以上、第１モードから第４モードの各モードを説明したが、以下に各モードの切り替えと二輪車１０の運転状態との関係を、図１８を用いて改めて説明する。図１８は、内燃機関１００や回転電機２００を始め各機器の回転数を縦軸にとり、横軸には二輪車１０の始動以降の時間経過をとっている。また、縦軸における上方向は第１方向の回転数で、下方向は第２方向の回転数を示している。
【0090】
第１モードは回転電機２００による走行開始時であり、第１モードのスタートの時点（Ｐ０）では二輪車の速度は０である。制御装置２５０は回転電機２００に十分な始動トルクを生じる電圧で回転電機２００の回転を開始する。この際、制御装置２５０は、許容電流内で最大トルクとなるようにデューティ比及び進角値を制御する。上述のように、回転電機２００の回転はファイナルギヤ１４０により減速して駆動軸１３０に伝達されるので、トルクの小さい回転電機２００を使用しても、二輪車１０を発進するは可能である。
【0091】
この発進時には、上述のように、第１ワンウェイクラッチ６１０及び第２ワンウェイクラッチ６２０は、駆動輪１２０が第１方向に回転するのを許容している。換言すれば、第１ワンウェイクラッチ６１０及び第２ワンウェイクラッチ６２０は、発進時に駆動輪１２０が第２方向に回転するのを防止している。そのため、坂道での発進時であっても二輪車１０が後退するのは第１ワンウェイクラッチ６１０及び第２ワンウェイクラッチ６２０によって防止される。
【0092】
二輪車１０の走行開始後は、制御装置２５０は三相交流の周波数やコイル相電圧を変えて回転電機２００の回転数を徐々に高める（Ｐ１００）。制御装置２５０は、第１ないし第３ホールセンサ２３２、２３３、２３４からの出力基準で１２０度又は１８０度の電気角制御を行う。第１モードでは回転電機２００の回転数と駆動軸１３０の回転数が一致するので、駆動軸１３０の回転数も徐々に上昇する（Ｐ１０１）。これに伴い、駆動輪１２０の回転数も上昇し、二輪車１０の速度が速くなる。二輪車１０は、凡そ時速１０キロメートル程度の速度まで、第１モードで走行する。
【0093】
二輪車１０の速度が１０キロメートル程度に上昇した時点で、制御装置２５０はロータ２１０の回転方向を第１方向から第２方向に切り替えるように三相交流の方向を切り替える（Ｐ１０２）。具体的には、制御装置２５０は第１方向回転制御から回生運転によるブレーキ制御を行い（Ｐ１０３）、停止後に第２方向回転制御を行う（Ｐ１０４）。この切り替え時には、駆動軸１３０に回転電機２００からの動力が伝わらないが、駆動輪１２０は慣性で推進する（Ｐ１０５）。また、切り替えと同時に、回転電機２００の回転数も低下させる（Ｐ１０４）。即ち、第２モードでは遊星歯車機構５００による増速が加わるので、この遊星歯車機構５００による増速によって駆動軸１３０の回転数が変動することが無いように回転電機２００の回転数を制御する（Ｐ１０６）。この回転数制御により、第２モードへの切り替え直後の駆動軸１３０の回転数と、第２モードに切り替わる直前の第１モードでの駆動軸１３０の回転数とを略一致させる（Ｐ２００）。遊星歯車機構５００による増速比が２倍であれば、第１モードから第２モードに切り替える際に、回転電機２００の回転数が半減するように三相交流の周波数を制御する。
【0094】
第１モードから第２モードに切り替わる際にはロータ２１０の回転方向が反転するが、駆動軸１３０の回転方向は引き続き第１方向のままである（Ｐ１０５）。慣性モーメントの大半は、駆動輪１２０から駆動軸１３０に加わっており、ここでは慣性モーメントに変化はない。また、第１モードから第２モードに切り替わる際に遠心クラッチロータ４２０が第１方向への回転状態（Ｐ１０７）から停止状態（Ｐ１０８）へと変化するが、この変化は第２ワンウェイクラッチ６２０によって受け持たれる。従って、遠心クラッチロータ４２０の慣性モーメントが回転電機２００に加わることもない。回転電機２００に加わる慣性モーメントは、ロータ２１０とリングギヤ５０２のみである。この慣性モーメントは比較的小さいので、コイル２２４への通電周波数（Ｐ１０３）及び通電極性（Ｐ１０４）を変えるのみで、第１モード（第１方向）から第２モード（第２方向）への切り替えは、短期間で完了する。
【0095】
第２モードでも、制御装置２５０はモード切り替え時から徐々に回転電機２００の回転数が上昇するように三相交流の周波数を制御する（Ｐ２０１）。これに伴い、駆動軸１３０の回転数も上昇する（Ｐ２０２）。また、駆動輪１２０の回転数も上昇して、二輪車１０の速度が高まる。第２モードでは、二輪車１０の速度が凡そ時速１０キロメートルから時速２０キロメートル程度までを受け持つ。
【0096】
二輪車１０の速度が時速２０キロメートル程度に上昇した時点で、内燃機関１００を始動する（Ｐ２０３）。この時点では回転電機２００も駆動中である（Ｐ２０４）。即ち、内燃機関１００始動後も回転電機２００の駆動と併存する状態が一時的に継続される。内燃機関１００の回転上昇（Ｐ２１０）に伴い、従動プーリー４１０の回転数も上昇する（Ｐ２１１）。上述の通り、遠心クラッチ機構４００は、従動プーリー４１０の回転数が所定値に上昇したときに遠心クラッチシュー４１１が遠心クラッチロータ４２０とかみ合うようにしている（Ｐ２０５）。そして、遠心クラッチロータ４２０の回転上昇（Ｐ２０６）に応じて、回転電機２００の駆動力を低減する（Ｐ２０７）。内燃機関１００の回転数が所定の回転数迄上昇し（Ｐ２０８）、内燃機関１００からの駆動力のみで遠心クラッチロータ４２０の回転が維持できる時点で回転電機２００の駆動を終了する（Ｐ２０９）。これにより、遠心クラッチロータ４２０を回転させる駆動力を回転電機２００から内燃機関１００に移動させている。換言すれば、回転電機２００の回転数が遠心クラッチロータ４２０の回転数以下となって、二輪車１０が減速してしまうのを防止する。
【0097】
この遠心クラッチ機構４００が動力の非伝達から伝達に切り替わる際の二輪車１０の速度は時速２０キロメートル程度に設定している。ただ、第２モードから第３モードへの切り替えは、車速（回転電機２００の回転数）のみで行う訳ではない。車速と要求トルク（アクセル開度）から判断してモードの切り替えを行っている。例えば、アクセル開度が一定値を超えるときには、車速が時速２０キロメートルに達していなくても、第２モードから第３モードへの切り替えを行う。
【0098】
第２モードから第３モードに切り替わる際には、慣性モーメントの大半を担う駆動輪１２０及び駆動軸１３０の回転数に殆ど変化がない。第２モードから第３モードへの切り替えによって、遠心クラッチロータ４２０と遊星キャリア５０３が停止状態から第１方向への回転状態に変化が生じる。この変化は第２ワンウェイクラッチ６２０を固定状態からフリー状態へ変化させるので、回転電機２００に直接影響するものではない。上述の通り、回転電機２００は遠心クラッチロータ４２０の回転に影響を及ぼさないように制御される（Ｐ２０４、Ｐ２０７、Ｐ２０９）。
【0099】
動力伝達では、第２モードから第３モードに切り替わることで、遊星歯車機構５００への動力源が回転電機２００から内燃機関１００に切り替わることとなる。即ち、第２モードではリングギヤ５０２が第２方向に回転することで、遊星ギヤ５０４を第２方向に所定の回転数で回転させていた。それを、第３モードでは遊星キャリア５０３が第１方向に回転することで、遊星ギヤ５０４を第２方向に所定の回転数で回転させることとなる。換言すれば、遊星ギヤ５０４を第２方向に所定の回転数で回転させるのに、ロータ２１０の第２方向の回転が不要となったので、回転電機２００は運転を停止するのである。多少の慣性モーメントは存在するが、上述の通り、第２モードから第３モードの切り替えは、本来停止すべきロータ２１０の回転を停止させるものであり、スムーズになされる。
【0100】
なお、第２モードから第３モードへの切り替えは、制御装置２５０が回転電機２００に加わる負荷を検出することで行う。上述の通り、第３モードでは回転電機２００の駆動力は必要とされないので、回転電機２００を回転させるトルクは０となる。逆に、回転電機２００の永久磁石２１２による回転抑制トルクをリングギヤ５０２と遊星ギヤ５０４間の減速比で除した値の方が、駆動輪１２０の転がり抵抗トルク変動をファイナルギヤ１４０の減速比で除し、更に、サンギヤ５０１と遊星ギヤ５０４間の減速比で除した値より大きくなった場合には逆起電力が生じることとなる。これらのトルク変動は制御装置２５０で検知することが可能である。例えば、コイル相電圧と第１ないし第３ホールセンサ２３２、２３３、２３４からの出力基準からトルクを参照しても良い。検知したトルク変動に応じてブレーキ（回生）制御を行ったり、コイル２２４に通電したり、通電を停止したりする。
【0101】
第３モードでは、二輪車１０は時速２０キロメートル以上の速度で、定速走行を行う（Ｐ３００）。内燃機関１００は、この定速走行を行う際に最も効率よく運転できるように設定されている。そのため、内燃機関１００を最も燃費の良い状態で使用することができる。換言すれば、第３モードは、定速走行状態であるので、急激な加減速は原則として行わない。そのため、回転電機２００の永久磁石２１２による回転抑制トルクのみで、ロータ２１０（リングギヤ５０２）を一定位置に保持することが可能となる。ただ、第３モードであっても、内燃機関１００の回転数は常に一定でなければならないわけではない。運転状態に応じて内燃機関１００の回転数に変動は生じる。
【0102】
二輪車１０を加速する際には、内燃機関１００ではなく回転電機２００を利用する。例えば時速５０キロメートルの走行から時速６０キロメートル程度に増速する場合、制御装置２５０は回転電機２００を第２方向に回転させる（Ｐ３０１）。この回転電機２００を用いる加速を行う際には、内燃機関１００から得られた動力により遠心クラッチロータ４２０及び遊星キャリア５０３は回転している。そのため、回転電機２００及びリングギヤ５０２を第２方向に回転させれば増速となる。
【0103】
即ち、内燃機関１００の回転数が一定である（Ｐ３０４）ので、従動プーリー４１０の回転数（Ｐ３０５）も、遠心クラッチロータ４２０の回転数（Ｐ３０６）も一定である。第４モードでの駆動軸１３０の回転は、遊星ギヤ５０４の回転増加（Ｐ３０７）受けて上昇する（Ｐ３０３）。この遊星ギヤ５０４を回転上昇（Ｐ３０７）させる駆動力を回転電機２００が受け持つ。
【0104】
なお、リングギヤ５０２を回転させるには、上記と同様のトルク関係を前提としている。即ち、回転電機２００の永久磁石２１２による回転抑制トルクをリングギヤ５０２と遊星ギヤ５０４間の減速比で除した値の方が、駆動輪１２０の転がり抵抗トルク変動をファイナルギヤ１４０の減速比で除し、更に、サンギヤ５０１と遊星ギヤ５０４間の減速比で除した値より大きい場合であることを前提としている。
【0105】
上述のように、回転電機２００の回転数が時速５０キロメートル相当までの第３モードは、駆動軸１３０を回転させるための負荷は内燃機関１００が全て担っている（Ｐ３０２）。回転電機２００が担う負荷は、時速５０キロメートルから時速６０キロメートルまでの増速分のみである（Ｐ３０３、Ｐ４００）。かつ、回転電機２００は内燃機関１００より迅速に回転数制御が可能であるので、利用者に快適な加速フィーリングを与えることができる。
【0106】
第４モードにおける回転電機２００による加速が終了して（Ｐ４０２）、時速６０キロメートルに達すると、回転電機２００は回転数を低下させる（Ｐ４０３）。一方、内燃機関１００は回転数を上昇させる（Ｐ４０５）。ただ、加速は既に回転電機２００により終了しているので、内燃機関１００の回転数増加に伴う負荷は小さい。そして、内燃機関１００の回転増加に伴い従動プーリー４１０の回転数も増加する（Ｐ４０６）。第３モードの時点から遠心クラッチシュー４１１は遠心クラッチロータ４２０とかみ合っているので、従動プーリー４１０の回転数上昇に伴い、遠心クラッチロータ４２０の回転数も増加する（Ｐ４０７）。
【0107】
第４モードから第３モードへの切り替わりは、遊星ギヤ５０４の回転に必要な駆動力が回転電機２００から内燃機関１００に置き換わることを意味している。従って、第４モードから第３モードの切り替わっても遊星ギヤ５０４の回転数は一定である（Ｐ４０８）。また、切り替わりの間、回転電機２００は遠心クラッチロータ４２０の回転に影響を及ぼさないように徐々に回転数を落とし（Ｐ４０３）、影響がなくなった時点で停止する（Ｐ４０４）。これは、第２モードから第３モードに切り替わる際の制御と同様である。
【0108】
二輪車１０の加速の形態としては、第３モードでの時速５０キロメートルの定常走行から、第４モードで時速６０キロメートルの加速走行に移り、加速後時速５０キロメートルでの第３モードの定常走行に復帰する形態もある。この場合には内燃機関１００は時速５０キロメートルに対応する一定の回転数を維持している。回転電機２００の第２方向の回転により、駆動軸１３０の回転数を上昇させ、時速６０キロメートルに到達させる（Ｐ４０２）。その後加速の必要がなくなれば、回転電機２００は回転数を低下させ（Ｐ４０３）、時速５０キロメートルに復帰した時点で回転電機２００の回転は終了する（Ｐ４０４）。
【0109】
但し、二輪車１０の加速は回転電機２００のみで行う必要は無い。アクセル開度から得られる運転者の加速度ニーズに応じて、回転電機２００のみで行う加速と、回転電機２００と内燃機関１００とを組み合わせて行う加速とを使い分けても良い。回転電機２００と内燃機関１００とを組み合わせて行う加速の方が、より鋭い加速となる。図１８においてＰ３０４及びＰ４０１では内燃機関１００の回転数を一定としているが、第４モードで内燃機関１００による加速を行う際には、Ｐ３０４及びＰ４０１における回転数は増加する。
【0110】
図１９に内燃機関１００と回転電機２００の双方を用いて加速を行う際の、内燃機関１００等各機器の回転状況を示す。この場合には、回転電機２００を第２方向に回転させる（Ｐ３０１）と同時に内燃機関１００も回転数を増加させる（Ｐ３１０）。この内燃機関１００の回転数上昇に伴い、従動プーリー４１０の回転数も上昇し（Ｐ３１１）、遠心クラッチロータ４２０の回転数も上昇する（Ｐ３１２）。従って、遊星ギヤ５０４の回転数は、回転電機２００のみの加速に比べてより早くなる（Ｐ３１３）。その結果、駆動軸１３０の回転数も回転電機２００のみの加速に比べてより早くなり（Ｐ３１４）、二輪車１０はより早く加速される。
【0111】
回転電機２００の加速を終了させるための、第４モードから第３モードへの切り替えは図１８の例と同様である。回転電機２００の回転数を低下させ（Ｐ４０３）、内燃機関１００の回転数を上昇させる（Ｐ４０３）。この間の駆動軸１３０の回転数は一定となる（Ｐ４１０）。駆動力の切り替えが終了した時点で回転電機２００の回転を終了する（Ｐ４０４） 二輪車１０を停止させるには、二輪車１０のブレーキを利用する。第１モードでブレーキがかけられたときは、第１ワンウェイクラッチ６１０が固定側となる。そのため、遠心クラッチロータ４２０と共回り状態を維持したまま回転電機２００も減速する。二輪車１０の減速を進めるため、回転電機２００にブレーキ（回生）制御をしても良い。第２モード及び第４モードの走行時にブレーキを掛けると、制御装置２５０は回転電機２００への通電を停止する。その為、遠心クラッチロータ４２０の第１方向の回転と駆動軸１３０の第１方向の回転を比較すると、駆動軸１３０の回転の方が相対的に早くなる。従って、第１ワンウェイクラッチ６１０はフリーの状態となり、回転電機２００側に駆動軸１３０からの回転が伝達されることはない。
【0112】
第３モードでは、回転電機２００を利用していないので、ブレーキを掛けても、回転電機２００は停止した状態が維持される。但し、第３モードにおいても、回転電機２００によるブレーキを利用する場合もあり得る。例えば、駆動輪１２０側のトルク変動が大きく、永久磁石２１２による回転抑制トルクではロータ２１０の保持が賄えないような場合である。この場合には、制御装置２５０は回転電機２００を第２方向に向かう弱駆動状態とする。
【0113】
なお、上述の説明は二輪車１０の通常想定される使用方法であるが、各モードには他の使用方法もある。例えば、バッテリ３５１の残量に余裕がなく第１モードでの発進が難しい場合は、内燃機関１００により二輪車１０を発進させることとする。二輪車１０の停止状態のように駆動輪１２０の回転数が遠心クラッチロータ４２０の回転数より低い状態では、第１ワンウェイクラッチ６１０は固定状態となる。その為、内燃機関１００の駆動力は、従動プーリー４１０から遠心クラッチロータ４２０を介して駆動輪１２０に伝達される。
【0114】
この場合は、内燃機関１００で発進し、そのまま第３モードを維持することとなる。但し、バッテリ３５１の残量に応じ、内燃機関１００での発進後、第２モードでの回転電機２００走行を介して、第３モードでの内燃機関１００の定常走行としても良い。また、内燃機関１００での発進後、第４モードの加速を行うようにしても良い。
【0115】
以上説明したように、本開示によれば二輪車１０をエネルギー効率良く駆動することができる。まず、第１モードで回転電機２００のみにより二輪車１０を始動させる。この際、回転電機２００は始動トルクが大きいので二輪車１０をスムーズに発進させることができる。次いで、第２モードで、二輪車１０の加速を行う。この際も、回転電機２００のみの駆動力で二輪車１０が加速し、内燃機関１００を用いることはない。
【0116】
二輪車１０が所定の定常走行となってから、第３モードに移行する。そのため、内燃機関１００を最も効率の良い運転状態とすることが可能である。かつ、二輪車１０は定常運転となっているので、駆動軸１３０の必要トルクが安定し、トルク変動は少なくなっている。その為、上述の通り、第２モードから第３モードへの切り替え時にリングギヤ５０２に遠心クラッチロータ４２０（遊星キャリア５０３）から加わるトルク変動を少なくすることが出来る。従って、回転電機２００のブレーキ（回生）制御や、非通電での永久磁石２１２による回転抑制トルクにより、遊星歯車機構５００のリングギヤ５０２を非回転とすることが可能である。
【0117】
リングギヤ５０２を非回転とする結果、ロータ２１０即ち回転電機２００の回転も行わない。これにより、回転電機２００の非通電時に回転電機２００を停止させることが可能となる。その結果、非通電時の回転に伴う回転電機２００の磁気フリクションロスも無くすことが可能となっている。
【0118】
二輪車１０を更に加速するためには、第４モードに切り替える。この第４モードは、内燃機関１００を最適効率で運転している状態で、回転電機２００の駆動力をアシスト力として追加するものである。即ち、内燃機関１００は最も効率よく運転でき燃費の向上が図れる。かつ、必要に応じて加速ができるので、運転フィーリングも損なわれない。
【0119】
次に、本開示の変形例を図１４に基づいて説明する。上述の実施態様と同様の構成には同様の符号を付している。図１４図示実施例では、ワンウェイクラッチ機構６００の第２ワンウェイクラッチ６２０と固定カバー１５０との間にアクチュエータ７００を配している。図１４に示すように、アクチュエータ７００は駆動輪１２０の軸線に対して直交となる方向に配置されている。
【0120】
アクチュエータ７００は、図１５に示すように、通電により励磁するコイル７０４と、このコイル７０４の磁気回路を構成するステータコア７０２と、ステータコア７０２と磁気ギャップを介して対向するムービングコア７０３とを備えている。図１５の例ではムービングコア７０３が係止部材７０１を兼ねており、ムービングコア７０３の移動は係止部材７０１に伝達される。
【0121】
また、第２ワンウェイクラッチ６２０には、係止部材７０１と係合する係合部６４０が形成されている。図１４はアクチュエータ７００の係止部材７０１が飛び出して、係合部６４０と係合している固定状態を示している。この状態では第２ワンウェイクラッチ６２０の外周リング６３１は固定カバー１５０に固定されている。また、この状態ではアクチュエータ７００のコイルには通電されていない。アクチュエータ７００の係止部材７０１の飛び出しは、アクチュエータバネ７０５の押圧力を利用している。
【0122】
アクチュエータ７００のコイル７０４に通電されると、磁気ギャップに吸引力が発生し、アクチュエータバネ７０５の圧縮力に抗してムービングコア７０３を移動させる。図１５の状態はコイル７０４の非通電時であり、コイル７０４に通電するとムービングコア７０３は図中左方向に変移する。このムービングコア７０３の移動は係止部材７０１に伝達されて、係止部材７０１を係合部６４０から吸引し離脱状態とする。
【0123】
アクチュエータ７００の係止部材７０１が飛び出して係合部６４０と係合している図１４図示の状態では、上述の実施例と同様で、第２ワンウェイクラッチ６２０は固定カバー１５０に固定されている。従って、上述の第１モードから第４モードを達成することができる。
【0124】
変形例では、新たに第５モードを得ることができる。即ち、アクチュエータ７００のコイル７０４を励磁させて、係止部材７０１（ムービングコア７０３）を吸引し係合部６４０から離脱させた状態とする。これにより、第２ワンウェイクラッチ６２０をフリーにすることで、第５モードを追加することができる。第５モードでは、第２ワンウェイクラッチ６２０がフリーであるので、遠心クラッチロータ４２０を第２方向に回転させることが可能である。そのため、駆動輪１２０も第２方向に回転するのが許容される。その結果、内燃機関１００や回転電機２００が停止している状態で、二輪車１０を人力で後方に移動させることができる。
【0125】
他の変形例を図１６に示す。図１６の変形例はロータアクチュエータ７５０を用いている。このロータアクチュエータ７５０も固定カバー１５０に取り付けられており、駆動輪１２０の軸線に対して直交となる方向に配置されている。ロータアクチュエータ７５０も、図１７に示すように、通電により励磁するコイル７５４と、このコイル７５４の磁気回路を構成するステータコア７５２と、ステータコア７５２と磁気ギャップを介して対向するムービングコア７５３とを備えている。ただ、ロータアクチュエータ７５０では、アクチュエータバネ７５５の配置がアクチュエータ７００とは逆になっている。その為、コイル７５４の非通電時には、係合部材７５１を固定カバー１５０側に変位させており、ロータ２１０は固定カバー１５０に対してフリーとなっている。
【0126】
ロータアクチュエータ７５０は、コイル７５４の通電時にムービングコア７５３が図１７の右方向に変移する。即ち、コイル７５４の通電時に係合部材７５１が飛び出る構造となっており、ロータ２１０に形成された係合部２１９と係合する。係合部材７５１と係合部２１９の係合方向は、ロータ２１０の回転に対して直交する方向であるため、ロータアクチュエータ７５０に必要とされる磁力は小さくてすむ。従って、ロータアクチュエータ７５０の消費電力も小さくすることが可能である。
【0127】
ロータアクチュエータ７５０は、通常係合部材７５１を引き込めており、ロータ２１０の係合部２１９とは係合していない。そのため、ロータ２１０の回転は自由であり、上述の第１モードないし第４モードを実現できる。ロータアクチュエータ７５０に通電されて、ロータ２１０の係合部２１９と係合するのは、第３モードである。
【0128】
第３モードは、上述の通り、永久磁石２１２による回転抑制トルクを用いてロータ２１０の回転は停止している。本開示は、特別なアクチュエータを用いてロータ２１０の回転を停止させるものではない。ただ、第３モードのロータ２１０の回転停止状態をより確実とするために、補助的にロータアクチュエータ７５０を用いることまで、本開示は除外するものでもない。
【0129】
以上の例では、内燃機関１００と回転電機２００を用いたハイブリッド駆動装置１として説明したが、本開示は、内燃機関１００と遠心クラッチ機構４００とを備える動力装置に後付けで組み込む補助動力装置としてもよい。即ち、内燃機関１００、駆動プーリー１０５、ベルト１０６、従動プーリー４１０や、ファイナルギヤ１４０及び駆動軸１３０を備えている二輪車１０に、補助動力装置として後付けすることとなる。
【0130】
後付けとして必要となるのは、駆動軸１３０の延長と、遠心クラッチ機構４００の遠心クラッチロータ４２０及び固定カバー１５０の変更がある。また、後付け部品として追加となるのは、回転電機２００及び制御装置２５０がある。かつ、遊星歯車機構５００とワンウェイクラッチ機構６００も追加となる。また、制御装置２５０と回転電機２００との間の配線も追加となる。
【0131】
なお、上述の例は本開示の望ましい例ではあるが、本開示は上記の例に限定されない。各部の材質や大きさは、適宜変更可能である。上述の例では、リングギヤ５０２をロータ２１０に固定したが、リングギヤ５０２をロータ２１０に形成するようにしても良い。逆に、上述の例では遊星キャリア５０３を遠心クラッチロータ４２０に一体形成したが、遊星キャリア５０３を別体に形成して、遠心クラッチロータ４２０に固定しても良い。
【0132】
また、上述の例では、ステータ２２０をロータ２１０の内周に配置していたが、逆にロータ２１０をステータ２２０の内周に配置しても良い。バッテリ３５１の電圧も、例えば、４８ボルトの高電圧としても良く、例えば、１２ボルトの低電圧としても良い。かつ、高電圧と低電圧との２種類のバッテリ３５１を用いても良い。
【0133】
また、上述の例では、ハイブリッド駆動装置や補助動力装置を二輪車１０に用いる例を示したが、本開示のハイブリッド駆動装置や補助動力装置の用途は二輪車１０に限らない。例えば、モータボート、スノーモービル、トラクター等の他の機器にも用いることはできる。従って、駆動輪１２０は駆動部の一例であり、タイヤ以外の駆動部にも本開示は適用できる。
【符号の説明】
【0134】
１０ 二輪車
１００ 内燃機関
１５０ 制御装置
２００ 回転電機
２５０ 制御装置
３００ 第２回転電機
４００ 遠心クラッチ機構
５００ 遊星歯車機構
６００ ワンウェイクラッチ機構
１００ 内燃機関
１５０ 制御装置
２００ 回転電機
２５０ 制御装置
３００ 第２回転電機
４００ 遠心クラッチ機構
５００ 遊星歯車機構
６００ ワンウェイクラッチ機構
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】