JP2000092611A - Hybrid driving device - Google Patents
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
- B60K6/54—Transmission for changing ratio
- B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ガソリンエンジ
ンやディーゼルエンジンなどの内燃機関とモータやモー
タ・ジェネレータなどの電力によって動作してトルクを
出力する電動機とを動力源として備えたハイブリッド駆
動装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid drive system including, as a power source, an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and an electric motor such as a motor or a motor generator that operates by electric power and outputs torque. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】車両の燃費の向上および内燃機関から生
じる排ガス量の低減ならびにその浄化のために、車両の
駆動装置としてハイブリッド形式のものが使用されるよ
うになってきている。これは、内燃機関のほかに排ガス
の生じない動力装置例えば電動機を駆動源として採用
し、これらの動力装置から出力されるトルクを選択的に
駆動輪に伝達し、もしくは各動力装置の出力トルクを合
成して駆動輪に出力するように構成されている。2. Description of the Related Art In order to improve fuel efficiency of a vehicle, reduce the amount of exhaust gas generated from an internal combustion engine, and purify the exhaust gas, a hybrid type drive device has been used as a vehicle drive device. This uses a power device that does not generate exhaust gas, such as an electric motor, as a drive source in addition to the internal combustion engine, and selectively transmits torque output from these power devices to drive wheels, or reduces the output torque of each power device. It is configured to combine and output to driving wheels.
【０００３】各動力装置の出力トルクを選択的にもしく
は合成して出力する装置として遊星歯車機構を主体とし
て構成された装置が、従来、知られている。周知のよう
に遊星歯車機構は、３つの回転要素を有し、それらのい
ずれかを入力要素、他の１つを出力要素、更に他の１つ
を固定要素とすることにより、増速もしくは減速作用を
おこない、またいずれか２つの要素を連結することによ
り全体が一体化されて入力をそのまま出力する。このよ
うな遊星歯車機構の機能を利用し、２つの動力装置を遊
星歯車機構の互いに異なる回転要素に連結し、更に他の
１つの回転要素を出力軸などの出力部材に連結すること
により、エンジン出力トルクを電動機によって増幅して
出力し、また電動機の回転数（トルク）を適宜に制御す
ることにより、出力トルク（出力回転数）をゼロにして
停止状態を維持することができる。[0003] As a device for selectively or combining and outputting the output torque of each power unit, a device mainly composed of a planetary gear mechanism is conventionally known. As is well known, a planetary gear mechanism has three rotating elements, one of which is an input element, the other one is an output element, and the other one is a fixed element, thereby increasing or decreasing the speed. By performing an action and connecting any two elements, the whole is integrated and the input is output as it is. By utilizing the function of such a planetary gear mechanism, the two power units are connected to different rotating elements of the planetary gear mechanism, and the other one rotating element is connected to an output member such as an output shaft, so that the engine By amplifying and outputting the output torque by the motor and appropriately controlling the rotation speed (torque) of the motor, the output torque (output rotation speed) can be reduced to zero and the stopped state can be maintained.
【０００４】その一例が、特開平９−３７４１１号公報
に記載されている。この公報には、ダブルピニオン型遊
星歯車機構を使用してエンジントルクおよびモータトル
クを合成・分配するように構成した装置が記載されてい
る。具体的には、ダブルピニオン型遊星歯車機構のサン
ギヤにモータ・ジェネレータが連結され、またキャリヤ
にエンジンが入力クラッチを介して連結され、そのキャ
リヤがブレーキによって選択的に固定されるようになっ
ている。そしてリングギヤに出力軸が連結されるととも
に、遊星歯車機構の全体を一体化するための一体化クラ
ッチが、キャリヤとサンギヤとの間に配置されている。One example is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-37411. This publication describes an apparatus configured to combine and distribute engine torque and motor torque using a double pinion type planetary gear mechanism. Specifically, a motor generator is connected to a sun gear of a double pinion type planetary gear mechanism, and an engine is connected to a carrier via an input clutch, and the carrier is selectively fixed by a brake. . An output shaft is connected to the ring gear, and an integrated clutch for integrating the entire planetary gear mechanism is disposed between the carrier and the sun gear.
【０００５】したがって上記の公報に記載された装置で
は、入力クラッチを係合させてエンジンの出力トルクを
キャリヤに入力し、その状態でモータ・ジェネレータを
正回転もしくは逆回転させれば、キャリヤに入力された
トルクが増幅させられてリングギヤから出力される。ま
た、エンジンを回転させたままの状態で、モータ・ジェ
ネレータの回転数（トルク）を適宜に制御すれば、リン
グギヤの回転が止まり、出力軸にトルクが出力されなく
なる。このように、上記従来の装置では、エンジントル
クを増幅してリングギヤから出力することができ、また
エンジンを回転させたままであっても、リングギヤから
の出力を止めることができるので、従来の自動変速機に
組み込まれている流体式のトルクコンバータと同様に機
能させることができる。Therefore, in the apparatus described in the above publication, the input torque is input to the carrier by engaging the input clutch and inputting the output torque of the engine to the carrier. The generated torque is amplified and output from the ring gear. Also, if the rotation speed (torque) of the motor / generator is appropriately controlled while the engine is running, the rotation of the ring gear stops, and the torque is not output to the output shaft. As described above, in the conventional device, the engine torque can be amplified and output from the ring gear, and the output from the ring gear can be stopped even when the engine is running. It can function in the same way as a hydraulic torque converter built into a machine.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】一般に、ハイブリッド
駆動装置におけるトルクの合成・分配機構は、内燃機関
と電動機（モータ・ジェネレータ）との両方の駆動装置
を出力部材に連結するものであるから、トルク合成・分
配機構に対するこれらの駆動装置の連結状態あるいはク
ラッチ手段の係合状態によっては、各駆動装置が相互に
連結された状態となる。そして、各駆動装置の間でトル
クを伝達することが可能な場合がある。Generally, a torque combining / distributing mechanism in a hybrid drive unit connects both drive units of an internal combustion engine and an electric motor (motor / generator) to an output member. Depending on the connection state of these drive units to the combining / distributing mechanism or the engagement state of the clutch means, the drive units are connected to each other. In some cases, torque can be transmitted between the driving devices.
【０００７】しかしながら、上述した従来のハイブリッ
ド装置では、モータ・ジェネレータがダブルピニオン型
遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつエンジンがそ
の遊星歯車機構のキャリヤに連結されているが、モータ
・ジェネレータからエンジンに対して充分にトルクを伝
達することができない場合がある。すなわち、車両が停
止している状態では、出力軸と一体のリングギヤが停止
し、特にトルクが掛かっていず、この状態でモータ・ジ
ェネレータを駆動してサンギヤにトルクを入力すると、
リングギヤにトルクが抜けてしまい、キャリヤを回転さ
せるトルクすなわちエンジンに対するトルクがゼロもし
くは小さくなってしまう。そのため、上述した従来の装
置では、モータ・ジェネレータによってエンジンを回転
させることができないので、エンジンを始動するために
は、ハイブリッド車以外の一般的な車両と同様に、スタ
ータモータによってエンジンを回転させる必要がある。However, in the above-described conventional hybrid apparatus, the motor generator is connected to the sun gear of the double pinion type planetary gear mechanism and the engine is connected to the carrier of the planetary gear mechanism. May not be able to transmit sufficient torque to the motor. That is, in a state where the vehicle is stopped, the ring gear integrated with the output shaft is stopped, and in particular, no torque is applied. In this state, when the motor / generator is driven to input torque to the sun gear,
The torque is released to the ring gear, and the torque for rotating the carrier, that is, the torque for the engine is reduced to zero or small. For this reason, in the above-described conventional apparatus, the engine cannot be rotated by the motor generator, and therefore, in order to start the engine, it is necessary to rotate the engine by the starter motor as in a general vehicle other than a hybrid vehicle. There is.
【０００８】このように上記従来のハイブリッド装置で
は、モータ・ジェネレータを備えているのも関わらず、
エンジンの始動のための電動機を更に設ける必要があ
り、その結果、車両に搭載する部品数が多くなって小型
軽量化の要請を阻害する可能性があった。[0008] As described above, in the above-described conventional hybrid device, although the motor-generator is provided,
It is necessary to further provide an electric motor for starting the engine, and as a result, the number of components mounted on the vehicle is increased, which may obstruct the demand for reduction in size and weight.
【０００９】この発明は、上記の事情に鑑みてなされた
ものであり、スタータモータを廃止して小型軽量化を図
ることのできるハイブリッド駆動装置を提供することを
目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a hybrid drive device capable of reducing the size and weight by eliminating the starter motor.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段およびその作用】請求項１
の発明は、上記の目的を達成するために、ダブルピニオ
ン型遊星歯車機構のサンギヤに電動機が連結されるとと
もに、その遊星歯車機構のキャリヤに内燃機関が連結さ
れ、さらにその遊星歯車機構のリングギヤに出力部材が
連結され、前記サンギヤとキャリヤとリングギヤとのう
ちの少なくとも２つの部材を互いに一体的に連結して前
記遊星歯車機構を一体化する一体化クラッチ手段と、前
記キャリヤの回転を選択的に止める第１のブレーキ手段
とを有するハイブリッド駆動装置において、前記リング
ギヤの回転を選択的に止める第２のブレーキ手段が設け
られていることを特徴とするものである。Means for Solving the Problems and Their Functions
According to the invention, in order to achieve the above object, an electric motor is connected to a sun gear of a double pinion type planetary gear mechanism, an internal combustion engine is connected to a carrier of the planetary gear mechanism, and further to a ring gear of the planetary gear mechanism. An output member is connected, and at least two members of the sun gear, the carrier, and the ring gear are integrally connected to each other to integrate the planetary gear mechanism, and selectively rotates the carrier. A hybrid drive device having first brake means for stopping, wherein a second brake means for selectively stopping the rotation of the ring gear is provided.
【００１１】したがって、請求項１の発明によれば、第
２のブレーキ手段を係合させることによりリングギヤが
固定され、電動機を駆動してサンギヤにトルクを入力す
れば、キャリヤがサンギヤとは反対方向に回転する。電
動機は、その回転方向を電気的に制御できるので、内燃
機関の回転方向とは反対方向にサンギヤが回転するよう
に電動機を駆動することにより、キャリヤに連結されて
いる内燃機関が正回転させられる。したがってこれと同
時に内燃機関に対する燃料の供給および必要に応じて点
火をおこなえば、内燃機関を始動することができる。Therefore, according to the first aspect of the present invention, the ring gear is fixed by engaging the second brake means, and if the electric motor is driven to input torque to the sun gear, the carrier moves in the opposite direction to the sun gear. To rotate. Since the electric motor can electrically control its rotation direction, by driving the electric motor so that the sun gear rotates in the direction opposite to the rotation direction of the internal combustion engine, the internal combustion engine connected to the carrier is rotated forward. . Therefore, at the same time, if the fuel is supplied to the internal combustion engine and the ignition is performed as necessary, the internal combustion engine can be started.
【００１２】また、一体化クラッチ手段と各ブレーキ手
段とを解放した状態で、内燃機関と電動機とを駆動すれ
ば、前記遊星歯車機構によってトルクコンバータとして
の機能が得られる。すなわち内燃機関からキャリヤに正
回転方向のトルクを入力した状態で、電動機によってサ
ンギヤに正回転方向もしくは逆回転方向のトルクを与え
ると、出力部材であるリングギヤには、サンギヤに入力
されるトルクに応じたトルクが生じる。具体的には、サ
ンギヤを遊星歯車機構のギヤ比に基づく所定の回転数で
逆回転させると、リングギヤが停止する。その状態から
サンギヤに対する正回転方向のトルクを次第に増大させ
ると、リングギヤが正回転するとともに、そのトルク
が、内燃機関の出力トルクを遊星歯車機構のギヤ比に応
じて増大させたトルクとなる。その結果、遊星歯車機構
がトルクコンバータとして機能する。If the internal combustion engine and the electric motor are driven in a state where the integrated clutch means and each brake means are released, a function as a torque converter can be obtained by the planetary gear mechanism. That is, when torque in the forward rotation direction or in the reverse rotation direction is applied to the sun gear by the electric motor in a state where the torque in the forward rotation direction is input to the carrier from the internal combustion engine, the ring gear serving as the output member responds to the torque input to the sun gear. Torque occurs. Specifically, when the sun gear is reversely rotated at a predetermined rotation speed based on the gear ratio of the planetary gear mechanism, the ring gear stops. If the torque in the forward rotation direction with respect to the sun gear is gradually increased from this state, the ring gear rotates forward and the torque becomes the torque that increases the output torque of the internal combustion engine in accordance with the gear ratio of the planetary gear mechanism. As a result, the planetary gear mechanism functions as a torque converter.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】つぎに、この発明をより具体的に
説明する。図１はこの発明に係るハイブリッド駆動装置
の一例を示す模式図であって、内燃機関１と電動機２と
が、トルクの合成・分配機構を構成しているダブルピニ
オン型遊星歯車機構３に連結されている。その内燃機関
１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの供
給された燃料を燃焼させて動力を出力する動力装置であ
り、外力によって強制的に回転させて始動する構成のも
のである。また、電動機２は、要は、電力が供給されて
回転することにより動力を出力するものであり、発電機
能をも備えたモータ・ジェネレータを使用するもでき
る。Next, the present invention will be described more specifically. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a hybrid drive device according to the present invention, in which an internal combustion engine 1 and an electric motor 2 are connected to a double pinion type planetary gear mechanism 3 constituting a torque combining / distributing mechanism. ing. The internal combustion engine 1 is a power unit that outputs power by burning supplied fuel such as a gasoline engine or a diesel engine, and is configured to start by being forcedly rotated by an external force. The motor 2 outputs power by rotating when supplied with electric power, and a motor-generator having a power generation function can also be used.
【００１４】ダブルピニオン型遊星歯車機構３は、サン
ギヤ（Ｓ）４と、リングギヤ（Ｒ）５とキャリヤ（Ｃ）
６とを回転要素する周知の構成のものであり、外歯歯車
であるサンギヤ４と同心円上に、内歯歯車であるリング
ギヤ５が配置され、そのサンギヤ４に噛合したピニオン
ギヤとこのピニオンギヤおよびリングギヤに噛合した他
のピニオンギヤとが、キャリヤ６によって自転および公
転自在に保持されている。この遊星歯車機構３における
キャリヤ６に内燃機関（以下、エンジンと記す）１の出
力軸（具体的にはクランクシャフト）が直接的に連結さ
れている。また、サンギヤ４に電動機（以下、モータ・
ジェネレータと記す）２のロータ２ｒが直接的に連結さ
れている。The double pinion type planetary gear mechanism 3 includes a sun gear (S) 4, a ring gear (R) 5, and a carrier (C).
And a ring gear 5 serving as an internal gear is arranged on a concentric circle with a sun gear 4 serving as an external gear. The other meshed pinion gear is held by the carrier 6 so that it can rotate and revolve. An output shaft (specifically, a crankshaft) of an internal combustion engine (hereinafter, referred to as an engine) 1 is directly connected to a carrier 6 of the planetary gear mechanism 3. In addition, an electric motor (hereinafter referred to as a motor
The generator 2) is directly connected to two rotors 2r.
【００１５】上記の遊星歯車機構３における２つの回転
部材、具体的にはサンギヤ４とキャリヤ６との間には、
これらを連結して遊星歯車機構３の全体を一体化させる
クラッチＣ1 が設けられている。また、キャリヤ６とケ
ーシング７との間には、キャリヤ６を選択的に固定する
第１ブレーキＢ1 が設けられている。さらに、リングギ
ヤ５とケーシング７との間にはリングギヤ５を選択的に
固定する第２ブレーキＢ2 が設けられている。The two rotating members in the planetary gear mechanism 3, specifically, between the sun gear 4 and the carrier 6,
A clutch C1 is provided for connecting these components to make the entire planetary gear mechanism 3 integral. Further, a first brake B1 for selectively fixing the carrier 6 is provided between the carrier 6 and the casing 7. Further, a second brake B2 for selectively fixing the ring gear 5 is provided between the ring gear 5 and the casing 7.
【００１６】上記のリングギヤ５は出力要素となってお
り、このリングギヤ５が出力部材としての変速機８の入
力軸９に連結されている。ここで、図１に示す変速機８
は、一例としてベルト式の無段変速機であって、溝幅を
変更可能な駆動プーリ１０と従動プーリ１１とにベルト
（図示せず）が巻き掛けられており、それらのプーリ１
０，１１の溝幅を変更することにより、ベルトの巻き掛
け半径を変更して変速比を連続的に変化させるように構
成されている。その従動プーリ１１がカウンタギヤ対１
２およびカウンタシャフト１３を介して出力ギヤ１４に
連結されている。The ring gear 5 is an output element, and the ring gear 5 is connected to an input shaft 9 of a transmission 8 as an output member. Here, the transmission 8 shown in FIG.
Is a belt-type continuously variable transmission as an example, in which a belt (not shown) is wound around a drive pulley 10 and a driven pulley 11 whose groove width can be changed.
By changing the groove widths 0 and 11, the belt winding radius is changed to continuously change the gear ratio. The driven pulley 11 is a counter gear pair 1
2 and an output gear 14 via a counter shaft 13.
【００１７】つぎに上述したハイブリッド装置の作用に
ついて説明する。この発明に係る上述した装置では、ク
ラッチＣ1 および各ブレーキＢ1 ，Ｂ2 の係合状態に応
じて各種の運転モードが可能であって、これを表に示せ
ば図２のとおりである。なお、図２において、×印は解
放状態を示し、また○印は係合状態を示す。以下、各運
転モードについて説明する。Next, the operation of the above-described hybrid device will be described. In the above-described device according to the present invention, various operation modes are possible in accordance with the engagement states of the clutch C1 and the brakes B1, B2, which are shown in the table as shown in FIG. In FIG. 2, a mark “x” indicates a released state, and a mark “○” indicates an engaged state. Hereinafter, each operation mode will be described.
【００１８】先ず、エンジンの始動モードについて説明
する。このモードは、車両の停止状態でエンジン１を始
動するモードであって、摩擦係合装置の係合・解放状態
としては、第２ブレーキＢ2 のみを係合した状態とす
る。すなわち遊星歯車機構３におけるリングギヤ５をケ
ーシング７に対して固定しておく。この状態でエンジン
１を始動する回転方向とは反対方向にモータ・ジェネレ
ータ２を駆動してサンギヤ４を逆回転させると、リング
ギヤ５が固定されていることにより、キャリヤ６が正回
転する。すなわちキャリヤ６に連結されたエンジン１が
正回転させられるので、同時に燃料の供給を開始し、ま
たガソリンエンジンであれば点火をおこなうことによ
り、エンジン１が始動する。First, the start mode of the engine will be described. This mode is a mode in which the engine 1 is started while the vehicle is stopped, and the engagement / release state of the friction engagement device is a state in which only the second brake B2 is engaged. That is, the ring gear 5 in the planetary gear mechanism 3 is fixed to the casing 7. In this state, when the motor / generator 2 is driven in the direction opposite to the rotation direction in which the engine 1 starts to rotate the sun gear 4 in the reverse direction, the carrier 6 rotates forward because the ring gear 5 is fixed. That is, since the engine 1 connected to the carrier 6 is rotated forward, the supply of fuel is started at the same time, and in the case of a gasoline engine, the engine 1 is started by igniting.
【００１９】つぎに前進走行時のＥＴＣモードについて
説明する。このＥＴＣモードは、上述した装置をトルク
コンバータとして機能させるモードであり、上記のクラ
ッチＣ1 およびブレーキＢ1 ，Ｂ2 を解放する。このモ
ードでは、エンジン１を例えば最も効率の良い状態で運
転し、これに対してモータ・ジェネレータ２は、リング
ギヤ５に生じるトルクが走行の要求に沿うものとなるよ
うに駆動する。この状態を示す共線図は、例えば図３の
とおりであり、エンジン１が駆動していることによりキ
ャリヤ６に正のトルクが生じており、これに対して車両
を走行させるための負荷によりリングギヤ５には負のト
ルクが作用しており、さらにサンギヤ４にはモータ・ジ
ェネレータ２の出力するトルクが作用している。この状
態でモータ・ジェネレータ２を逆回転させれば、リング
ギヤ５の回転数が低下し、モータ・ジェネレータ２の回
転数によっては、図３に実線で示してあるように、リン
グギヤ５の回転数がゼロになり、車両が停止した状態と
なる。すなわち、エンジン１を駆動しつつ車両を停止状
態に維持することができる。Next, the ETC mode during forward running will be described. This ETC mode is a mode in which the above-described device functions as a torque converter, and releases the clutch C1 and the brakes B1, B2. In this mode, the engine 1 is operated, for example, in the most efficient state, while the motor / generator 2 is driven such that the torque generated in the ring gear 5 conforms to the traveling demand. An alignment chart showing this state is, for example, as shown in FIG. 3, in which a positive torque is generated in the carrier 6 due to the driving of the engine 1, and a ring gear is generated by the load for running the vehicle. 5, a negative torque acts on the sun gear 4, and a torque output from the motor generator 2 acts on the sun gear 4. If the motor / generator 2 is rotated in the reverse direction in this state, the number of rotations of the ring gear 5 decreases, and depending on the number of rotations of the motor / generator 2, as shown by the solid line in FIG. It becomes zero and the vehicle is in a stopped state. That is, the vehicle can be maintained in a stopped state while driving the engine 1.
【００２０】また、図３に実線で示す状態からモータ・
ジェネレータ２の正方向の出力トルクを増大させてその
回転数を正回転方向に増大させると（逆回転方向の回転
数を減少させると）、エンジン１およびこれと一体のキ
ャリヤ６の回転数が一定に維持されているので、図３に
破線で示すように、出力要素であるリングギヤ５が正方
向に回転する。そしてそのトルクは、入力したトルク
を、遊星歯車機構３のギヤ比（サンギヤの歯数とリング
ギヤの歯数との比）ρに応じて増幅させたトルクとな
る。すなわちトルクの増幅作用が生じる。言い換えれ
ば、モータ・ジェネレータ２によるアシスト作用が生じ
る。In addition, the motor is moved from the state shown by the solid line in FIG.
When the output torque in the forward direction of the generator 2 is increased to increase its rotation speed in the forward rotation direction (decrease in the rotation speed in the reverse rotation direction), the rotation speed of the engine 1 and the carrier 6 integral therewith are constant. , The ring gear 5, which is the output element, rotates in the forward direction as shown by the broken line in FIG. Then, the torque becomes a torque obtained by amplifying the input torque in accordance with the gear ratio (ratio between the number of teeth of the sun gear and the number of teeth of the ring gear) ρ of the planetary gear mechanism 3. That is, a torque amplifying action occurs. In other words, the assisting action by the motor / generator 2 occurs.
【００２１】さらに、モータモードについて説明する。
このモードは、エンジン１を停止してモータのみによっ
て走行するモードであって、第１ブレーキＢ1 のみを係
合させ、その状態でモータ・ジェネレータ２を駆動す
る。したがってモータ・ジェネレータ２を正回転させる
と、キャリヤ６が固定されていることにより、リングギ
ヤ５がサンギヤ４より低回転数で正回転し、モータ・ジ
ェネレータ２の出力トルクが増幅させられてリングギヤ
５から変速機８に出力される。なお、このようにキャリ
ヤ６を固定している状態では、サンギヤ４とリングギヤ
５との回転方向が同じになるので、モータ・ジェネレー
タ２を逆回転させれば、リングギヤ５が逆回転して後進
走行（Ｒｅｖ）モードになる。なお、その後進時の出力
トルクは、遊星歯車機構３のギヤ比ρに応じて増幅され
た大きいトルクとなる。Next, the motor mode will be described.
In this mode, the engine 1 is stopped and the vehicle runs only by the motor. In this mode, only the first brake B1 is engaged, and the motor generator 2 is driven in this state. Therefore, when the motor / generator 2 is rotated forward, the ring gear 5 rotates forward at a lower rotational speed than the sun gear 4 because the carrier 6 is fixed, and the output torque of the motor / generator 2 is amplified and Output to the transmission 8. When the carrier 6 is fixed in this manner, the rotation directions of the sun gear 4 and the ring gear 5 are the same. Therefore, if the motor / generator 2 is rotated in the reverse direction, the ring gear 5 rotates in the reverse direction to travel backward. (Rev) mode. Note that the output torque at the time of reversing is a large torque amplified according to the gear ratio ρ of the planetary gear mechanism 3.
【００２２】そして、エンジン・モータ（Ｅｎｇ＋モー
タ）モードについて説明する。このモードは、いわゆる
直結走行モードであって、一体化クラッチＣ1 を係合さ
せてサンギヤ４とキャリヤ６とを連結することにより、
遊星歯車機構３の全体を一体化する。この状態でエンジ
ン１およびモータ・ジェネレータ２を同速度で正回転方
向に駆動する。その結果、エンジン１およびモータ・ジ
ェネレータ２の出力トルクが合成されてリングギヤ５か
ら変速機８に出力され、大きい駆動力を得ることができ
る。Next, the engine / motor (Eng + motor) mode will be described. This mode is a so-called direct connection driving mode, in which the sun clutch 4 and the carrier 6 are connected by engaging the integral clutch C1.
The entire planetary gear mechanism 3 is integrated. In this state, the engine 1 and the motor / generator 2 are driven in the forward rotation direction at the same speed. As a result, the output torques of the engine 1 and the motor / generator 2 are combined and output from the ring gear 5 to the transmission 8, so that a large driving force can be obtained.
【００２３】したがって上記のハイブリッド装置では、
エンジン１を止めて車両が停止している状態で、第２ブ
レーキＢ2 を係合させるとともに、モータ・ジェネレー
タ２を逆回転させれば、エンジン１が正回転するので、
エンジン１を始動することができ、その結果、従来、必
要としていたスタータモータを廃止でき、それに伴い駆
動装置に付随する機器さらには車両を小型軽量化するこ
とができる。また、ＥＴＣモードとして説明したよう
に、エンジン１を駆動した状態でモータ・ジェネレータ
２によって出力トルクを増大させ、大きい駆動力を得る
ことができる。Therefore, in the above hybrid device,
When the engine 1 is stopped and the vehicle is stopped, the second brake B2 is engaged, and the motor / generator 2 is rotated in the reverse direction.
The engine 1 can be started, and as a result, the conventionally required starter motor can be eliminated, and accordingly, the equipment attached to the drive device and the vehicle can be reduced in size and weight. Further, as described in the ETC mode, the output torque can be increased by the motor / generator 2 while the engine 1 is driven, and a large driving force can be obtained.
【００２４】なお、上記の具体例では、変速機としてベ
ルト式の無段変速機を示したが、この発明では、これに
替えてトロイダル式の無段変速機を使用してもよく、ま
た有段式の変速機を使用してもよい。更に、クラッチ手
段やブレーキ手段は、湿式多板式の摩擦係合装置以外に
ベルト式や噛み合い式など、適宜の構成のものを使用す
ることができる。In the above embodiment, a belt-type continuously variable transmission is shown as the transmission. However, in the present invention, a toroidal-type continuously variable transmission may be used instead. A step-type transmission may be used. Further, as the clutch means and the brake means, besides the wet multi-plate type frictional engagement device, those having an appropriate configuration such as a belt type or a mesh type can be used.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
遊星歯車機構における出力部材に連結されている回転要
素を固定するブレーキ手段を設け、かつその固定要素に
対して相互に反転要素となる他の２つの回転要素に内燃
機関と電動機とを個別に連結したので、電動機によって
内燃機関を始動することができ、また内燃機関の出力ト
ルクを電動機によって増幅して出力要素から出力させる
ことができ、その結果、この発明の装置によれば、内燃
機関を始動するためにのみ設けられていた従来のスター
タモータを廃止して小型軽量化を図ることができ、かつ
ハイブリッド駆動装置として要求される電動機により出
力トルクを増幅するアシスト機能を兼備することができ
る。As described above, according to the present invention,
Brake means for fixing a rotating element connected to the output member of the planetary gear mechanism is provided, and the internal combustion engine and the electric motor are individually connected to the other two rotating elements which are mutually inverted elements with respect to the fixed element. Therefore, the internal combustion engine can be started by the electric motor, and the output torque of the internal combustion engine can be amplified by the electric motor and output from the output element. As a result, according to the device of the present invention, the internal combustion engine can be started. Therefore, the conventional starter motor provided only for this purpose can be eliminated to reduce the size and weight, and can also have an assist function of amplifying the output torque by an electric motor required as a hybrid drive device.
【図１】 請求項１の発明の具体例を示すスケルトン図
である。FIG. 1 is a skeleton diagram showing a specific example of the first embodiment.
【図２】 各運転モードを設定するための摩擦係合装置
の係合・解放状態を示す図表である。FIG. 2 is a table showing engagement / disengagement states of a friction engagement device for setting each operation mode.
【図３】 ＥＴＣモードでの各回転要素の回転数および
トルクの状態を示す共線図である。FIG. 3 is a nomographic chart showing a state of a rotation speed and a torque of each rotating element in an ETC mode.
１…内燃機関、 ２…電動機、 ３…遊星歯車機構、
４…サンギヤ、 ５…リングギヤ、 ６…キャリヤ、
Ｂ1 ，Ｂ2 …ブレーキ、 Ｃ1 …クラッチ。1 internal combustion engine 2 electric motor 3 planetary gear mechanism
4 Sun gear, 5 Ring gear, 6 Carrier,
B1, B2 ... brake, C1 ... clutch.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅山 光広 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 伊藤 寛 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D039 AA02 AA03 AA04 AB27 AC02 AC21 AC23 AC34 AD02 AD11 3D041 AA09 AA28 AA35 AB01 AC00 AC15 AC19 AE00 AE09 3G093 AA05 AA07 BA00 CA01 EA12 EB00 EB03 EC04 FB01 3J028 EA09 EA25 EB03 EB13 EB23 EB43 FB04 FC13 FC23 FC64 GA01 HA12 HC08 5H115 PA12 PC06 PG04 PI22 PI29 PU01 PU22 PU23 PU25 PU29 RB08 SE04 SE05 SE09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mitsuhiro Umeyama 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Toyota Motor Corporation (72) Inventor Hiroshi Ito 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F Term (Reference) 3D039 AA02 AA03 AA04 AB27 AC02 AC21 AC23 AC34 AD02 AD11 3D041 AA09 AA28 AA35 AB01 AC00 AC15 AC19 AE00 AE09 3G093 AA05 AA07 BA00 CA01 EA12 EB00 EB03 EC04 FB01 3J028 EA09 EB25 FC EB09 EB09 EB09 EB09 PA12 PC06 PG04 PI22 PI29 PU01 PU22 PU23 PU25 PU29 RB08 SE04 SE05 SE09
Claims (1)
ヤに電動機が連結されるとともに、その遊星歯車機構の
キャリヤに内燃機関が連結され、さらにその遊星歯車機
構のリングギヤに出力部材が連結され、前記サンギヤと
キャリヤとリングギヤとのうちの少なくとも２つの部材
を互いに一体的に連結して前記遊星歯車機構を一体化す
る一体化クラッチ手段と、前記キャリヤの回転を選択的
に止める第１のブレーキ手段とを有するハイブリッド駆
動装置において、 前記リングギヤの回転を選択的に止める第２のブレーキ
手段が設けられていることを特徴とするハイブリッド駆
動装置。An electric motor is connected to a sun gear of a double pinion type planetary gear mechanism, an internal combustion engine is connected to a carrier of the planetary gear mechanism, and an output member is connected to a ring gear of the planetary gear mechanism. An integrated clutch means for integrally connecting at least two members of a carrier and a ring gear to each other to integrate the planetary gear mechanism, and a first brake means for selectively stopping rotation of the carrier. The hybrid drive device according to claim 1, further comprising a second brake unit for selectively stopping rotation of the ring gear.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005073005A1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Fev Motorentechnik Gmbh | Hybrid engine |
| EP1232892A3 (en) * | 2001-02-14 | 2005-10-26 | BAE SYSTEMS Controls, Inc. | Power combining apparatus for hybrid electric vehicle |
| WO2006035981A1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Drive device for vehicle |
| CN100415557C (en) * | 2005-06-08 | 2008-09-03 | 比亚迪股份有限公司 | Hybrid power automobile transmission system |
| EP2367698B1 (en) | 2008-11-28 | 2019-08-14 | Tata Motors Limited | Drive system for a vehicle |
| WO2020263553A1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | Horton, Inc. | Transmission system with planetary gearing operable in forward and reverse modes |
-
1998
- 1998-09-07 JP JP25311998A patent/JP3870576B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1232892A3 (en) * | 2001-02-14 | 2005-10-26 | BAE SYSTEMS Controls, Inc. | Power combining apparatus for hybrid electric vehicle |
| WO2005073005A1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Fev Motorentechnik Gmbh | Hybrid engine |
| WO2006035981A1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Drive device for vehicle |
| US8360928B2 (en) | 2004-09-27 | 2013-01-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Drive apparatus for vehicle |
| CN100415557C (en) * | 2005-06-08 | 2008-09-03 | 比亚迪股份有限公司 | Hybrid power automobile transmission system |
| EP2367698B1 (en) | 2008-11-28 | 2019-08-14 | Tata Motors Limited | Drive system for a vehicle |
| WO2020263553A1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | Horton, Inc. | Transmission system with planetary gearing operable in forward and reverse modes |
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