JP2001119811A - ハイブリッド車の駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１の駆動力源のトルクを車輪に伝達する際
のトルク伝達性能を向上することのできるハイブリッド
車の駆動装置を提供する。 【解決手段】 第１のモータ・ジェネレータ２０および
第２のモータ・ジェネレータ２１ならびにエンジン１の
トルクを車輪４５に伝達することができるハイブリッド
車の駆動装置において、第１のモータ・ジェネレータ２
０のトルクを車輪４５に伝達する際に反力要素となる機
能と、エンジン１のトルクを車輪４５に伝達する機能と
を備えたキャリヤ２９が設けられており、第１のモータ
・ジェネレータ２０のトルクおよび第２のモータ・ジェ
ネレータ２１のトルクを車輪４５に伝達する際に、キャ
リヤ２９の回転を抑制するエキゾーストブレーキ７が設
けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数種類の駆動
力源が搭載されているハイブリッド車の駆動装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、燃料の燃焼によりトルクを出力す
るエンジンと、電力の供給によりトルクを出力する電動
機とを搭載し、エンジンおよび電動機のトルクを車輪に
伝達することのできるハイブリッド車が提案されてい
る。このようなハイブリッド車においては、各種の条件
に基づいて、エンジンおよび電動機の駆動・停止を制御
することにより、燃費の向上および騒音の低減ならびに
排気ガスの低減を図ることができるものとされている。

【０００３】上記のように、複数種類の駆動力源を搭載
したハイブリッド車の一例が、特開平９−１７０５３３
号公報に記載されている。この公報に記載されたハイブ
リッド車においては、エンジン（第２の駆動力源）から
車輪に至るトルクの伝達経路に分配機構が設けられてい
る。この分配機構は、いわゆる遊星歯車機構により構成
されており、そのサンギヤには第１のモータ・ジェネレ
ータ（第１の駆動力源）が連結され、リングギヤには第
２にモータ・ジェネレータ（第３の駆動力源）が連結さ
れ、サンギヤおよびリングギヤに噛合するピニオンギヤ
を保持するキャリヤにはエンジンが連結されている。ま
た、リングギヤから車輪に至るトルクの伝達経路には、
各種のギヤおよび差動装置が設けられている。

【０００４】上記公報に記載されたハイブリッド車にお
いては、車両の前進走行時に、エンジンおよび第１のモ
ータ・ジェネレータを駆動力源として用いることができ
る。また、車両の後進走行時には、第２のモータ・ジェ
ネレータを、車両が前進する際とは逆方向に回転させる
ことにより、第２のモータ・ジェネレータのトルクを車
輪に伝達することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載されたハイブリッド車において、車両の後進時に駆
動力が不足している場合は、第１のモータ・ジェネレー
タのトルクを、分配機構を経由して車輪に伝達すること
ができる。すなわち、要求駆動力に対応するトルクの不
足分を、第１のモータ・ジェネレータのトルクによりア
シストすることができる。しかしながら、上記公報に記
載されたハイブリッド車においては、第１のモータ・ジ
ェネレータがサンギヤに連結され、エンジンがキャリヤ
に連結され、出力軸がリングギヤに連結されている。こ
こで、第１のモータ・ジェネレータの駆動力をサンギヤ
に付加しても、エンジンに連結されているキャリヤは、
それ自体で自由に回転できるので、第１のモータ・ジェ
ネレータの回転にともなう反力を受けることができな
い。したがって、第１のモータ・ジェネレータの駆動力
を車輪に伝達することができず、車両の駆動力不足を解
消することが困難であった。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たものであり、第１の駆動力源のトルクを車輪に伝達す
る際のトルク伝達性能を向上することのできるハイブリ
ッド車の駆動装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、第１の駆動力源および第２の駆動
力源のトルクを車輪に伝達することができるハイブリッ
ド車の駆動装置において、前記第１の駆動力源のトルク
を前記車輪に伝達する際に反力要素となる機能と、前記
第２の駆動力源のトルクを前記車輪に伝達する機能とを
備えた伝動部材が設けられており、前記第１の駆動力源
のトルクを車輪に伝達する際に、前記伝動部材の回転を
抑制する回転抑制機構が設けられていることを特徴とす
るものである。

【０００８】請求項１の発明によれば、第１の駆動力源
のトルクを車輪に伝達する際に、反力要素となる伝動部
材の回転が抑制されるため、車輪に対する第１の駆動力
源のトルクの伝達効率が向上する。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記車輪にトルクを伝達する第３の駆動力源が設け
られており、前記回転抑制機構は、前記第２の駆動力源
および前記第３の駆動力源のトルクを前記車輪に伝達す
る際に、前記伝動部材の回転を抑制する機能を備えてい
ることを特徴とするものである。

【００１０】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
と同様の作用が生じるほか、第２の駆動力源および第３
の駆動力源のトルクが車輪に伝達されるため、要求駆動
力に対する第３の駆動力源のトルク不足を、第２の駆動
力源のトルクにより補うことができる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１または２の構
成に加えて、前記第２の駆動力源が内燃機関であり、前
記回転抑制機構が、前記内燃機関の排気状態を制御する
ことにより、前記伝動部材の回転を抑制するエキゾース
トブレーキであることを特徴とするものである。

【００１２】請求項３の発明によれば、エキゾーストブ
レーキにより伝動部材の回転が抑制され、請求項１また
は２の発明と同様の作用が生じる。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１または２の構
成に加えて、前記第２の駆動力源が、前記伝動部材に連
結される出力部材を有し、前記出力部材に動力伝達可能
に連結され、かつ、回転により前記第２の駆動力源を始
動させる始動装置が設けられており、前記回転抑制機構
が、前記始動装置の回転を抑制することにより、前記伝
動部材の回転を抑制するブレーキ装置であることを特徴
とするものである。

【００１４】請求項４の発明によれば、ブレーキ装置に
より、始動装置および出力部材ならびに伝動部材の回転
が抑制され、請求項１または２の発明と同様の作用が生
じる。

【００１５】なお、この発明において、伝動部材の回転
を抑制する制御としては、伝動部材の回転数を可及的に
少なくする制御と、伝動部材の回転数を零にする（停止
させる）制御とが挙げられる。さらに、伝動部材と第２
の駆動力源とが直結されている（つまり、常時トルクが
伝達される）構成、または、伝動部材と第２の駆動力源
とがクラッチ機構などにより接続・解放可能（つまり、
トルクの伝達・トルクの非伝達を選択可能）な構成のい
ずれでもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明を図面を参照し
ながら具体的に説明する。図１は、この発明の一実施形
態であるＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エ
ンジン前置き前輪駆動）形式のハイブリッド車の概略構
成図である。図１において、１はエンジンであり、この
エンジン１としては内燃機関、具体的にはガソリンエン
ジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどが用い
られる。以下の説明においては、エンジン１としてガソ
リンエンジンを用いた場合を例示する。エンジン１は、
電子スロットルバルブ２を有する吸気管３と燃料噴射装
置４と点火装置５と排気管６とを有する公知のものであ
る。また、排気管３に対応してエキゾーストブレーキ
（言い換えれば、エキゾーストリターダ）７が設けられ
ている。エキゾーストブレーキ７は、排気管３の内部に
設けられたバタフライバルブ８と、バラフライバルブ８
の開度を制御するバキュームシリンダ９と、バキューム
シリンダ９内の空気圧を制御するマグネチックバルブ１
０とを有する公知のものである。

【００１７】一方、エンジン１のクランクシャフト１１
にはフライホイール１２が設けられており、フライホイ
ール１２の外周にはリングギヤ１３が形成されている。
また、エンジン１を始動させるスタータモータ１４が設
けられている。このスタータモータ１４としては、マグ
ネチックシフト式またはリダクションギヤ式などの公知
のものを用いることができる。スタータモータ１４は出
力軸１５を有し、出力軸１５にはピニオンギヤ１６が形
成されている。出力軸１５は、その軸線方向に移動可能
に構成されており、アクチュエータ（図示せず）により
出力軸１５を軸線方向に移動することにより、ピニオン
ギヤ１６とリングギヤ１３とが選択的に噛合・離脱され
る。また、スタータモータ１４に隣接して電磁ブレーキ
１７が設けられている。この電磁ブレーキ１７は、出力
軸１５の回転を防止する機能を有しており、電磁ブレー
キ１７としては、摩擦式、噛み合い式、空隙式などの公
知の形式のものが例示される。

【００１８】前記エンジン１の出力側にはトランスアク
スル１８が配置されている。トランスアクスル１８はケ
ーシング１９を有し、ケーシング１９の内部には、第１
のモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２０と第２のモータ・
ジェネレータ（ＭＧ）２１とデファレンシャル２２と動
力分割機構２３とが設けられている。第１のモータ・ジ
ェネレータ２０は、電力の供給により駆動する電動機と
しての機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換する
発電機としての機能とを兼ね備えている。この第１のモ
ータ・ジェネレータ２０としては、例えば、交流同期型
のモータ・ジェネレータが挙げられる。この第１のモー
タ・ジェネレータ２０は、ケーシング１９に固定された
ステータ２４と、ステータ２４に対面して設けられたロ
ータ２５とを有している。ロータ２５とクランクシャフ
ト１１とが同心状に回転することができる。

【００１９】前記動力分割機構２３は、第１のモータ・
ジェネレータ２０と第２のモータ・ジェネレータ２１と
の間の空間に設けられており、この動力分割機構２３
は、いわゆるシングルピニオン形式の遊星歯車機構によ
り構成されている。すなわち、動力分割機構２３は、サ
ンギヤ２６と、サンギヤ２６と同心状に配置されたリン
グギヤ２７と、サンギヤ２６およびリングギヤ２７に噛
合するピニオンギヤ２８を保持したキャリヤ２９とを有
している。

【００２０】前記ロータ２５の内方空間にはメインシャ
フト３０が回転可能に設けられており、メインシャフト
３０とキャリヤ２９とが連結されている。メインシャフ
ト３０はクランクシャフト１１と同心状に配置されてお
り、クランクシャフト１１とメインシャフト３０とが、
ダンパ機構３１を介して連結されている。

【００２１】一方、第２のモータ・ジェネレータ２１
は、電力の供給により駆動する電動機としての機能と、
機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての
機能とを兼ね備えている。この第２のモータ・ジェネレ
ータ２１としては、例えば、交流同期型のモータ・ジェ
ネレータが挙げられる。この第２のモータ・ジェネレー
タ２１は、ケーシング１９に固定されたステータ３２
と、ステータ３２に対面して設けられたロータ３３とを
有している。このロータ３３にはシャフト３４が連結さ
れている。シャフト３４とメインシャフト３０とが同心
状に配置されており、シャフト３４とリングギヤ２７と
が連結されている。なお、シャフト３４におけるロータ
３３と動力分割機構２３との間には、ドライブスプロケ
ット３５が形成されている。

【００２２】さらに、シャフト３４と相互に平行に、カ
ウンタドライブシャフト３６およびカウンタドリブンシ
ャフト３７が設けられている。カウンタドライブシャフ
ト３６にはドリブンスプロケットト３８およびカウンタ
ドライブギヤ３９が形成されている。そして、ドライブ
スプロケット３５およびドリブンスプロケットト３８に
はチェーン４０が巻き掛けられている。カウンタドリブ
ンシャフト３７にはカウンタドリブンギヤ４１およびフ
ァイナルドライブピニオンギヤ４２が形成されており、
カウンタドリブンギヤ４１とカウンタドライブギヤ３９
とが噛合されている。さらに、デファレンシャル２２は
リングギヤ４３を有しており、リングギヤ４３とファイ
ナルドライブピニオンギヤ４２とが噛合されている。ま
た、デファレンシャル２２の出力側にはドライブシャフ
ト４４が連結されており、ドライブシャフト４４が車輪
４５に連結されている。

【００２３】図２は、ハイブリッド車の制御系統を示す
ブロック図である。まず、車両全体を制御するハイブリ
ッド用電子制御装置（ＨＶ−ＥＣＵ）４６が設けられて
おり、このハイブリッド用電子制御装置４６は、演算処
理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ
およびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体
とするマイクロコンピュータにより構成されている。以
下、各種の電子制御装置が設けられているが、そのハー
ド構成はほぼ同じである。このハイブリッド用電子制御
装置４６に対して、イグニッションスイッチ４７の信
号、エンジン回転数センサ４８の信号、エンジン冷却水
温センサ４９の信号、ブレーキスイッチ５０の信号、車
速センサ５１の信号、アクセル開度センサ５２の信号、
シフトレバーまたはシフトボタンなどのシフト装置（図
示せず）の操作を検出するシフトポジションセンサ５３
の信号などが入力されている。

【００２４】シフト装置の操作により選択されるシフト
ポジションには、非駆動ポジションおよび駆動ポジショ
ンがある。非駆動ポジションとは、駆動力源のトルクを
車輪４５に伝達しないポジションを意味しており、駆動
ポジションとは、駆動力源のトルクを車輪４５に伝達す
るポジションを意味している。非駆動ポジションとして
は、例えばＰ（パーキング）ポジション、Ｎ（ニュート
ラル）ポジションが挙げられる。駆動ポジションとして
は、例えばＤ（ドライブ）ポジション、Ｒ（リバース）
ポジションが挙げられる。Ｄポジションは、車両を前進
走行させることのできるシフトポジションであり、Ｒポ
ジションは、車両を後進走行させることのできるポジシ
ョンである。

【００２５】ハイブリッド用電子制御装置４６には、エ
ンジン用電子制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）５４が相互に
信号通信可能に接続されている。このエンジン用電子制
御装置５４から、電磁ブレーキ１７を制御する信号、ス
タータモータ１４を制御する信号、エキゾーストブレー
キ７を制御する信号、燃料噴射装置４を制御する信号、
点火装置５を制御する信号、電子スロットルバルブ２を
制御する信号などが出力される。

【００２６】また、ハイブリッド用電子制御装置４６に
は、モータ用電子制御装置（モータＥＣＵ）５５が相互
に信号通信可能に接続されている。モータ用電子制御装
置５５にはインバータ５６が接続されており、インバー
タ５６にはバッテリ５７が接続されている。そして、イ
ンバータ５６には、第１のモータ・ジェネレータ２０お
よび第２のモータ・ジェネレータ２１が接続されてい
る。そして、バッテリ５７の電力により第２のモータ・
ジェネレータ２１を駆動することができるとともに、第
１のモータ・ジェネレータ２０を発電機として機能させ
た場合に、その電力をインバータ５６を経由してバッテ
リ５７に充電することができる。さらに、ハイブリッド
用電子制御装置４６にはバッテリ用電子制御装置５８が
信号通信可能に接続され、バッテリ５７の充電状態を示
す信号が、バッテリ用電子制御装置５８に入力されてい
る。

【００２７】ここで、図１に示す実施形態の構成と、こ
の発明の構成との対応関係について説明すれば、第１の
モータ・ジェネレータ２０がこの発明の第１の駆動力源
に相当し、エンジン１がこの発明の第２の駆動力源に相
当し、第２のモータ・ジェネレータ２１がこの発明の第
３の駆動力源に相当し、キャリヤ２９およびメインシャ
フト３０がこの発明の伝動部材に相当し、エキゾースト
ブレーキ７と、スタータモータ１４および電磁クラッチ
１７と、電子スロットルバルブ２とがこの発明の回転抑
制機構に相当し、クランクシャフト１１がこの発明の出
力部材に相当し、電磁ブレーキ１７がこの発明のブレー
キ装置に相当し、スタータモータ１４がこの発明の始動
装置に相当する。

【００２８】つぎに、ハイブリッド車の制御について説
明する。まず、イグニッションスイッチ４７の信号に基
づいて、エンジン１が始動される。エンジン１の始動
は、スタータモータ１４または第１のモータ・ジェネレ
ータ２０のいずれかによりおこなうことができる。すな
わち、スタータモータ１４によりエンジン１を始動する
場合は、出力軸１４が軸線方向に動作してピニオンギヤ
１６とリングギヤ１３とが噛合されるとともに、出力軸
１４の回転トルクがフライホイール１２に伝達されてエ
ンジン１がクランキングされ、燃料の噴射および点火に
よりエンジン１が自律回転する。

【００２９】これに対して、第１のモータ・ジェネレー
タ２０によりエンジン１を始動するために、第１のモー
タ・ジェネレータ２０を駆動させると、サンギヤ２６が
回転する。すると、リングギヤ２７が反力要素となって
キャリヤ２９が回転し、キャリヤ２９のトルクがメイン
シャフト３０を経由してクランクシャフト１１に伝達さ
れ、燃料の噴射および点火によりエンジン１が自律回転
する。

【００３０】ところで、車両を前進走行させる場合は、
エンジン１または第２のモータ・ジェネレータ２１の少
なくとも一方を駆動力源とすることができる。このエン
ジン１および第２のモータ・ジェネレータ２１の駆動・
停止およびその出力は、要求駆動力に基づいて制御され
る。この要求駆動力は、例えばアクセル開度および車速
ならびにシフトポジションなどに基づいて判断される。

【００３１】まず、第２のモータ・ジェネレータ２１の
みを駆動すると、第２のモータ・ジェネレータ２１のト
ルクが、チェーン４０およびカウンタドライブシャフト
３６ならびにカウンタドリブンシャフト３７を経由して
デファレンシャル２２に伝達される。ついで、デファレ
ンシャル２２から出力されたトルクが車輪４５に伝達さ
れ、車両を前進させる駆動力が生じる。

【００３２】これに対して、エンジン１を駆動するとと
もに、第１のモータ・ジェネレータ２０に連結されてい
るサンギヤ２６を固定すると、エンジン１のトルクがメ
インシャフト３０を経由して動力分割機構２３に伝達さ
れる。すると、動力分割機構２３が一体的に回転すると
ともに、そのトルクがチェーン４０に伝達される。その
後は前述と同様にしてトルクが車輪４５に伝達される。

【００３３】また、エンジン１を駆動力源として車両が
前進走行する際に、駆動力不足が生じた場合は、第２の
モータ・ジェネレータ２１を駆動させ、そのトルクをシ
ャフト３４に伝達することができる。前記駆動力不足
は、アクセル開度および車速などに基づいて判断され
る。この制御により、要求駆動力に対するエンジントル
クの不足分が補われ、駆動力が増加する。さらに、エン
ジン１の駆動中に、第１のモータ・ジェネレータ２０を
発電機として機能させ、発生した電気エネルギをバッテ
リ５７に充電することもできる。

【００３４】さらにまた、車両の惰力走行時（言い換え
ればコースト状態）には、車輪４５の動力（言い換えれ
ば運動エネルギ）がカウンタシャフト３７，３６および
動力分割機構２３を経由してエンジン１に伝達され、エ
ンジンブレーキ力が生じる。また、バタフライバルブ８
の開度を可及的に低減することにより、排気管６の排気
圧（排気抵抗）を増加して、エンジン１の回転抵抗を増
加し、車両に作用する制動力（言い換えれば、車両の減
速度）を高めることができる。

【００３５】一方、車両を後進走行（後退）させる場合
は、第２のモータ・ジェネレータ２１を駆動する。ここ
で、第２のモータ・ジェネレータ２１の回転方向は、車
両が前進走行する場合とは逆に制御される。なお、車両
を後進走行させる場合は、エンジン１は停止している。
このように、図１の実施形態では、ドライブトレーンの
構成をコンパクト化することを目的として、エンジン１
の回転トルクを、前進走行時とは逆方向に変換する構
成、例えば、リバースギヤなどが設けられていない。

【００３６】つぎに、車両の後進走行時に駆動力不足が
生じた場合の制御について説明する。この場合は、第１
のモータ・ジェネレータ２０から、第２のモータ・ジェ
ネレータ２１とは逆方向のトルクを出力させることによ
り、そのトルクを動力分割機構２３を経由してシャフト
３４に伝達することにより、駆動力不足を補うことがで
きる。しかしながら、第１のモータ・ジェネレータ２０
のトルクをリングギヤ２７に伝達する場合に、反力要素
となるキャリヤ２９は、リングギヤ２７と比較してその
慣性が小さい。このため、第１のモータ・ジェネレータ
２０を駆動した際に、キャリヤ２９が共に回転してしま
い、第１のモータ・ジェネレータ２９のトルクをリング
ギヤ２７に充分に伝達することができない可能性があ
る。

【００３７】そこで、この実施形態においては、以下の
ような制御をおこなうことにより、リングギヤ２７に対
する第１のモータ・ジェネレータ２０のトルク伝達性能
を向上させている。すなわち、第１のモータ・ジェネレ
ータ２０を駆動する際に、メインシャフト３０の回転を
抑制する制御がおこなわれる。この実施形態において
は、メインシャフト３０とクランクシャフト１１とがダ
ンパ機構により機械的に連結されているため、エンジン
１の回転を抑制すれば、結果的にメインシャフト３０の
回転が抑制される。そして、エンジン１の回転を抑制す
るため、エキゾーストブレーキ７の制御、またはスター
タモータ１４および電磁ブレーキ１７の制御、または電
子スロットルバルブ２の制御の少なくとも一つがおこな
われる。

【００３８】まず、エキゾーストブレーキ７を用いる場
合は、バタフライバルブ８を閉じることにより、エンジ
ン１の回転抵抗を高めることができる。また、スタータ
モータ１４および電磁ブレーキ１７を用いる場合は、ス
タータモータ１４の出力軸１５をエンジン１側に突出さ
せてピニオンギヤ１６とリングギヤ１３とを噛合させる
とともに、電磁ブレーキ１７により出力軸１５の回転を
防止する。また、スタータモータ１４から、エンジン１
を始動させる場合とは逆方向のトルクが出力されるよう
に電流を供給することにより、スタータモータ１４のみ
でエンジン回転を抑制することができる。さらに、電子
スロットルバルブ２を用いる場合は、電子スロットルバ
ルブ２を閉じることにより、エンジン１の回転抵抗を高
めることができる。このような制御により、エンジン回
転数が抑制または零に制御される。

【００３９】これらの４種類の制御の少なくとも一つが
おこなわれると、メインシャフト３０の回転が抑制もし
くは防止される。すると、第１のモータ・ジェネレータ
２０のトルクがサンギヤ２６に伝達された際に、反力要
素となるキャリヤ２９の回転が抑制もしくは防止され
る。このため、サンギヤ２６の回転速度が減速され、か
つ、回転方向が逆になってリングギヤ２７にトルクが伝
達される。

【００４０】図３は、動力分割機構２３に対して、第１
のモータ・ジェネレータ２０のトルクだけを入力した状
態において、エンジン１の回転を防止した実施形態の共
線図と、エンジン１の回転を抑制しない場合（つまり比
較例）の共線図とを示している。図３において、“Ｓ
１”は入力要素であるサンギヤ２６を意味し、“Ｃ１”
は反力要素であるキャリヤ２９を意味し、“Ｒ１”は出
力要素であるリングギヤ２７を意味している。線分Ａ１
が比較例を示し、線分Ｂ１が実施形態を示している。こ
こでは、サンギヤＳ１の回転数を同じに制御して両者を
比較している。比較例の場合はキャリヤ２９が回転する
ため、リングギヤ２７の回転数が零になる。これに対し
て、実施形態の場合は、エンジン１の回転防止により、
矢印方向のトルク（反力）がキャリヤ２９に作用してキ
ャリヤ２９の回転数が零になっているため、リングギヤ
２７がサンギヤ２６とは逆方向に回転する。

【００４１】以上のように、この実施形態によれば、リ
バースポジションが選択された場合に、要求駆動力に対
する第２のモータ・ジェネレータ２１のトルクの不足分
を、第１のモータ・ジェネレータ２０のトルクにより補
うことができ、駆動力およびドライバビリティが向上す
る。すなわち、エンジン１の回転抵抗のレベルに応じ
て、車両が後進走行する場合の駆動力を向上することが
できる。

【００４２】図４は、この発明の他の実施形態を示す図
である。図４において、図１および図２の実施形態と同
様の構成については、図１および図２と同様の符号を付
してその説明を省略する。図４の実施形態においては、
ケーシング１９の内部に第１のモータ・ジェネレータ５
９が配置されており、第１のモータ・ジェネレータ５９
とエンジン１との間の空間に第２のモータ・ジェネレー
タ６０が配置されている。第１のモータ・ジェネレータ
５９は、クランクシャフト１１と同心状に回転可能なケ
ーシング６１を有している。ケーシング６１の内周には
ロータ６２が取り付けられており、ロータ６２に対面す
るステータ６３が設けられている。また、ケーシング６
１には、電力供給用のスリップリング６４が設けられて
いる。さらにステータ６３にはシャフト６５が接続され
ている。このシャフト６５はエンジン１側に向けて延ば
されており、クランクシャフト１１とシャフト６５とが
ダンパ機構３１により接続されている。

【００４３】一方、第２のモータ・ジェネレータ６０
は、ケーシング１９の内周に固定されたステータ６６
と、ステータ６６に対面して配置されたロータ６７とを
有している。そして、ロータ６７とシャフト６５との間
のトルク伝達状態を制御する第１クラッチＣＬ１が設け
られている。この第１クラッチＣＬはダンパ機構３１と
第２のモータ・ジェネレータ６０との間に配置されてい
る。

【００４４】前記ケーシング６１における第２のモータ
・ジェネレータ６０側の端部には、スリーブ６８が形成
されている。スリーブ６８はシャフト６５と同心状に設
けられており、シャフト６５は、スリーブ６８の内部お
よびロータ６７の内部に亘って配置されている。スリー
ブ６８にはドライブスプロケット３５が形成されてお
り、スリーブ６８における第２のモータ・ジェネレータ
６０側の端部と、第２のモータ・ジェネレータ６０のロ
ータ６７との間のトルク伝達状態を制御する第２クラッ
チＣＬ２が設けられている。前記第１クラッチＣＬ１お
よび第２クラッチＣＬ２としては、例えば湿式多板クラ
ッチなどの公知のものを用いることができる。図４に示
すハイブリッド車も、基本的には図２に示す制御回路に
より制御される。そして、図２に示すように、前記第１
クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２の係合・解放
を制御する油圧サーボ機構６９および油圧制御装置７０
が設けられている。油圧サーボ機構６９は、シリンダお
よび油圧室ならびにピストンなどを有する公知のもので
ある。油圧制御装置７０は、オイルポンプおよびソレノ
イドバルブなどを有する公知のものである。この油圧制
御装置７０にはハイブリッド用電子制御装置４６の信号
が入力されている。

【００４５】ここで、図４の実施形態の構成と、この発
明の構成との対応関係について説明すれば、第２のモー
タ・ジェネレータ６０がこの発明の第１の駆動力源に相
当し、エンジン１がこの発明の第２の駆動力源に相当
し、第１のモータ・ジェネレータ５９がこの発明の第３
の駆動力源に相当し、ステータ６３およびシャフト６５
がこの発明の伝動部材に相当する。

【００４６】つぎに、図４および図２に示すハイブリッ
ド車の制御について説明する。まず、車両を前進走行さ
せる場合は、エンジン１または第２のモータ・ジェネレ
ータ６０の少なくとも一方を駆動力源とすることができ
る。まず、第２のモータ・ジェネレータ６０のみを駆動
する場合は、第１クラッチＣＬ１が解放され、かつ、第
２クラッチＣＬ２が係合される。すると、第２のモータ
・ジェネレータ６０のトルクが、スリーブ６８およびド
ライブスプロケット３５およびドリブンスプロケット３
８およびチェーン４０を介してカウンタドライブシャフ
ト３６に伝達され、以後は、図１の実施例と同様にして
駆動力が生じる。

【００４７】これに対して、エンジン１のみを駆動する
場合は、第１クラッチＣＬ１および第２クラッチＣＬ２
が係合される。すると、エンジン１のトルクがダンパー
機構３１およびロータ６７を経由してスリーブ６８に伝
達され、以後は前述と同様にして駆動力が生じる。な
お、この場合は、第２のモータ・ジェネレータ６０は、
発電機または電動機のいずれとしても機能せず、ロータ
６７は空転するだけである。さらに、この場合は、第１
のモータ・ジェネレータ５９のロータ６２とステータ６
３とが一体的に回転するが、第１のモータ・ジェネレー
タ５９は、発電機または電動機のいずれとしても機能し
ない。

【００４８】また、エンジン１を駆動力源として車両が
前進走行中に、駆動力不足が生じた場合は、第２のモー
タ・ジェネレータ６０を電動機として駆動させ、そのト
ルクをスリーブ６８に伝達することができる。この制御
により、要求駆動力に対応するエンジントルクの不足分
が補われ、駆動力が増加する。さらに、エンジン１の駆
動中に、第２のモータ・ジェネレータ６０を発電機とし
て機能させ、発生した電気エネルギをバッテリ５７に充
電することもできる。

【００４９】さらにまた、車両の惰力走行時には、車輪
４５の動力（運動エネルギ）がカウンタドリブンシャフ
ト３７，カウンタドライブシャフト３６およびシャフト
６５を経由してエンジン１に伝達され、エンジンブレー
キ力が生じる。この際に、図１の実施形態と同様にし
て、エキゾーストブレーキ力を生じさせることができ
る。

【００５０】一方、車両を後進走行（後退）させる場合
は、第１クラッチＣＬ１を解放するとともに、かつ、第
２クラッチＣＬ２を係合し、第２のモータ・ジェネレー
タ６０を、車両を前進走行させる場合とは逆方向に回転
させ、そのトルクを車輪４５に伝達する。なお、車両を
後進走行させる場合はエンジン１は駆動されない。

【００５１】つぎに、車両の後進走行時に駆動力不足が
生じた場合の制御について説明する。この場合は、第１
のモータ・ジェネレータ５９を駆動し、そのトルクをス
リーブ６８を介して車輪４５に伝達することができる。
しかしながら、ステータ６３が固定的に設けられている
わけではないから、ロータ６２の回転時に反力要素とな
るステータ６３が空転してしまい、第１のモータ・ジェ
ネレータ５９のトルクが車輪４５に伝達されにくい。

【００５２】そこで、この実施施形態においては、以下
のような制御をおこなうことにより、駆動力を向上させ
ている。すなわち、第１のモータ・ジェネレータ５９を
駆動する際に、第１のモータ・ジェネレータ５９のステ
ータ６３の回転を抑制もしくは防止し、かつ、第１のモ
ータ・ジェネレータ５９のロータ６２を、第２のモータ
・ジェネレータ６０と同方向に回転させる制御がおこな
われる。図４の実施形態においては、シャフト６５とク
ランクシャフト１１とがダンパ機構３１により機械的に
連結されているため、エンジン１の回転を抑制すれば、
結果的にステータ６３の回転が抑制される。そして、エ
ンジン１の回転を抑制するために、図１の実施形態と同
様の制御がおこなわれる。

【００５３】このようにして、第１のモータ・ジェネレ
ータ５９を駆動させてロータ６２を回転させる際に、反
力要素となるステータ６３の回転が抑制もしくは防止さ
れる。このため、スリーブ６８に対する第１のモータ・
ジェネレータ５９のトルク伝達効率が向上し、要求駆動
力に対する第２のモータ・ジェネレータ６０のトルクの
不足分を、第１のモータ・ジェネレータ５９のトルクに
より補うことができる。したがって、図４の実施形態に
おいても、図１の実施形態と同様の効果を得られる。

【００５４】上記図１ないし図４の実施形態において、
エンジン１の回転を抑制または防止する４種類の制御の
少なくとも一つをおこなうタイミングとしては、例え
ば、シフトポジションセンサ５３によりリバースポジシ
ョンが選択された場合、またはシフトポジションセンサ
５３によりリバースポジションが選択され、かつ、実際
の駆動力が要求駆動力未満であると判断された場合など
が挙げられる。また、後進走行時に制御されるバタフラ
イバルブ８の開度を、車両の惰力走行時におけるバタフ
ライバルブ８の開度よりも一層低減させることにより、
エキゾーストブレーキ力を一層強めることができる。

【００５５】さらに、図１ないし図４の実施形態におい
て、リバースポジション時にエンジン１の回転を抑制す
る場合は、エンジン回転数を可及的に低く、または停止
させる制御がおこなわれている。これはエンジン回転数
とフリクショントルクとを乗じた値に相当する分のエネ
ルギが、第１のモータ・ジェネレータ２０（または第１
のモータ・ジェネレータ５９）の動力から失われるため
である。したがって、エンジン回転数を可及的に低く制
御する場合は、要求駆動力に対する不足トルクに基づい
て、エンジン回転数の抑制内容を変更することもでき
る。

【００５６】また、各実施形態において、ハイブリッド
車がディーゼルエンジンを搭載したトラックなどの大型
車両であれば、予めエキゾーストブレーキが設けられて
いる。さらに、スタータモータ１４などの既存の部品を
利用してエンジン１の回転を抑制または防止している。
このため、エンジン１の回転を抑制するためのみに用い
る部品を格別に設ける必要性が無く、部品点数の増加が
抑制され、製造コストの上昇が回避される。さらにま
た、各図１ないし図４の実施形態は、リバースポジショ
ンが選択された場合にエンジン１の回転を抑制する制御
をおこなう際には、リバースポジションが選択されてい
る状態で、エンジン１の始動要求（運転要求）が無いこ
とが前提条件となる。

【００５７】なお、特に図示しないが、クランクシャフ
ト１１とメインシャフト３０との間、またはクランクシ
ャフト１１とシャフト６５との間のトルク伝達状態を制
御するクラッチ機構を設け、かつ、リバースポジション
が選択された場合に、メインシャフト３０またはシャフ
ト６５の回転を抑制するブレーキ機構を別途設ける構成
を採用した場合にも、前述と同様の効果を得られる。こ
の構成を採用した場合は、リバースポジションが選択さ
れ、かつ、２つのモータ・ジェネレータのトルクを車輪
に伝達する際に、クラッチ機構を解放しておけば、エン
ジン１の始動要求（運転要求）に関わりなく、メインシ
ャフト３０またはシャフト６５の回転を抑制することが
できる。さらに、エキゾーストブレーキ７の一部を構成
し、かつ、排気管６の排気面積を縮小する部材は、バタ
フライバルブに代えて排気管６の幅方向に動作するゲー
ト（シャッター）を用いることもできる。

【００５８】ここで、上記の具体例に基づいて開示され
たこの発明の特徴的な構成を列挙すれば以下のとおりで
ある。すなわち第１の手段は、第１の駆動力源および第
２の駆動力源と遊星歯車機構とを備え、この遊星歯車機
構の第１の回転要素（サンギヤ）に第１の駆動力源が連
結され、遊星歯車機構の第２の回転要素（キャリヤ）に
第２の駆動力源が連結されているとともに、遊星歯車機
構の第３の回転要素（リングギヤ）に第３の駆動力源が
連結されているとともに、第３の回転要素が車輪に対し
て動力伝達可能に接続されており、車両を前進および後
進させることのできるハイブリッド車の駆動装置におい
て、前記車両の後進にともない、前記第１の駆動力源か
ら、車両が前進する場合とは逆方向のトルクを出力さ
せ、かつ、前記第１の駆動力源のトルクを前記第３の回
転要素に伝達する際に、前記第２の回転要素が反力要素
となる機能を備えており、前記第１の駆動力源のトルク
を第３の回転要素に伝達する際に、前記第２の回転要素
の回転を抑制する回転抑制機構が設けられていることを
特徴とするものである。

【００５９】また第２の手段は、第１の電動機および第
２の電動機ならびにエンジンが、車輪に対してトルク伝
達可能に構成され、車両の前進および後進を選択するこ
とのできるハイブリッド車の駆動装置において、第１の
電動機のステータとエンジンの出力軸（クランクシャフ
ト）とが連結され、第１の電動機のロータが前記車輪に
連結されているとともに、前記第２の電動機のロータが
第１のクラッチを介して前記出力軸に連結され、前記第
の電動機のロータが第２のクラッチを介して前記第１の
電動機のロータに接続されているとともに、車両を後進
させるために第２の電動機から前進走行時とは逆方向の
トルクを出力させる際に、前記第２の電動機のロータを
回転させ、かつ、第２の電動機のロータの回転時に反力
要素となる第２の電動機のステータおよび前記出力軸の
回転を抑制する回転抑制機構が設けられている。

【００６０】さらに第３の手段は、第１の駆動力源およ
び第２の駆動力源ならびに第３の駆動力源を備えてお
り、車両を前進および後進させることのできるハイブリ
ッド車の駆動装置において、車両の前進時には前記第１
の駆動力源または第２の駆動力源の少なくとも一方のト
ルクを車輪に伝達することができ、車両の後進時には第
２の駆動力源および第３の駆動力源のトルクを車輪に伝
達することができるとともに、車両の後進時に前記第１
の駆動力源のトルクを前記車輪に伝達する際に反力要素
となる機能と、前記車両の前進時に前記第２の駆動力源
のトルクを前記車輪に伝達する機能とを備えた伝動部材
が設けられており、前記車両の後進時に前記第１の駆動
力源および第３の駆動力源のトルクを車輪に伝達する際
に、前記伝動部材の回転を抑制する回転抑制機構が設け
られていることを特徴とする。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、第１の駆動力源のトルクを車輪に伝達する際に、
反力要素となる伝動部材の回転が抑制されて、第１の駆
動力源の駆動力を車輪に伝達することができるので、車
両の駆動力不足が抑制されて、車両の走行性能およびド
ライバビリティが向上する。

【００６２】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
と同様の効果を得られるほか、第２の駆動力源および第
３の駆動力源のトルクが車輪に伝達されるため、要求駆
動力に対する第３の駆動力源のトルク不足を、第２の駆
動力源のトルクにより補うことができる。したがって、
車両の駆動力不足が抑制され、車両の走行性能およびド
ライバビリティが向上する。

【００６３】請求項３の発明によれば、エキゾーストブ
レーキにより伝動部材の回転が抑制され、請求項１また
は２の発明と同様の効果を得られる。

【００６４】請求項４の発明によれば、ブレーキ装置に
より、始動装置および出力部材ならびに伝動部材の回転
が抑制され、請求項１または２の発明と同様の効果を得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のハイブリッド車の構成例を示す図
である。

【図２】 図１のハイブリッド車の制御回路を示すブロ
ック図である。

【図３】 図１のハイブリッド車の構成において、エン
ジン回転を抑制した場合の実施形態と、エンジン回転を
抑制しない場合の比較例とを比較する共線図である。

【図４】 この発明のハイブリッド車の構成例を示す図
である。

【符号の説明】

１…エンジン、 ２…電子スロットルバルブ、 ７…エ
キゾーストブレーキ、１４…スタータモータ、 １７…
電磁ブレーキ、 ２０，２１，５９，６０…モータ・ジ
ェネレータ、 ２９…キャリヤ、 ４５…車輪、 ６３
…ステータ、６５…シャフト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永松 茂隆 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 AA00 AB27 AC21 AC39 3G065 AA09 BA06 CA22 DA02 DA04 GA09 GA10 GA11 GA29 GA31 GA46 JA04 JA09 KA03 3G093 AA07 BA19 CA01 CB07 DA06 DB05 EA11 EC02 5H115 PA08 PA12 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PI30 PO02 PO06 PO17 PU10 PU22 PU24 PU25 PV09 QA10 QE01 QE09 QE10 QE13 QI04 QI07 QI09 QN03 RB08 RE02 RE05 RE06 SE04 SE05 SE08 TB01 TE02 TE08 TO21 TO23 TO30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の駆動力源および第２の駆動力源の
   トルクを車輪に伝達することができるハイブリッド車の
   駆動装置において、 前記第１の駆動力源のトルクを前記車輪に伝達する際に
   反力要素となる機能と、前記第２の駆動力源のトルクを
   前記車輪に伝達する機能とを備えた伝動部材が設けられ
   ており、前記第１の駆動力源のトルクを車輪に伝達する
   際に、前記伝動部材の回転を抑制する回転抑制機構が設
   けられていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装
   置。
2. 【請求項２】 前記車輪にトルクを伝達する第３の駆動
   力源が設けられており、前記回転抑制機構は、前記第２
   の駆動力源および前記第３の駆動力源のトルクを前記車
   輪に伝達する際に、前記伝動部材の回転を抑制する機能
   を備えていることを特徴とする請求項１に記載のハイブ
   リッド車の駆動装置。
3. 【請求項３】 前記第２の駆動力源が内燃機関であり、
   前記回転抑制機構が、前記内燃機関の排気状態を制御す
   ることにより、前記伝動部材の回転を抑制するエキゾー
   ストブレーキであることを特徴とする請求項１または２
   に記載のハイブリッド車の駆動装置。
4. 【請求項４】 前記第２の駆動力源が、前記伝動部材に
   連結される出力部材を有し、前記出力部材に動力伝達可
   能に連結され、かつ、回転により前記第２の駆動力源を
   始動させる始動装置が設けられており、前記回転抑制機
   構が、前記始動装置の回転を抑制することにより、前記
   伝動部材の回転を抑制するブレーキ装置であることを特
   徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車の駆
   動装置。