JP2001231107A - Parallel hybrid vehicle - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Control Of Multiple Motors (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パラレルハイブリ
ッド車両に関するものである。[0001] The present invention relates to a parallel hybrid vehicle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】パラレルハイブリッド車両は、動力源と
してエンジンと回転電機（モータ運転も出来るし、発電
機運転もできる電機）とを搭載し、エンジンで駆動輪を
直接駆動することも出来るし、回転電機で直接駆動する
ことも出来るようにされている車両である。一般に、ハ
イブリッド車両に関係する技術は、グランドアップ車
（新規設計車）にしか適用できず、従来の車両にそのま
ま適用することが出来ないものであった。そのため、設
計を新たに行なって製造しなければならないので、膨大
な費用が必要となっていた。2. Description of the Related Art A parallel hybrid vehicle is equipped with an engine and a rotating electric machine (an electric machine that can operate both a motor and a generator) as power sources, and can directly drive driving wheels by the engine. It is a vehicle that can be driven directly by electric motors. In general, the technology related to a hybrid vehicle can only be applied to a ground-up vehicle (a newly designed vehicle) and cannot be applied to a conventional vehicle as it is. Therefore, a new design has to be made and manufactured, which has required a huge cost.
【０００３】そこで、費用を少しでも低減するため、出
来るだけ従来の自動車技術を利用して、ハイブリッド車
を実現しようとする提案がなされている。その１例は、
特開平６−１４４０２０号公報の技術である。この提案
は、従来の自動車のトランスミッションケース内に、従
来のトランスミッションの代わりに、次の〜のもの
を設置するというものである。なお、〜の順は、エ
ンジン側のクラッチ（第１クラッチ）から見た順であ
る。 第１モータ クラッチ（第２クラッチ） 第２モータ 特別設計のトランスミッション（プラネタリギヤユニ
ット，第３クラッチ，第４クラッチ，ワンウェイクラッ
チから成る） この提案によれば、従来のエンジン駆動の車両本体をそ
のまま使用することが出来るので、製造コストを大幅に
低減することが可能となるとしている。Therefore, in order to reduce the cost as much as possible, proposals have been made to realize a hybrid vehicle by using conventional automobile technology as much as possible. One example is
This is a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-144020. This proposal is to install the following in a conventional automobile transmission case instead of the conventional transmission. Note that the order of is the order as viewed from the clutch (first clutch) on the engine side. First motor clutch (second clutch) Second motor Specially designed transmission (consisting of planetary gear unit, third clutch, fourth clutch and one-way clutch) According to this proposal, the conventional engine-driven vehicle body is used as it is. It is said that manufacturing costs can be greatly reduced.
【０００４】なお、ハイブリッド車両に関する従来の文
献としては、例えば、特開平３−２７７９５号公報，特
開平１０−２４８２０５号公報，特開平１１−１６４５
３５号公報等がある。[0004] Conventional documents relating to hybrid vehicles include, for example, JP-A-3-27795, JP-A-10-248205, and JP-A-11-1645.
No. 35, and the like.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】（問題点）しかしなが
ら、前記した特開平６−１４４０２０号公報によるハイ
ブリッド車両には、次のような問題点があった。第１の
問題点は、変速が２種類にしかできないので、エンジン
による走行を行なう時、円滑な走行をすることが出来な
いという点である。第２の問題点は、２つのモータの
他、特別設計のトランスミッションも用意する必要があ
り、コストが高くなるという点である。(Problems to be Solved) However, the hybrid vehicle disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-144020 has the following problems. The first problem is that, since the shift can be performed only in two types, when the vehicle is driven by the engine, the vehicle cannot travel smoothly. The second problem is that it is necessary to prepare a specially designed transmission in addition to the two motors, which increases the cost.
【０００６】（問題点の説明）まず第１の問題点につい
て説明する。特別設計のトランスミッションでは、変速
段の種類は、低速と高速の２種類しかない。しかし、こ
れでは、エンジン駆動で走行する場合、変速段の数が少
な過ぎて円滑な走行をすることが出来ない。特に、トラ
ックやバスといった大型車両をエンジン駆動で走行させ
る場合、走行を円滑にするには多段の変速段を必要とす
るが、たった２段ではとうてい円滑な走行をさせること
は出来ない。次に第２の問題点について説明する。特別
設計のトランスミッションは前記したような構成であ
り、従来のエンジン車両のトランスミッション（変速
機）とは全く異なるものである。従来のトランスミッシ
ョンが使用できるわけではないので、コストが高くな
る。本発明は、以上のような問題点を解決することを課
題とするものである。(Explanation of Problem) First, the first problem will be described. In specially designed transmissions, there are only two types of gears, low speed and high speed. However, in this case, when the vehicle is driven by the engine, the number of gears is too small to allow smooth traveling. In particular, when a large vehicle such as a truck or a bus is driven by an engine, smooth running requires multiple speeds, but smooth running cannot be achieved with only two speeds. Next, the second problem will be described. The specially designed transmission has the configuration described above, and is completely different from the transmission (transmission) of the conventional engine vehicle. Since conventional transmissions cannot be used, costs are high. An object of the present invention is to solve the above problems.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のパラレルハイブリッド車両では、エンジン
を動力源とする車両のエンジンと変速機との間に存在す
るクラッチハウジング内に、円筒状の周壁を有する椀状
とされ、その周壁外面に第１の永久磁石が取り付けら
れ、回転軸がエンジン回転軸と直結されている第１のロ
ータと、ステータに取り付けられ、前記第１の永久磁石
の外側に空隙を介して対向配置された第１の界磁巻線と
を有する第１回転電機と、該第１回転電機の外径より大
なる径の円筒状の周壁を有する椀状とされ、その周壁外
面に第２の永久磁石が取り付けられ、回転軸が変速機入
力側回転軸と直結されている第２のロータと、ステータ
に取り付けられ、前記第２の永久磁石の外側に空隙を介
して対向配置された第２の界磁巻線とを有し、前記第１
回転電機との間に空隙を保って被せるように設置した第
２回転電機と、前記エンジン回転軸と前記変速機入力側
回転軸との断，接を行ない、前記第１のロータの内側空
間に設置されたクラッチとを配設すると共に、バッテリ
部と、前記第１の界磁巻線および第２の界磁巻線と該バ
ッテリ部との間での電力の授受を制御するためのインバ
ータ部とを具えるものとした。In order to solve the above-mentioned problems, in a parallel hybrid vehicle according to the present invention, a cylindrical housing is provided in a clutch housing between an engine of a vehicle powered by an engine and a transmission. A first rotor having a peripheral wall, a first permanent magnet attached to an outer surface of the peripheral wall, and a first rotor having a rotating shaft directly connected to an engine rotating shaft, and a first rotor attached to a stator; A first rotating electric machine having a first field winding disposed opposite to the outside via a gap, and a bowl shape having a cylindrical peripheral wall having a diameter larger than the outer diameter of the first rotating electric machine; A second permanent magnet is attached to the outer peripheral surface of the peripheral wall, and a second rotor whose rotating shaft is directly connected to the transmission input-side rotating shaft and a stator are attached to the stator. The And a field winding of said first
A second rotating electric machine installed so as to cover a gap between the rotating electric machine and the engine rotating shaft and the transmission input side rotating shaft; An inverter for arranging the installed clutch and controlling the transfer of power between the battery unit and the battery unit, and between the first field winding and the second field winding and the battery unit; And
【０００８】前記のようなパラレルハイブリッド車両に
おいて、第１のロータに慣性マス部を取り付け、該慣性
マス部付きの第１のロータとクラッチ構成部分のうちエ
ンジン回転軸に取り付けてある部分との慣性モーメント
の合計が、エンジン車両においてエンジンに付設されて
いたフライホイールの慣性モーメントにほぼ等しくなる
ようにしてもよい。また、第１の界磁巻線の外周側に磁
気シールド部を設けるようにしてもよい。In the above-described parallel hybrid vehicle, an inertia mass portion is attached to the first rotor, and inertia between the first rotor having the inertia mass portion and a portion of the clutch component that is attached to the engine rotating shaft is provided. The sum of the moments may be substantially equal to the moment of inertia of the flywheel attached to the engine in the engine vehicle. Further, a magnetic shield portion may be provided on the outer peripheral side of the first field winding.
【０００９】（解決する動作の概要）従来のエンジン車
両本体をそのまま利用し、そのクラッチハウジング内に
第１回転電機，クラッチ，第２回転電機を設置し、その
他にバッテリ部とインバータ部とを設けることにより、
パラレルハイブリッド車両を実現することができるの
で、製造コストを小とすることか出来る。また、変速機
は、エンジン車両で使用していた従来の変速機をそのま
ま使用するので、従来と同様の多段の変速が可能であ
り、大型車両に適用した場合でも、円滑な走行をするこ
とが出来る。(Summary of operation to be solved) A first rotating electric machine, a clutch and a second rotating electric machine are installed in a clutch housing of a conventional engine vehicle body as it is, and a battery unit and an inverter unit are additionally provided. By doing
Since a parallel hybrid vehicle can be realized, the manufacturing cost can be reduced. Also, since the transmission uses the conventional transmission used in the engine vehicle as it is, it can perform the same multi-stage transmission as before, and even when applied to a large vehicle, it can run smoothly. I can do it.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のパラレルハ
イブリッド車両を示す図である。図１において、１はエ
ンジン、２はクラッチハウジング、３は変速機、４はイ
ンバータ部、５はバッテリ部、６は終減速機、７は駆動
輪、８は第１回転電機、９はクラッチ、１０は第２回転
電機である。なお、第１回転電機８，第２回転電機１０
は、モータ運転することも出来るし、発電機運転するこ
とも出来る回転電機である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a parallel hybrid vehicle according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an engine, 2 is a clutch housing, 3 is a transmission, 4 is an inverter, 5 is a battery, 6 is a final reduction gear, 7 is a driving wheel, 8 is a first rotating electric machine, 9 is a clutch, Reference numeral 10 denotes a second rotating electric machine. The first rotating electric machine 8 and the second rotating electric machine 10
Is a rotating electric machine that can be operated by a motor or a generator.
【００１１】クラッチハウジング２や変速機３は、従来
のエンジン駆動の車両に使用していたものと同じものを
使用する。従って、本発明のパラレルハイブリッド車両
を構成するに当たり、これらの部分には新たなコストは
かかっていない。そのクラッチハウジング２の中に、本
発明では、第１回転電機８とクラッチ９と第２回転電機
１０とを設置する。図３は、本発明におけるクラッチハ
ウジング内の構成を示す図であり、第１回転電機８と第
２回転電機１０の詳細を示している。符号は図１のもの
と対応しており、１１はエンジン回転軸、１２はオイル
通路、１３は変速機入力側回転軸、１４は軸受、８１は
慣性マス部、８２はロータ、８３は永久磁石、８４は界
磁巻線、８７は磁気シールド部、８８はステータ、１０
１はロータ、１０２は永久磁石、１０３は界磁巻線であ
る。The same clutch housing 2 and transmission 3 as those used in a conventional engine-driven vehicle are used. Therefore, no additional cost is required for these parts when configuring the parallel hybrid vehicle of the present invention. In the present invention, the first rotating electric machine 8, the clutch 9, and the second rotating electric machine 10 are installed in the clutch housing 2. FIG. 3 is a diagram showing a configuration inside the clutch housing according to the present invention, and shows details of the first rotating electric machine 8 and the second rotating electric machine 10. Reference numerals correspond to those in FIG. 1, 11 is an engine rotating shaft, 12 is an oil passage, 13 is a transmission input side rotating shaft, 14 is a bearing, 81 is an inertial mass portion, 82 is a rotor, and 83 is a permanent magnet. , 84 are field windings, 87 is a magnetic shield part, 88 is a stator, 10
1 is a rotor, 102 is a permanent magnet, and 103 is a field winding.
【００１２】第１回転電機８は、慣性マス部８１，ロー
タ８２，永久磁石８３，界磁巻線８４，磁気シールド部
８７で構成される。ロータ８２は円筒状の周壁を有する
椀状とされており、その周壁外面には永久磁石８３が取
り付けられ、周壁内面には必要に応じて慣性マス部８１
が取り付けられる。ロータ８２の回転軸は、エンジン回
転軸１１と直結されている。永久磁石８３は、僅かの空
隙を隔てて界磁巻線８４と対向して配置される。界磁巻
線８４は、ステータ８８に配設される。界磁巻線８４の
外側（永久磁石８３と対向する側とは反対の側）には、
必要に応じて磁気シールド部８７が設けられる。磁気シ
ールド部８７は、例えばステータ８８と同じ材質の部材
８５と電磁鋼板８６とを重ねた層で構成することが出来
る。The first rotating electric machine 8 includes an inertial mass 81, a rotor 82, a permanent magnet 83, a field winding 84, and a magnetic shield 87. The rotor 82 is formed in a bowl shape having a cylindrical peripheral wall, and a permanent magnet 83 is attached to an outer surface of the peripheral wall, and an inertia mass portion 81 is provided on an inner surface of the peripheral wall as necessary.
Is attached. The rotation shaft of the rotor 82 is directly connected to the engine rotation shaft 11. The permanent magnet 83 is arranged to face the field winding 84 with a slight gap. Field winding 84 is provided on stator 88. On the outside of the field winding 84 (the side opposite to the side facing the permanent magnet 83),
A magnetic shield 87 is provided as needed. The magnetic shield part 87 can be constituted by a layer in which a member 85 made of the same material as the stator 88 and an electromagnetic steel plate 86 are stacked, for example.
【００１３】第２回転電機１０は、ロータ１０１，永久
磁石１０２，界磁巻線１０３で構成される。ロータ１０
１も、円筒状の周壁を有する椀状とされており、その周
壁外面には永久磁石１０２が取り付けられる。ロータ１
０１は、空隙を保ちつつ第１回転電機８に被せるように
配設する。即ち、ロータ１０１の円筒状周壁の内径は、
第１回転電機８の外径より大とし、その椀状内に第１回
転電機８全体を収納するよう配置する。ロータ１０１の
回転軸は、変速機入力側回転軸１３と直結されている。
永久磁石１０２は、僅かの空隙を隔てて界磁巻線１０３
と対向して配置される。界磁巻線１０３は、ステータ８
８に配設される。The second rotating electric machine 10 includes a rotor 101, a permanent magnet 102, and a field winding 103. Rotor 10
1 also has a bowl shape having a cylindrical peripheral wall, and a permanent magnet 102 is attached to the outer surface of the peripheral wall. Rotor 1
01 is disposed so as to cover the first rotating electric machine 8 while maintaining a gap. That is, the inner diameter of the cylindrical peripheral wall of the rotor 101 is
The outer diameter of the first rotating electric machine 8 is set to be larger than the outer diameter of the first rotating electric machine 8, and the whole of the first rotating electric machine 8 is arranged in the bowl shape. The rotation shaft of the rotor 101 is directly connected to the transmission input rotation shaft 13.
The permanent magnet 102 is separated from the field winding 103 by a small gap.
And are arranged to face. The field winding 103 is
8.
【００１４】クラッチ９は、エンジン回転軸１１と変速
機入力側回転軸１３とに接続され、第１回転電機８のロ
ータ８２の内側空間（ロータ８２の内側に慣性マス部８
１が取り付けられている場合は、その内側空間）に配設
される。クラッチ９の構成例は、後に図２で説明する。
エンジン回転軸１１内に設けられたオイル通路１２は、
その構成例で必要とされる通路である。第１回転電機８
のステータ部材と第２回転電機１０のステータ部材とは
一体に連結され、ステータ８８とされている。即ち、ス
テータ８８は両方の回転電機に共用されている。また、
ステータ８８は、軸受１４を介してエンジン回転軸１
１，変速機入力側回転軸１３に支持されている。The clutch 9 is connected to the engine rotation shaft 11 and the transmission input side rotation shaft 13, and has a space inside the rotor 82 of the first rotary electric machine 8 (the inertial mass portion 8 is provided inside the rotor 82).
1 is installed in the inner space thereof). An example of the configuration of the clutch 9 will be described later with reference to FIG.
The oil passage 12 provided in the engine rotation shaft 11
This is a passage required in the configuration example. First rotating electric machine 8
And the stator member of the second rotating electric machine 10 are integrally connected to form a stator 88. That is, the stator 88 is shared by both rotating electric machines. Also,
The stator 88 is connected to the engine shaft 1 via the bearing 14.
1, supported by the transmission input side rotating shaft 13.
【００１５】図２は、本発明のパラレルハイブリッド車
両で使用するクラッチの１例を示す図である。符号は図
１のものに対応し、９１は油圧室、９２はオイルシール
リング、９３はピストン、９４はクラッチディスク、９
５はプレッシャープレート、９６は戻り用バネである。
オイル通路１２より油圧室９１に油圧を供給すると、ピ
ストン９３は戻り用バネ９６を押圧しながら、右方に移
動する。そのため、ピストン９３に付いているプレッシ
ャープレート９５は、クラッチディスク９４と接触する
（クラッチ接）。油圧の供給を停止すると、戻り用バネ
９６の弾発力により、ピストン９３は左方に移動し、プ
レッシャープレート９５はクラッチディスク９４から離
れ、クラッチ断となる。FIG. 2 is a diagram showing an example of a clutch used in the parallel hybrid vehicle of the present invention. Reference numerals correspond to those in FIG. 1, 91 is a hydraulic chamber, 92 is an oil seal ring, 93 is a piston, 94 is a clutch disc, 9
5 is a pressure plate, and 96 is a return spring.
When hydraulic pressure is supplied from the oil passage 12 to the hydraulic chamber 91, the piston 93 moves rightward while pressing the return spring 96. Therefore, the pressure plate 95 attached to the piston 93 comes into contact with the clutch disk 94 (clutch contact). When the supply of the hydraulic pressure is stopped, the piston 93 moves leftward due to the elastic force of the return spring 96, the pressure plate 95 separates from the clutch disk 94, and the clutch is disconnected.
【００１６】以上のような第１回転電機８，クラッチ
９，第２回転電機１０を図３の如く構成すると、これら
は同じ軸方向長さ部分を共通に使って重層的に配設され
るので、軸方向長さ部分が短くても構成することが出来
る。そのため、従来のエンジン車両のクラッチハウジン
グ２内でも、収納することが可能となる。即ち、従来の
車両本体の設計は殆ど変更することなく、クラッチハウ
ジング２内に設置するものを取り替え、インバータ部
４，バッテリ部５を設けるだけで、ハイブリッド車両を
実現することが出来る。When the first rotating electric machine 8, the clutch 9, and the second rotating electric machine 10 are configured as shown in FIG. 3, they are arranged in layers with the same axial length commonly used. It can be configured even if the axial length is short. Therefore, it can be stored in the clutch housing 2 of the conventional engine vehicle. That is, the hybrid vehicle can be realized by merely replacing the one installed in the clutch housing 2 and providing the inverter unit 4 and the battery unit 5 with little change in the design of the conventional vehicle body.
【００１７】クラッチ９のエンジン側の部分とロータ８
２とは、エンジン１の回転軸に直結されているので、エ
ンジンに通常付設されているフライホイールの役割を、
自ずと果たすことになる。従って、そのままで従来のフ
ライホイールと同じ慣性モーメントを有するようであれ
ば、エンジンにフライホイールを付設する必要はなくな
る。仮に、慣性モーメントが足りないようであれば、ロ
ータ８２に慣性マス部８１を取り付けることにより、慣
性モーメントの大きさを調節し、フライホイールを省略
することが出来る。第１回転電機８は、エンジンの余剰
動力による発電（＝従来の車両搭載発電機ＡＣＧの役
割）と、エンジンの始動（＝スタータの役割）を行なう
ために設ける。エンジンの余剰動力による発電を行なう
際は、発電機として運転し、インバータ部４で直流に変
換してバッテリ部５を充電する。エンジンの始動を行な
う際は、バッテリ部５よりインバータ部４を経て給電
し、モータとして運転する。The portion of the clutch 9 on the engine side and the rotor 8
2 is directly connected to the rotating shaft of the engine 1, so that the role of a flywheel normally attached to the engine is
It will fulfill itself. Therefore, if it has the same moment of inertia as a conventional flywheel as it is, there is no need to attach a flywheel to the engine. If the moment of inertia is insufficient, the magnitude of the moment of inertia can be adjusted by attaching the inertia mass portion 81 to the rotor 82, and the flywheel can be omitted. The first rotating electric machine 8 is provided for performing power generation by the surplus power of the engine (= the role of the conventional vehicle-mounted generator ACG) and starting the engine (= the role of the starter). When power is generated by the surplus power of the engine, the battery operates as a generator, and is converted into direct current by the inverter unit 4 to charge the battery unit 5. When starting the engine, power is supplied from the battery unit 5 via the inverter unit 4 and the motor is operated as a motor.
【００１８】第２回転電機１０は、単独で車両を駆動す
るためと、回生発電するために設ける。単独で車両を駆
動する場合は、まずクラッチ９をオフとし、エンジン１
や第１回転電機８が、第２回転電機１０の回転負荷とな
るのを未然に防いでおく。そして、バッテリ部５よりイ
ンバータ部４を経て第２回転電機１０に給電し、モータ
として運転する。回転力は、変速機３，終減速機６を経
て駆動輪７へと伝えられる。第２回転電機１０で回生発
電する場合も、クラッチ９をオフとする。これにより、
回生エネルギーの一部が、エンジン１や第１回転電機８
を回転させるのに消費されてしまうのを防ぐことが出来
る。つまり、回生エネルギーの全てが、第２回転電機１
０を回転させるのに使われることになり、従来に比べて
回生効率が高くなる（従来のフライホイール型ハイブリ
ッド車では、回生エネルギーの一部が、エンジンのフリ
クションに打ち勝ってエンジンを回転させるのに消費さ
れてしまっており、回生効率が低かった。）。回生効率
が高くなると、それだけ燃料を消費することが少なくな
るから、トータルとして排出する排気ガスの量が少なく
なると共に、燃費が改善される。The second rotating electric machine 10 is provided for independently driving the vehicle and for regenerative power generation. When the vehicle is driven alone, first, the clutch 9 is turned off and the engine 1
In addition, the first rotating electric machine 8 is prevented from becoming a rotational load on the second rotating electric machine 10 beforehand. Then, power is supplied from the battery unit 5 to the second rotary electric machine 10 via the inverter unit 4, and the second rotary electric machine 10 is operated as a motor. The torque is transmitted to the drive wheels 7 via the transmission 3 and the final reduction gear 6. Also in the case of regenerative power generation by the second rotating electric machine 10, the clutch 9 is turned off. This allows
Part of the regenerative energy is supplied to the engine 1 or the first rotating electrical machine 8
Can be prevented from being consumed for rotating the. That is, all of the regenerative energy is
0, and the regenerative efficiency is higher than before. (In a conventional flywheel hybrid vehicle, some of the regenerative energy can overcome the engine friction and rotate the engine. It has been consumed and the regeneration efficiency was low.) As the regenerative efficiency increases, the fuel consumption decreases accordingly, so that the total amount of exhaust gas discharged decreases and the fuel efficiency is improved.
【００１９】第１回転電機８，第２回転電機１０の役割
なり用途は前記した通りであるので、第１回転電機８は
第２回転電機１０よりも出力が小さくてよい。従って、
軸方向長さをほぼ同程度とした場合、第１回転電機８の
径は、第２回転電機１０の径より小とすることが出来
る。そこで、図３に示したように、第２回転電機１０の
ロータ１０１の内側に、第１回転電機８を配設し得るよ
うなサイズに製作することが可能である。また、第１回
転電機８のロータ８２を椀状のものとし、同じ軸方向長
さ部分に内側空間を作り出し、その内側空間にクラッチ
９を配設する。なお、図示はしてないが、第１回転電機
８および第２回転電機１０の冷却は、必要に応じて公知
の方法で適宜行なうことは言うまでもない。例えば、ク
ラッチハウジング２やステータ８８の部分に、ウォータ
ージャケットを組み込んで冷却する。Since the roles and uses of the first rotating electric machine 8 and the second rotating electric machine 10 are as described above, the first rotating electric machine 8 may have a smaller output than the second rotating electric machine 10. Therefore,
When the axial lengths are substantially the same, the diameter of the first rotating electric machine 8 can be smaller than the diameter of the second rotating electric machine 10. Therefore, as shown in FIG. 3, it is possible to manufacture the second rotating electric machine 10 into a size that allows the first rotating electric machine 8 to be disposed inside the rotor 101. Further, the rotor 82 of the first rotating electric machine 8 is formed in a bowl shape, an inner space is created in the same axial length, and the clutch 9 is disposed in the inner space. Although not shown, it goes without saying that cooling of the first rotating electric machine 8 and the second rotating electric machine 10 is appropriately performed by a known method as needed. For example, a water jacket is incorporated into the clutch housing 2 and the stator 88 to cool them.
【００２０】次に、車両のいろいろな動作時における第
１回転電機８等の制御について説明する。 （１）車両停止時 大気汚染防止のため、車両停止時にはアイドルストップ
することを原則とすると、エンジン１を停止させると共
に、第１回転電機８，第２回転電機１０も停止させる。
但し、車両停止時にも車両内で補機を運転する必要があ
る場合は、第１回転電機８による発電は継続させるた
め、エンジン１は停止させない。Next, control of the first rotating electric machine 8 and the like during various operations of the vehicle will be described. (1) At the time of stopping the vehicle In order to prevent air pollution, if the vehicle is to be idle-stopped as a rule, the engine 1 is stopped and the first rotating electric machine 8 and the second rotating electric machine 10 are also stopped.
However, when it is necessary to drive the auxiliary equipment in the vehicle even when the vehicle is stopped, the engine 1 is not stopped because the power generation by the first rotating electric machine 8 is continued.
【００２１】（２）車両発進時 クラッチ９はオフとして第２回転電機１０をモータ運転
し、その回転力だけで車両を発進させる（第２回転電機
１０は、車両を発進させるのに十分な出力を有する）。
車両発進後、第１回転電機８をモータ運転して、エンジ
ン１の始動を行なう。クラッチ９がオフとされているの
で、第１回転電機８の回転力は、エンジン１をクランキ
ングするのだけに使われる（第１回転電機８は、クラン
キングする出力を有するように作られている）。第１回
転電機８は、エンジン１の回転数を瞬時にアイドリング
回転数まで引き上げ、そうなった状態で燃料を供給して
エンジン始動が行なわれるので、始動時のトルク変動が
少なく、車両の始動時振動も低減される（なぜなら、低
回転で燃料が供給されると、１回転内でのトルク変動が
大であるので、車両を大きく振動させるが、アイドリン
グ回転数まで引き上げられていると、そのようなことが
ないから。）。(2) When starting the vehicle The clutch 9 is turned off, the second rotating electric machine 10 is driven by a motor, and the vehicle is started only by its rotational force (the second rotating electric machine 10 has a sufficient output to start the vehicle). Having).
After the vehicle starts, the first rotating electric machine 8 is driven by a motor to start the engine 1. Since the clutch 9 is turned off, the torque of the first rotating electrical machine 8 is used only for cranking the engine 1 (the first rotating electrical machine 8 is made to have a cranking output). There). The first rotating electrical machine 8 instantaneously raises the rotation speed of the engine 1 to the idling rotation speed and supplies fuel in such a state to start the engine. Vibration is also reduced (because when the fuel is supplied at a low speed, the torque fluctuates within one rotation, and the vehicle vibrates greatly. Because there is nothing.).
【００２２】（３）エネルギー回生時 制動時には、クラッチ９をオフし、第２回転電機１０を
発電機運転する。回生発電が行われ、バッテリ部５が充
電される。既に述べたように、クラッチ９をオフしてエ
ンジン１側を切り離すことにより、回生エネルギーの一
部がエンジン１等を回すのに消費されることがなくな
り、高い回生効率でエネルギー回生がなされる。 （４）フル加速時，フル減速時 フル加速する時は、第１回転電機８と第２回転電機１０
を共にモータ運転し、これら２つのモータの駆動力をエ
ンジン１の駆動力に加えることにより、大きな駆動力を
得ることが出来る。また、フル減速する時は、クラッチ
９をオンにしたまま、第１回転電機８と第２回転電機１
０を共に発電機運転すれば、大きな減速力を得ることが
出来る。(3) At the time of energy regeneration At the time of braking, the clutch 9 is turned off and the second rotating electric machine 10 is operated as a generator. Regenerative power generation is performed, and the battery unit 5 is charged. As described above, by turning off the clutch 9 and disconnecting the engine 1 side, a part of the regenerative energy is not consumed for rotating the engine 1 and the like, and the energy is regenerated with high regenerative efficiency. (4) At the time of full acceleration, at the time of full deceleration At the time of full acceleration, the first rotating electric machine 8 and the second rotating electric machine 10
Are driven by a motor together, and a large driving force can be obtained by adding the driving forces of these two motors to the driving force of the engine 1. When the vehicle is fully decelerated, the first rotating electric machine 8 and the second rotating electric machine 1 are kept on while the clutch 9 is kept on.
If both generators are operated with 0, a large deceleration force can be obtained.
【００２３】本発明の第１回転電機８，クラッチ９，第
２回転電機１０は、従来のエンジン車両のクラッチハウ
ジング内に取り付けるものであるので、マニュアルトラ
ンスミッション車（ＭＴ車），オートマチックトランス
ミッション車（ＡＴ車）のいずれにも取り付け可能であ
る。クラッチ９は発進，変速時に自動的に制御される
し、微速での走行は第２回転電機１０への給電制御によ
り可能となるから、ＭＴ車に取り付けた場合には、クラ
ッチ操作は不要となる。Since the first rotating electric machine 8, the clutch 9, and the second rotating electric machine 10 of the present invention are mounted in a clutch housing of a conventional engine vehicle, a manual transmission vehicle (MT vehicle) and an automatic transmission vehicle (AT) Car). The clutch 9 is automatically controlled when starting and shifting, and running at a very low speed can be performed by controlling the power supply to the second rotating electric machine 10. Therefore, when the clutch 9 is mounted on an MT vehicle, the clutch operation is not required. .
【００２４】また、回転軸がエンジン１と直結されてい
る第１回転電機８を巧みに制御することにより、エンジ
ン１による車両振動を低減することも可能となる。即
ち、エンジンによる車両振動は、エンジンの１回転内に
おけるトルク変動が原因となっている。そこで、エンジ
ンのトルクが大の場面では第１回転電機８を負荷として
作用させ（発電機運転させ）、エンジンのトルクが小の
場面では第１回転電機８にトルクを出させてアシストさ
せる（モータ運転させる）ことにより、エンジン１と第
１回転電機８とを含めた全体で出すトルクを、変動のな
いトルクとすることが出来る。言わば、第１回転電機８
にエンジン１とは逆位相のトルクを出させて、トルク変
動を低減させる。これは、第１回転電機８への給電を制
御することにより、行なうことが出来る。Further, by skillfully controlling the first rotating electric machine 8 whose rotating shaft is directly connected to the engine 1, it is possible to reduce the vehicle vibration caused by the engine 1. That is, the vehicle vibration caused by the engine is caused by a torque fluctuation within one rotation of the engine. Therefore, when the engine torque is large, the first rotating electric machine 8 acts as a load (generator operation), and when the engine torque is small, the first rotating electric machine 8 outputs the torque to assist (motor By operating the motor, the total torque including the engine 1 and the first rotating electric machine 8 can be made the torque without fluctuation. In other words, the first rotating electric machine 8
To generate torque in the opposite phase to that of the engine 1 to reduce torque fluctuation. This can be performed by controlling the power supply to the first rotating electric machine 8.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のパラレルハイ
ブリッド車両によれば、次のような効果を奏する。 低コストでパラレルハイブリッド車両を実現すること
ができる。従来のエンジン車両本体をそのまま使用しつ
つ、そのクラッチハウジング内に第１回転電機，クラッ
チ，第２回転電機を設置し、その他にバッテリ部とイン
バータ部とを設ければ、実現することができるからであ
る。 変速が２種類だけではなく、従来と同様に多段にでき
る。変速機３としては従来のものを使用するので、従来
と同様に多段の変速をすることが出来る。そのため、特
に大型車両でエンジンによる走行を行なう時、円滑な走
行をすることが出来る。As described above, according to the parallel hybrid vehicle of the present invention, the following effects can be obtained. A parallel hybrid vehicle can be realized at low cost. This can be realized by installing the first rotating electric machine, the clutch, and the second rotating electric machine in the clutch housing while using the conventional engine vehicle body as it is, and further providing a battery unit and an inverter unit. It is. The speed can be changed not only in two types but also in multiple stages as in the prior art. Since a conventional transmission is used as the transmission 3, multi-speed transmission can be performed as in the conventional case. Therefore, especially when the vehicle is driven by the engine in a large vehicle, the vehicle can run smoothly.
【００２６】燃費が改善されると共に、トータルとし
て排出される排気ガスの量が少なくなる。第２回転電機
１０によりエネルギー回生を行なう際、回生効率が高い
ためである。 乗り心地が改善される。第２回転電機１０を巧みに発
電機運転，モータ運転させることにより、エンジン１の
トルク変動を打ち消すよう作用させることが出来るの
で、トルク変動による車両振動を低減することが出来
る。The fuel consumption is improved and the amount of exhaust gas discharged as a whole is reduced. This is because when the second rotary electric machine 10 performs energy regeneration, the regeneration efficiency is high. Ride comfort is improved. By operating the second rotating electric machine 10 skillfully in the generator operation and the motor operation, it is possible to operate to cancel the torque fluctuation of the engine 1, so that the vehicle vibration due to the torque fluctuation can be reduced.
【００２７】従来のＭＴ車に本発明を適用した場合、
クラッチ操作が不要となる。 変速機にＰＴＯ（Power Take Off: 動力取出装置）が
付設されている場合、低騒音で動力を取り出すことが出
来る。 バッテリ部５から第２回転電機１０へ給電し、第２回転
電機１０の回転力をＰＴＯを介して取り出すことが出来
るが、この場合、エンジン１を運転していないので、周
囲に騒音を撒き散らすことはない。When the present invention is applied to a conventional MT vehicle,
No clutch operation is required. When a PTO (Power Take Off: power take-off device) is attached to the transmission, power can be taken out with low noise. Power can be supplied from the battery unit 5 to the second rotating electric machine 10, and the rotational force of the second rotating electric machine 10 can be extracted through the PTO. In this case, since the engine 1 is not operating, noise is scattered to the surroundings. Never.
【図１】 本発明のパラレルハイブリッド車両を示す図FIG. 1 shows a parallel hybrid vehicle according to the present invention.
【図２】 本発明で使用するクラッチの１例を示す図FIG. 2 is a diagram showing an example of a clutch used in the present invention.
【図３】 本発明におけるクラッチハウジング内の構成
を示す図FIG. 3 is a diagram showing a configuration inside a clutch housing according to the present invention.
１…エンジン、２…クラッチハウジング、３…変速機、
４…インバータ部、５…バッテリ、６…終減速機、７…
駆動輪、８…第１回転電機、９…クラッチ、１０…第２
回転電機、１１…エンジン回転軸、１２…オイル通路、
１３…変速機入力側回転軸、１４…軸受、８１…慣性マ
ス部、８２…ロータ、８３…永久磁石、８４…界磁巻
線、８７…磁気シールド部、８８…ステータ、９１…油
圧室、９２…オイルシールリング、９３…ピストン、９
４…クラッチディスク、９５…プレッシャープレート、
９６…戻り用バネ、１０１…ロータ、１０２…永久磁
石、１０３…界磁巻線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Clutch housing, 3 ... Transmission,
4 ... Inverter section, 5 ... Battery, 6 ... Final reducer, 7 ...
Drive wheel, 8 ... first rotating electric machine, 9 ... clutch, 10 ... second
Rotating electric machine, 11: engine rotating shaft, 12: oil passage,
13: Transmission input side rotating shaft, 14: Bearing, 81: Inertial mass, 82: Rotor, 83: Permanent magnet, 84: Field winding, 87: Magnetic shield, 88: Stator, 91: Hydraulic chamber, 92: oil seal ring, 93: piston, 9
4: clutch disk, 95: pressure plate,
96: return spring, 101: rotor, 102: permanent magnet, 103: field winding
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA02 AA04 AA05 AB27 AC03 AC13 AC22 AC33 AD06 AD53 3D041 AA01 AA11 AA18 AA21 AB01 AC01 AC06 AD00 AD01 AE02 5H115 PG04 PI16 PI22 PI29 PO17 PU01 PU22 PU24 PU25 QE01 QE08 QE10 QE12 QI04 RB08 5H572 AA02 CC04 DD01 FF01 FF05 FF06 Continued on front page F-term (reference) CC04 DD01 FF01 FF05 FF06
Claims (3)
と変速機との間に存在するクラッチハウジング内に、円
筒状の周壁を有する椀状とされ、その周壁外面に第１の
永久磁石が取り付けられ、回転軸がエンジン回転軸と直
結されている第１のロータと、ステータに取り付けら
れ、前記第１の永久磁石の外側に空隙を介して対向配置
された第１の界磁巻線とを有する第１回転電機と、該第
１回転電機の外径より大なる径の円筒状の周壁を有する
椀状とされ、その周壁外面に第２の永久磁石が取り付け
られ、回転軸が変速機入力側回転軸と直結されている第
２のロータと、ステータに取り付けられ、前記第２の永
久磁石の外側に空隙を介して対向配置された第２の界磁
巻線とを有し、前記第１回転電機との間に空隙を保って
被せるように設置した第２回転電機と、前記エンジン回
転軸と前記変速機入力側回転軸との断，接を行ない、前
記第１のロータの内側空間に設置されたクラッチとを配
設すると共に、バッテリ部と、前記第１の界磁巻線およ
び第２の界磁巻線と該バッテリ部との間での電力の授受
を制御するためのインバータ部とを具えたことを特徴と
するパラレルハイブリッド車両。1. A clutch housing which is provided between an engine and a transmission of a vehicle powered by an engine, has a bowl shape having a cylindrical peripheral wall, and a first permanent magnet is mounted on an outer surface of the peripheral wall. A first rotor having a rotating shaft directly connected to the engine rotating shaft, and a first field winding attached to the stator and arranged opposite to the outside of the first permanent magnet via a gap. A first rotating electric machine having a cylindrical peripheral wall having a diameter larger than the outer diameter of the first rotating electric machine, and a second permanent magnet attached to the outer peripheral surface of the first rotating electric machine; A second rotor that is directly connected to the side rotation shaft, and a second field winding attached to the stator and disposed outside the second permanent magnet with a gap therebetween. Installed so as to cover the gap with the single-turn electric machine A second rotary electric machine, a clutch disposed in an inner space of the first rotor for disconnecting and connecting the engine rotation shaft and the transmission input side rotation shaft, and a battery unit; A parallel hybrid vehicle comprising: an inverter unit for controlling transfer of electric power between the first field winding and the second field winding and the battery unit.
該慣性マス部付きの第１のロータとクラッチ構成部分の
うちエンジン回転軸に取り付けてある部分との慣性モー
メントの合計が、エンジン車両においてエンジンに付設
されていたフライホイールの慣性モーメントにほぼ等し
くなるようにしたことを特徴とする請求項１記載のパラ
レルハイブリッド車両。2. An inertia mass portion is attached to the first rotor,
The sum of the moment of inertia of the first rotor with the inertial mass and the portion of the clutch component that is attached to the engine rotation shaft is substantially equal to the moment of inertia of the flywheel attached to the engine in the engine vehicle. The parallel hybrid vehicle according to claim 1, wherein:
部を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のパ
ラレルハイブリッド車両。3. The parallel hybrid vehicle according to claim 1, wherein a magnetic shield portion is provided on an outer peripheral side of the first field winding.
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|---|---|---|---|
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