JP2013121836A - ハイブリッドシステムの動力構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】EV走行性能を向上させ、燃費も向上させることができるハイブリッドシステムの動力構造を提供する。
【解決手段】本発明のハイブリッドシステムの動力構造は、サンギヤ101、キャリア103及びリングギヤ102でなる遊星ギヤ部180と、サンギヤと連結される第1モータ110と、リングギヤと連結される第2モータ120と、キャリアと連結されるエンジン131及びブレーキ132と、を含んで構成される。
【選択図】図1
【解決手段】本発明のハイブリッドシステムの動力構造は、サンギヤ101、キャリア103及びリングギヤ102でなる遊星ギヤ部180と、サンギヤと連結される第1モータ110と、リングギヤと連結される第2モータ120と、キャリアと連結されるエンジン131及びブレーキ132と、を含んで構成される。
【選択図】図1
Description
本発明は、ハイブリッドシステムの動力構造に係り、特にハイブリッド自動車のモータの大きさを増大させずにEV(Electric Vehicle)走行性能を向上させ、燃費を向上させることができるハイブリッドシステムの動力構造に関する。
一般に、ハイブリッド自動車は、エンジンと、電気モータと、バッテリと、で構成され、車両の加速時に電気モータによる動力補助を行ない、エンジンの運転点を燃料消耗率が最小である最適の動作ライン(OOL:Optimal Operating Line)近傍に送って燃費を向上させるように構成される。このようなハイブリッド自動車は、エンジンで発電機を駆動することにより生成された電力を利用して電気モータを動かす直列型ハイブリッド自動車と、エンジンを電気モータで補助してエンジンの負担を軽減させる並列型ハイブリッド自動車とに区分されている。
一方、従来のハイブリッド自動車の動力伝達は、エンジン50の駆動軸動力がサンギヤ、キャリア及びリングギヤを含む遊星ギヤのキャリアを媒介にしてサンギヤ及びリングギヤに伝達される。この時、サンギヤへ伝達された動力は発電機を駆動することになり、発電機で発電された電力は、駆動モータを動作させるかバッテリに蓄電される。さらに、リングギヤの回転力及び駆動モータの駆動力は、ファイナルドライブへ連結されることにより、ファイナルドライブの両側に設けられた車輪を回転させる。しかし、従来のハイブリッド自動車は、駆動モータの動作に限界があるため、走行性能が低下するとの問題点があった。
本発明は、前記の問題点を解消するためになされたもので、本発明の目的は、ハイブリッド自動車のモータの大きさを増大させずにEV走行性能を向上させ、燃費も向上させることができるハイブリッドシステムの動力構造を提供することにある。
本発明によるハイブリッドシステムの動力構造は、サンギヤ、キャリア及びリングギヤでなる遊星ギヤ部と、前記サンギヤと連結される第1モータと、前記リングギヤと連結される第2モータと、前記キャリアと連結されるエンジン及びブレーキと、を含むことを特徴とする。前記第1モータと第2モータは、バッテリと連結されるようにするのが好ましい。前記第2モータは、車両のホイールを連結するドライブと連結されるようにするのが好ましい。
本発明は、ハイブリッド自動車でEV走行時に2つのモータで駆動可能にして走行性能を向上させるとともに、モータを増加せずともEV領域を増大させ、燃費を向上させることができる。
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳しく説明する。
図1〜図4は、本発明のハイブリッドシステムの動力構造を示す図である。図1は、ハイブリッドシステムの動力構造の構成を示し、図2〜図4は、ハイブリッドシステムの動力構造の動力流れの構成を示す。本発明のハイブリッドシステムの動力構造は、図1〜図4に示す通り、遊星ギヤ部100のサンギヤ101と連結される第1モータ110と、リングギヤ102と連結される第2モータ120と、キャリア103と連結されるエンジン131及びブレーキ132と、からなる。これによりハイブリッド自動車の走行性能を向上させることを技術上の特徴としている。以下、本発明のハイブリッドシステムの動力構造の各構成要素を、図を参照しながら1つずつ説明する。
まず、本発明は、遊星ギヤ部100が備えられ、遊星ギヤ部100のサンギヤ101、リングギヤ102、キャリア103が、第1モータ110と、第2モータ120と、エンジン131及びブレーキ132と連結され、リングギヤ102と連結された第2モータ120は、ドライブ150と連結され出力させることを基本とする。図1に示すように、遊星ギヤ部100はサンギヤ101、キャリア103及びリングギヤ102からなる。第1モータ110は、サンギヤ101、キャリア103、リングギヤ102からなる遊星ギヤ部100のうち入力部と出力部でないサンギヤ101と連結される。第2モータ120は、出力部であるリングギヤ102と連結され、追って記述するドライブ150と連結される。
ここで、ハイブリッド自動車に取り付けられた第1モータ110と第2モータ120は、ハイブリッドシステムの最大の利点であるエンジン最適運転点を制御するものであって、本発明では2つのモータが備えられるようにし、運転点の制御を可能にして走行性能を向上させ得るようにする。キャリア103は、入力部として車体の動力を発生させるエンジン131と連結され、前記エンジン131の動力が伝達されることになる。さらに、キャリア103は、ブレーキ132とも連結され、サンギヤ101に連結された第1モータ110と、リングギヤ102に連結された第2モータ120との駆動を制御することができるようにする。
一方、第1モータ110と第2モータ120は、バッテリ140と連結され、第1モータ110と第2モータ120の作動を可能にすることが好ましい。さらに、出力部であるリングギヤ102と連結された第2モータ120は、車両のホイールを連結するドライブ150と連結され、リングギヤ102を介し出力された動力をドライブ150へ伝達して車両の駆動を可能にする。
以下、本発明のハイブリッドシステムの動力構造において、それぞれのモード変換を説明する。図2は、EVモードでエンジン始動時の動力流れを示す図である。図2に示す通り、初期車両出発時にモータの動力が直ちに出力に伝達されるEVモード走行をする。この時、EVモード中にエンジン131は停止している状態で、第1モータ110は無負荷回転をするだけで動力を発生させることはない。一方、EVモード運転中HEV(Hybrid Electric Vehicle)モードで走行すべくエンジン始動をかける場合は、第1モータ110がジェネレータに変換作動して、エンジン131をエンジン始動可能な速度に増加させたあと、エンジン131始動を実施する。
図3は、EVモードからHEVモードへの変換時の動力流れを示す図である。図3に示す通り、エンジン131始動後HEVモードへ進入するとき、第1モータ110と第2モータ120がそれぞれジェネレータとモータの役割をすることにより、E−CVT、即ち、エンジン運転点を最適の運転点で駆動するように制御する。一方、第2モータ120は出力と直結されているため、主にモータの役割で動力をアシストする。
図4は、EVモードから他のEVモードへの変換時の動力流れを示す図である。図4に示す通り、EVモードで第2モータ120でのみ駆動する場合に登坂状況や車速が高いので、第2モータ120の速度が高過ぎてトルクの不足時にブレーキ132を作動させ、他のEVモードで走行することができるようにする。このとき、第1モータ110と第2モータ120を全て動力源として用いることができ、逆モード切換がなされる場合、第1モータ110と第2モータ120に分散されていたトルクを第2モータ120に集中したあとブレーキ132を解除し、モード切換の衝撃を最小化するように制御する。
このように、本発明は第1モータ110、第2モータ120、そしてブレーキ132を利用してEVシステムを駆動することができるので、走行性能を向上させると共に、EV可能車速を増加させ燃費を向上させることができる。前記のような構成を有する本発明のハイブリッドシステムの動力構造は、サンギヤ、キャリア及びリングギヤでなる遊星ギヤ部と、サンギヤと連結される第1モータと、リングギヤと連結される第2モータと、キャリアと連結されるエンジン及びブレーキとで構成され、ハイブリッド自動車でEV走行時に2つのモータで駆動可能にして走行性能を向上させるとともに、モータを増加させずともEV領域を増大させ、燃費を向上させるのに卓越した利点を有する。なお、本発明は、本実施例に限定されず、多様な修正及び変形が可能であるのは勿論である。
本発明は、走行性能と燃費を向上させることができるハイブリッドシステムの動力構造として好適である。
100 遊星ギヤ部
101 サンギヤ
102 リングギヤ
103 キャリア
110 第1モータ
120 第2モータ
131 エンジン
132 ブレーキ
101 サンギヤ
102 リングギヤ
103 キャリア
110 第1モータ
120 第2モータ
131 エンジン
132 ブレーキ
Claims (3)
- サンギヤ、キャリア及びリングギヤでなる遊星ギヤ部と、
前記サンギヤと連結される第1モータと、
前記リングギヤと連結される第2モータと、
前記キャリアと連結されるエンジン及びブレーキと、
を含むことを特徴とするハイブリッドシステムの動力構造。
- 前記第1モータと第2モータは、バッテリと連結されることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドシステムの動力構造。
- 前記第2モータは、車両のホイールを連結するドライブと連結されることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッドシステムの動力構造。
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