JP3384341B2 - ハイブリッド車両用駆動装置 - Google Patents
ハイブリッド車両用駆動装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
- F16H3/727—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path
- F16H3/728—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with at least two dynamo electric machines for creating an electric power path inside the gearing, e.g. using generator and motor for a variable power torque path with means to change ratio in the mechanical gearing
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
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- Motor Power Transmission Devices (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と電動モ
ータを組み合わせたハイブリッド車両の駆動装置に関す
るものである。
ータを組み合わせたハイブリッド車両の駆動装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から排気エミッションを低減するた
め、エンジンと電動モータを組み合わせて、いずれか一
方または双方の駆動力により走行するハイブリッド車両
が知られており、例えば、特開平８−３０８０２１号公
報に開示されるものがある。
め、エンジンと電動モータを組み合わせて、いずれか一
方または双方の駆動力により走行するハイブリッド車両
が知られており、例えば、特開平８−３０８０２１号公
報に開示されるものがある。
【０００３】これは、一つの遊星歯車機構を介してエン
ジン、モータ、発電機を連結し、エンジンの出力の一部
を発電機に配分する一方、残りの出力を駆動輪へ配分す
るもので、通常走行中は発電機の回転数を制御すること
で、変速比を無段階に制御するものである。
ジン、モータ、発電機を連結し、エンジンの出力の一部
を発電機に配分する一方、残りの出力を駆動輪へ配分す
るもので、通常走行中は発電機の回転数を制御すること
で、変速比を無段階に制御するものである。
【０００４】遊星歯車機構には、エンジンの出力がキャ
リアへ入力され、サンギヤからエンジン出力の一部が発
電機へ伝達される一方、残りのエンジン出力がリングギ
ヤに歯合した出力歯車を介して駆動輪へ伝達され、さら
に、出力歯車にはモータの出力が加えられる。
リアへ入力され、サンギヤからエンジン出力の一部が発
電機へ伝達される一方、残りのエンジン出力がリングギ
ヤに歯合した出力歯車を介して駆動輪へ伝達され、さら
に、出力歯車にはモータの出力が加えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、遊星歯車機構によってエンジンのトルクが発
電機と駆動輪へ分割されるため、駆動トルクとしてはエ
ンジントルクの７割程度（この割合はギヤ比の設定に応
じて変化する）しか得ることができず、例えば、急加速
時には駆動トルクが不足することになって、駆動トルク
をアシストするためには出力の大きなモータが必要にな
り、装置が大型化するとともに重量が増大するという問
題があった。
来例では、遊星歯車機構によってエンジンのトルクが発
電機と駆動輪へ分割されるため、駆動トルクとしてはエ
ンジントルクの７割程度（この割合はギヤ比の設定に応
じて変化する）しか得ることができず、例えば、急加速
時には駆動トルクが不足することになって、駆動トルク
をアシストするためには出力の大きなモータが必要にな
り、装置が大型化するとともに重量が増大するという問
題があった。
【０００６】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、エンジントルクを発電機へ分割して無段階
に変速を行いながら、エンジントルクの増幅を可能にし
て、かつ装置の大型化を抑制することを目的とする。
れたもので、エンジントルクを発電機へ分割して無段階
に変速を行いながら、エンジントルクの増幅を可能にし
て、かつ装置の大型化を抑制することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、エンジン
またはモータの出力のうち、少なくとも一方の出力によ
って車両を推進するとともに、エンジンの出力を発電機
と駆動輪へ分割する遊星歯車機構とを備えたハイブリッ
ド車両用駆動装置において、前記遊星歯車機構は、第１
及び第２の遊星歯車機構で構成されて、第１遊星歯車機
構のキャリアと第２遊星歯車機構のサンギヤをエンジン
の出力軸に結合する一方、第１遊星歯車機構のサンギヤ
を発電機に連結し、前記第１及び第２遊星歯車機構のリ
ングギヤを選択的に係止、解放するブレーキを設けると
ともに、第２遊星歯車機構のキャリアを駆動輪側へ連結
し、この第２遊星歯車機構のキャリアよりも駆動輪側に
前記モータを配設する。
またはモータの出力のうち、少なくとも一方の出力によ
って車両を推進するとともに、エンジンの出力を発電機
と駆動輪へ分割する遊星歯車機構とを備えたハイブリッ
ド車両用駆動装置において、前記遊星歯車機構は、第１
及び第２の遊星歯車機構で構成されて、第１遊星歯車機
構のキャリアと第２遊星歯車機構のサンギヤをエンジン
の出力軸に結合する一方、第１遊星歯車機構のサンギヤ
を発電機に連結し、前記第１及び第２遊星歯車機構のリ
ングギヤを選択的に係止、解放するブレーキを設けると
ともに、第２遊星歯車機構のキャリアを駆動輪側へ連結
し、この第２遊星歯車機構のキャリアよりも駆動輪側に
前記モータを配設する。
【０００８】また、第２の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記第２遊星歯車機構のキャリアには出力歯車が
形成され、この出力歯車には駆動輪側と連結した駆動歯
車が歯合するとともに、前記モータはこの駆動歯車を介
して駆動輪と連結する。
いて、前記第２遊星歯車機構のキャリアには出力歯車が
形成され、この出力歯車には駆動輪側と連結した駆動歯
車が歯合するとともに、前記モータはこの駆動歯車を介
して駆動輪と連結する。
【０００９】また、第３の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記第２遊星歯車機構のキャリアにはプロペラシ
ャフトと連結する出力軸が結合し、前記モータはこの出
力軸を介して駆動輪と連結する。
いて、前記第２遊星歯車機構のキャリアにはプロペラシ
ャフトと連結する出力軸が結合し、前記モータはこの出
力軸を介して駆動輪と連結する。
【００１０】また、第４の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記第１または第２遊星歯車機構のうちの一方に
は、遊星歯車機構の３つの回転要素のうちの２つを選択
的に締結するクラッチを設ける。
いて、前記第１または第２遊星歯車機構のうちの一方に
は、遊星歯車機構の３つの回転要素のうちの２つを選択
的に締結するクラッチを設ける。
【００１１】また、第５の発明は、前記第１の発明にお
いて、前記第２遊星歯車機構のキャリア側には、ワンウ
ェイクラッチを介して油圧ポンプを連結する。
いて、前記第２遊星歯車機構のキャリア側には、ワンウ
ェイクラッチを介して油圧ポンプを連結する。
【００１２】
【発明の効果】したがって、第１の発明は、エンジンに
よって車両の推進を行う場合、ブレーキを解放した状態
では、第２遊星歯車機構のサンギヤとキャリアを介して
駆動力の伝達が行われる一方、第１遊星歯車機構のキャ
リアからサンギヤを介してエンジン出力の一部が発電機
へ分割され、発電機の回転数を制御することで無段階に
変速が行われ、また、モータのみよって車両の推進を行
った後に、エンジンを始動する場合では、発電機を電動
機として作動させると、モータの出力が反力となってエ
ンジンの始動を容易に行うことができる。ブレーキを締
結した状態では、第１及び２遊星歯車機構のリングギヤ
が係止されるため、第２遊星歯車機構のキャリアは減速
されて、エンジン出力を増幅することができ、低速域で
の急加速時などには、大きな駆動トルクを確保すること
ができ、駆動輪側に設けたモータの出力を増大すること
なく、要求される駆動トルクを確保することが可能とな
って、モータを小型のものに置き換えて装置の小型軽量
化を推進しながら、動力性能を確保することが可能とな
る。
よって車両の推進を行う場合、ブレーキを解放した状態
では、第２遊星歯車機構のサンギヤとキャリアを介して
駆動力の伝達が行われる一方、第１遊星歯車機構のキャ
リアからサンギヤを介してエンジン出力の一部が発電機
へ分割され、発電機の回転数を制御することで無段階に
変速が行われ、また、モータのみよって車両の推進を行
った後に、エンジンを始動する場合では、発電機を電動
機として作動させると、モータの出力が反力となってエ
ンジンの始動を容易に行うことができる。ブレーキを締
結した状態では、第１及び２遊星歯車機構のリングギヤ
が係止されるため、第２遊星歯車機構のキャリアは減速
されて、エンジン出力を増幅することができ、低速域で
の急加速時などには、大きな駆動トルクを確保すること
ができ、駆動輪側に設けたモータの出力を増大すること
なく、要求される駆動トルクを確保することが可能とな
って、モータを小型のものに置き換えて装置の小型軽量
化を推進しながら、動力性能を確保することが可能とな
る。
【００１３】また、第２の発明は、駆動輪側の駆動歯車
はモータと連結するとともに、第２遊星歯車機構のキャ
リアに設けた出力歯車を介してエンジン側と連結し、エ
ンジンまたはモータの出力のうちの少なくとも一方によ
って車両の推進を行うことができる。
はモータと連結するとともに、第２遊星歯車機構のキャ
リアに設けた出力歯車を介してエンジン側と連結し、エ
ンジンまたはモータの出力のうちの少なくとも一方によ
って車両の推進を行うことができる。
【００１４】また、第３の発明は、出力軸はモータと結
合するとともに、第２遊星歯車機構のキャリアと連結
し、エンジンまたはモータの出力のうちの少なくとも一
方によって車両の推進を行うことができる。
合するとともに、第２遊星歯車機構のキャリアと連結
し、エンジンまたはモータの出力のうちの少なくとも一
方によって車両の推進を行うことができる。
【００１５】また、第４の発明は、第１または第２遊星
歯車機構のうちの一方に、遊星歯車機構の３つの回転要
素のうちの２つを選択的に締結するクラッチを設けるこ
とで、クラッチを締結した状態では、エンジン１の出力
軸と発電機は一体的に回転することになり、第１遊星歯
車機構及び第２遊星歯車機構の各回転要素にエンジント
ルクが分配されることがなくなって、エンジンのトルク
をそのまま駆動トルクとして利用できるのに加え、発電
機を電動機として駆動することで出力する駆動トルクを
さらに増大することができ、特に、高速域においては、
モータのトルクに発電機のトルクを加えることで、加速
性能や登坂性能を大幅に向上させて、燃費性能に加えて
動力性能に優れたハイブリッド車両を提供することが可
能となる。
歯車機構のうちの一方に、遊星歯車機構の３つの回転要
素のうちの２つを選択的に締結するクラッチを設けるこ
とで、クラッチを締結した状態では、エンジン１の出力
軸と発電機は一体的に回転することになり、第１遊星歯
車機構及び第２遊星歯車機構の各回転要素にエンジント
ルクが分配されることがなくなって、エンジンのトルク
をそのまま駆動トルクとして利用できるのに加え、発電
機を電動機として駆動することで出力する駆動トルクを
さらに増大することができ、特に、高速域においては、
モータのトルクに発電機のトルクを加えることで、加速
性能や登坂性能を大幅に向上させて、燃費性能に加えて
動力性能に優れたハイブリッド車両を提供することが可
能となる。
【００１６】また、第５の発明は、クラッチ、ブレーキ
等の摩擦締結要素を駆動するための油圧ポンプを出力側
に配置することで、走行中にはエンジンの停止にかかわ
らず油圧を発生でき、エンジンを停止させてモータのみ
で走行する際に、新たな油圧ポンプを設ける必要がない
ため、装置の大型化を抑制でき、また、ワンウェイクラ
ッチを設けることで、後退時に油圧ポンプが逆転するの
を防止することができる。
等の摩擦締結要素を駆動するための油圧ポンプを出力側
に配置することで、走行中にはエンジンの停止にかかわ
らず油圧を発生でき、エンジンを停止させてモータのみ
で走行する際に、新たな油圧ポンプを設ける必要がない
ため、装置の大型化を抑制でき、また、ワンウェイクラ
ッチを設けることで、後退時に油圧ポンプが逆転するの
を防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１８】図１は、本発明をＦＦ方式のハイブリッド
車両に適用した一例を示し、エンジンまたは電動モータ
のいずれか一方、または双方の駆動力を用いて車両の推
進を行うものである。
車両に適用した一例を示し、エンジンまたは電動モータ
のいずれか一方、または双方の駆動力を用いて車両の推
進を行うものである。
【００１９】図１において、エンジン１と発電機３が同
軸的、かつ対向するように配置されて、これらエンジン
１と発電機３の間には第１遊星歯車機構２１と第２遊星
歯車機構２２の２組の遊星歯車機構が介装される。な
お、第１遊星歯車機構２１が発電機３側に、第２遊星歯
車機構２２がエンジン１側に配設される。
軸的、かつ対向するように配置されて、これらエンジン
１と発電機３の間には第１遊星歯車機構２１と第２遊星
歯車機構２２の２組の遊星歯車機構が介装される。な
お、第１遊星歯車機構２１が発電機３側に、第２遊星歯
車機構２２がエンジン１側に配設される。
【００２０】エンジン１の出力軸１ａは、第２遊星歯車
機構２２のサンギヤ２２Ｓと第１遊星歯車機構２１のキ
ャリア２１Ｃに結合され、また、発電機３は第１遊星歯
車機構２１のサンギヤ２１Ｓに結合される。
機構２２のサンギヤ２２Ｓと第１遊星歯車機構２１のキ
ャリア２１Ｃに結合され、また、発電機３は第１遊星歯
車機構２１のサンギヤ２１Ｓに結合される。
【００２１】第１遊星歯車機構２１と第２遊星歯車機構
２２のリングギヤ２１Ｒ、２２Ｒは一体に結合されてお
り、これらリングギヤ２１Ｒ、２２Ｒの外周にはブレー
キ９が設けられ、ブレーキ９の締結、解放に応じてリン
グギヤ２１Ｒ、２２Ｒの停止、回転が制御される。
２２のリングギヤ２１Ｒ、２２Ｒは一体に結合されてお
り、これらリングギヤ２１Ｒ、２２Ｒの外周にはブレー
キ９が設けられ、ブレーキ９の締結、解放に応じてリン
グギヤ２１Ｒ、２２Ｒの停止、回転が制御される。
【００２２】一方、第２遊星歯車機構２２のキャリア２
２Ｃには、出力ギヤ５ａが結合され、この出力ギヤ５ａ
はアイドラギヤ５ｂと歯合して、ファイナルギヤ６から
ドライブシャフト７Ｌ、７Ｒを介して駆動輪（前輪）８
Ｌ、８Ｒに駆動トルク（駆動力）を伝達する。
２Ｃには、出力ギヤ５ａが結合され、この出力ギヤ５ａ
はアイドラギヤ５ｂと歯合して、ファイナルギヤ６から
ドライブシャフト７Ｌ、７Ｒを介して駆動輪（前輪）８
Ｌ、８Ｒに駆動トルク（駆動力）を伝達する。
【００２３】さらに、アイドラギヤ５ｂには出力ギヤ５
ｃを介してモータ４が歯合しており、モータ４のトルク
も駆動輪８Ｌ、８Ｒに伝達される。
ｃを介してモータ４が歯合しており、モータ４のトルク
も駆動輪８Ｌ、８Ｒに伝達される。
【００２４】発電機３及びモータ４は、図示しないコン
トローラ、バッテリ及びインバータ等に接続されてお
り、コントローラは車速、エンジン回転数、アクセルペ
ダル踏み込み量、バッテリ充電状態、シフト位置（図示
せず）などの運転状態に応じてエンジン１とモータ４の
駆動トルクの制御を行うとともに、インバータ等を制御
することで発電機３の発電制御を行う。なお、ブレーキ
９もこのコントローラによって制御され、運転状態に応
じて締結、解放が行われる。
トローラ、バッテリ及びインバータ等に接続されてお
り、コントローラは車速、エンジン回転数、アクセルペ
ダル踏み込み量、バッテリ充電状態、シフト位置（図示
せず）などの運転状態に応じてエンジン１とモータ４の
駆動トルクの制御を行うとともに、インバータ等を制御
することで発電機３の発電制御を行う。なお、ブレーキ
９もこのコントローラによって制御され、運転状態に応
じて締結、解放が行われる。
【００２５】コントローラによる駆動力及び発電制御
は、前記従来例などと同様に行われ、例えば、発進時ま
たは後退時にはモータ４のトルクのみによって車両の推
進を行って、低回転域では十分なトルクが得られないエ
ンジン１に代わって作動する。そして、車速が所定値を
超えて増大した後にはエンジン１を始動して、エンジン
トルクによって車両の推進と発電機３による発電を行
い、運転状態に応じてモータ４を駆動して、エンジン１
のトルクにモータ４のトルクを併せて車両の推進を行
う。一方、車両の減速時にはモータ４を発電機として作
動してエネルギの回生を行う。
は、前記従来例などと同様に行われ、例えば、発進時ま
たは後退時にはモータ４のトルクのみによって車両の推
進を行って、低回転域では十分なトルクが得られないエ
ンジン１に代わって作動する。そして、車速が所定値を
超えて増大した後にはエンジン１を始動して、エンジン
トルクによって車両の推進と発電機３による発電を行
い、運転状態に応じてモータ４を駆動して、エンジン１
のトルクにモータ４のトルクを併せて車両の推進を行
う。一方、車両の減速時にはモータ４を発電機として作
動してエネルギの回生を行う。
【００２６】以上のように構成されて、次に作用につい
て説明する。
て説明する。
【００２７】まず、車両の発進はエンジン１を停止し
て、モータ４のトルクのみによって行われ、ブレーキ９
を解放した状態でモータ４を駆動すると、アイドラギヤ
５ｂからファイナルギヤ６へモータ４のトルクが伝達さ
れて車両の推進が行われる。
て、モータ４のトルクのみによって行われ、ブレーキ９
を解放した状態でモータ４を駆動すると、アイドラギヤ
５ｂからファイナルギヤ６へモータ４のトルクが伝達さ
れて車両の推進が行われる。
【００２８】このとき、アイドラギヤ５ｂに歯合した出
力ギヤ５ａ及び第２遊星歯車機構２２のキャリア２２Ｃ
も回転するが、ブレーキ９が解放されており、かつ発電
機３も作動していないため、図２に示すように、リング
ギヤ２１Ｒ、２２Ｒ、キャリア２２Ｃ及びサンギヤ２１
Ｓはとともに連れ回るだけで、エンジン１にモータ４の
トルクが吸収されることはない。なお、モータ４の回転
方向は、シフト位置などから前後退を判定して、所定の
回転方向に設定する。 次に、車速が増大して所定値を
超える低速域になると、エンジン１の始動が行われ、モ
ータ４のトルクにエンジン１のトルクが加わる。
力ギヤ５ａ及び第２遊星歯車機構２２のキャリア２２Ｃ
も回転するが、ブレーキ９が解放されており、かつ発電
機３も作動していないため、図２に示すように、リング
ギヤ２１Ｒ、２２Ｒ、キャリア２２Ｃ及びサンギヤ２１
Ｓはとともに連れ回るだけで、エンジン１にモータ４の
トルクが吸収されることはない。なお、モータ４の回転
方向は、シフト位置などから前後退を判定して、所定の
回転方向に設定する。 次に、車速が増大して所定値を
超える低速域になると、エンジン１の始動が行われ、モ
ータ４のトルクにエンジン１のトルクが加わる。
【００２９】エンジン１の始動は、ブレーキ９を解放し
たまま発電機３を電動機として駆動することで行われ、
図３にも示すように、モータ４の駆動中は、モータ４の
トルクの一部がアイドラギヤ５ｂに噛み合う出力ギヤ５
ａを介してキャリア２２Ｃに入力し、発電機３からサン
ギヤ２１Ｓに入力するトルクと共に、キャリア２１Ｃを
介して出力軸１ａに伝達されて、エンジン１の始動が行
われる。なお、図中上方へ向かう矢印が第１及び第２遊
星歯車機構２１、２２への入力を、同じく図中下方へ向
かう矢印が第１及び第２遊星歯車機構２１、２２からの
出力を示し、矢印の長さがトルクの大きさを示す。
たまま発電機３を電動機として駆動することで行われ、
図３にも示すように、モータ４の駆動中は、モータ４の
トルクの一部がアイドラギヤ５ｂに噛み合う出力ギヤ５
ａを介してキャリア２２Ｃに入力し、発電機３からサン
ギヤ２１Ｓに入力するトルクと共に、キャリア２１Ｃを
介して出力軸１ａに伝達されて、エンジン１の始動が行
われる。なお、図中上方へ向かう矢印が第１及び第２遊
星歯車機構２１、２２への入力を、同じく図中下方へ向
かう矢印が第１及び第２遊星歯車機構２１、２２からの
出力を示し、矢印の長さがトルクの大きさを示す。
【００３０】車速がさらに増大すると、モータ４の駆動
を停止してエンジン１のトルクによって車両の推進が行
われ、図４、図５に示すように、エンジン１の駆動によ
る低速域から高速域の定常走行においては、車速、エン
ジン回転数、スロットル開度、バッテリＳＯＣ（充電状
態）信号から判断して、発電機３の回転数を制御するこ
とで変速が行われる。
を停止してエンジン１のトルクによって車両の推進が行
われ、図４、図５に示すように、エンジン１の駆動によ
る低速域から高速域の定常走行においては、車速、エン
ジン回転数、スロットル開度、バッテリＳＯＣ（充電状
態）信号から判断して、発電機３の回転数を制御するこ
とで変速が行われる。
【００３１】一方、低速走行中に急加速を行う場合等で
は、大きな駆動トルクが要求されるため、図６に示すよ
うに、ブレーキ９を締結してリングギヤ２１Ｒ、２２Ｒ
を固定して、第１遊星歯車機構２１を減速機として作用
させてアイドラギヤ５ｂへ伝達される駆動トルクを増幅
するとともに、モータ４を駆動して駆動トルクの増大を
図る。
は、大きな駆動トルクが要求されるため、図６に示すよ
うに、ブレーキ９を締結してリングギヤ２１Ｒ、２２Ｒ
を固定して、第１遊星歯車機構２１を減速機として作用
させてアイドラギヤ５ｂへ伝達される駆動トルクを増幅
するとともに、モータ４を駆動して駆動トルクの増大を
図る。
【００３２】このとき、図６に示すように、発電機３の
回転数は増大するが、発電機３を無負荷としておくこと
で、運転者の要求に応じて大きな駆動トルクを発生する
ことが可能となる。
回転数は増大するが、発電機３を無負荷としておくこと
で、運転者の要求に応じて大きな駆動トルクを発生する
ことが可能となる。
【００３３】こうして、エンジン１と発電機３及びモー
タ４を連結する遊星歯車機構が、ブレーキ９を備えた２
組の遊星歯車機構２１、２２で構成することにより、発
電制御によって無段変速を行いながらも、低速域での急
加速時のように大きな駆動トルクが要求される場合で
は、ブレーキ９の締結によってエンジントルクを増幅し
て出力することが可能となって、前記従来例に比して駆
動輪８Ｌ、８Ｒへ伝達されるエンジントルクを増大する
ことができるため、モータ４を小型のものに置き換える
ことが可能となって、装置の小型、軽量化を推進でき、
さらに、モータ４を小型化することで、強電回路、すな
わち、インバータやバッテリを小型化することが可能と
なって、車両の小型軽量化に加えて製造コストの低減を
図ることができる。
タ４を連結する遊星歯車機構が、ブレーキ９を備えた２
組の遊星歯車機構２１、２２で構成することにより、発
電制御によって無段変速を行いながらも、低速域での急
加速時のように大きな駆動トルクが要求される場合で
は、ブレーキ９の締結によってエンジントルクを増幅し
て出力することが可能となって、前記従来例に比して駆
動輪８Ｌ、８Ｒへ伝達されるエンジントルクを増大する
ことができるため、モータ４を小型のものに置き換える
ことが可能となって、装置の小型、軽量化を推進でき、
さらに、モータ４を小型化することで、強電回路、すな
わち、インバータやバッテリを小型化することが可能と
なって、車両の小型軽量化に加えて製造コストの低減を
図ることができる。
【００３４】図８は、第２の実施形態を示し、前記第１
実施形態の第１遊星歯車機構２１及び第２遊星歯車機構
２２を、ＦＲ方式のハイブリッド車両に適用した一例を
示す。
実施形態の第１遊星歯車機構２１及び第２遊星歯車機構
２２を、ＦＲ方式のハイブリッド車両に適用した一例を
示す。
【００３５】図８において、エンジン１の出力軸１ａ
は、第１遊星歯車機構２１のキャリア２１Ｃと第２遊星
歯車機構２２のサンギヤ２２Ｓに結合され、また、発電
機３は第１遊星歯車機構２１のサンギヤ２１Ｓに結合さ
れる。
は、第１遊星歯車機構２１のキャリア２１Ｃと第２遊星
歯車機構２２のサンギヤ２２Ｓに結合され、また、発電
機３は第１遊星歯車機構２１のサンギヤ２１Ｓに結合さ
れる。
【００３６】前記第１実施形態と同様に、第１遊星歯車
機構２１と第２遊星歯車機構２２のリングギヤ２１Ｒ、
２２Ｒは一体に結合されており、これらリングギヤ２１
Ｒ、２２Ｒの外周にはブレーキ９が設けられ、ブレーキ
９の締結、解放に応じてリングギヤ２１Ｒ、２２Ｒの停
止、回転が制御される。
機構２１と第２遊星歯車機構２２のリングギヤ２１Ｒ、
２２Ｒは一体に結合されており、これらリングギヤ２１
Ｒ、２２Ｒの外周にはブレーキ９が設けられ、ブレーキ
９の締結、解放に応じてリングギヤ２１Ｒ、２２Ｒの停
止、回転が制御される。
【００３７】一方、第２遊星歯車機構２２のキャリア２
２Ｃには、出力軸１１に結合され、この出力軸１１の途
中にはモータ４が結合されており、このモータ４あるい
はエンジン１からの出力が出力軸１１からプロペラシャ
フト１２を通して終減速機１３及びドライブシャフト１
４Ｌ、１４Ｒを介して駆動輪（後輪）１５Ｌ、１５Ｒに
駆動トルクが伝達される。
２Ｃには、出力軸１１に結合され、この出力軸１１の途
中にはモータ４が結合されており、このモータ４あるい
はエンジン１からの出力が出力軸１１からプロペラシャ
フト１２を通して終減速機１３及びドライブシャフト１
４Ｌ、１４Ｒを介して駆動輪（後輪）１５Ｌ、１５Ｒに
駆動トルクが伝達される。
【００３８】発進から定常走行への移行や、低速域にお
ける急加速時などのブレーキ９の制御は前記第１実施形
態と同様に行われ、ブレーキ９の締結時ではエンジント
ルクを増幅して出力することが可能となり、モータ４を
小型のものに置き換えて出力を低減することが可能とな
って、装置の小型軽量化を推進できるのである。
ける急加速時などのブレーキ９の制御は前記第１実施形
態と同様に行われ、ブレーキ９の締結時ではエンジント
ルクを増幅して出力することが可能となり、モータ４を
小型のものに置き換えて出力を低減することが可能とな
って、装置の小型軽量化を推進できるのである。
【００３９】図９は、第３の実施形態を示し、前記第１
実施形態の第１遊星歯車機構２１のサンギヤ２１Ｓとキ
ャリア２１Ｃとの間にクラッチ１０を介装して、サンギ
ヤ２１Ｓとキャリア２１Ｃを選択的に結合可能としたも
ので、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
実施形態の第１遊星歯車機構２１のサンギヤ２１Ｓとキ
ャリア２１Ｃとの間にクラッチ１０を介装して、サンギ
ヤ２１Ｓとキャリア２１Ｃを選択的に結合可能としたも
ので、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００４０】この場合、クラッチ１０を解放した状態で
は、前記第１実施形態と同様に作用するが、クラッチ１
０を締結した場合では、図７に示すように、エンジン１
の出力軸１ａと発電機３は一体的に回転することにな
り、第１遊星歯車機構２１及び第２遊星歯車機構２２の
各回転要素にエンジントルクが分配されることがなくな
って、エンジン１のトルクをそのまま駆動トルクとして
利用できるのに加え、発電機３をモータとして駆動する
ことでアイドラギヤ５ｂへ出力する駆動トルクをさらに
増大することができ、特に、高速域においては、モータ
４のトルクに発電機３のトルクを加えることで、加速性
能や登坂性能を大幅に向上させることが可能となって、
燃費性能に加えて動力性能に優れたハイブリッド車両を
提供することが可能となる。
は、前記第１実施形態と同様に作用するが、クラッチ１
０を締結した場合では、図７に示すように、エンジン１
の出力軸１ａと発電機３は一体的に回転することにな
り、第１遊星歯車機構２１及び第２遊星歯車機構２２の
各回転要素にエンジントルクが分配されることがなくな
って、エンジン１のトルクをそのまま駆動トルクとして
利用できるのに加え、発電機３をモータとして駆動する
ことでアイドラギヤ５ｂへ出力する駆動トルクをさらに
増大することができ、特に、高速域においては、モータ
４のトルクに発電機３のトルクを加えることで、加速性
能や登坂性能を大幅に向上させることが可能となって、
燃費性能に加えて動力性能に優れたハイブリッド車両を
提供することが可能となる。
【００４１】図１０は、第４の実施形態を示し、前記第
３実施形態のクラッチ１０を、前記第２実施形態に示し
たＦＲ方式のハイブリッド車両に適用したもので、その
他の構成は前記第２実施形態と同様である。
３実施形態のクラッチ１０を、前記第２実施形態に示し
たＦＲ方式のハイブリッド車両に適用したもので、その
他の構成は前記第２実施形態と同様である。
【００４２】クラッチ１０は、第１遊星歯車機構２１の
サンギヤ２１Ｓとキャリア２１Ｃとの間にクラッチ１０
を介装して、サンギヤ２１Ｓとキャリア２１Ｃを選択的
に結合可能としたもので、クラッチ１０を解放した状態
では、前記第１実施形態と同様に作用するが、クラッチ
１０を締結した場合では、エンジン１の出力軸１ａと発
電機３は一体的に回転することになり、前記第３実施形
態と同様に、加速性能や登坂性能を大幅に向上させるこ
とが可能となって、燃費性能に加えて動力性能に優れた
ハイブリッド車両を提供することが可能となる。
サンギヤ２１Ｓとキャリア２１Ｃとの間にクラッチ１０
を介装して、サンギヤ２１Ｓとキャリア２１Ｃを選択的
に結合可能としたもので、クラッチ１０を解放した状態
では、前記第１実施形態と同様に作用するが、クラッチ
１０を締結した場合では、エンジン１の出力軸１ａと発
電機３は一体的に回転することになり、前記第３実施形
態と同様に、加速性能や登坂性能を大幅に向上させるこ
とが可能となって、燃費性能に加えて動力性能に優れた
ハイブリッド車両を提供することが可能となる。
【００４３】図１１は、第５の実施形態を示し、前記第
３実施形態に示した第２遊星歯車機構２２のキャリア２
２Ｃに、油圧ポンプ１６の駆動軸１８を結合するととも
に、油圧ポンプ１６と駆動軸１８の間にワンウェイクラ
ッチ１７を介装したもので、その他の構成は、前記第３
実施形態と同様である。
３実施形態に示した第２遊星歯車機構２２のキャリア２
２Ｃに、油圧ポンプ１６の駆動軸１８を結合するととも
に、油圧ポンプ１６と駆動軸１８の間にワンウェイクラ
ッチ１７を介装したもので、その他の構成は、前記第３
実施形態と同様である。
【００４４】油圧ポンプ１６は、ブレーキ９やクラッチ
１０を作動させる油圧供給源かつ、回転要素に対する潤
滑油供給源であり、油圧ポンプ１６と駆動軸１８との間
に介装したワンウェイクラッチ１７によって、油圧ポン
プ１６は、車両の前進時にのみ油圧の供給を行い、後退
時にはワンウェイクラッチ１７が空転することで油圧ポ
ンプ１６は油圧を発生しない。
１０を作動させる油圧供給源かつ、回転要素に対する潤
滑油供給源であり、油圧ポンプ１６と駆動軸１８との間
に介装したワンウェイクラッチ１７によって、油圧ポン
プ１６は、車両の前進時にのみ油圧の供給を行い、後退
時にはワンウェイクラッチ１７が空転することで油圧ポ
ンプ１６は油圧を発生しない。
【００４５】そして、エンジン１を停止する一方、モー
タ４で車両の推進を行う発進時や低速域においては、駆
動軸１８がキャリア２２Ｃに設けた出力ギヤ５ａ、アイ
ドラギヤ５ｂを介してモータ４に駆動されるため、エン
ジン１が停止している場合であっても、車両の前進時に
は各回転要素へ潤滑油の供給を行うことが可能となっ
て、エンジン１を停止させた走行に備えて、新たな油圧
ポンプを設ける必要がなくなり、駆動装置の小型、軽量
化をさらに推進することが可能となるのである。
タ４で車両の推進を行う発進時や低速域においては、駆
動軸１８がキャリア２２Ｃに設けた出力ギヤ５ａ、アイ
ドラギヤ５ｂを介してモータ４に駆動されるため、エン
ジン１が停止している場合であっても、車両の前進時に
は各回転要素へ潤滑油の供給を行うことが可能となっ
て、エンジン１を停止させた走行に備えて、新たな油圧
ポンプを設ける必要がなくなり、駆動装置の小型、軽量
化をさらに推進することが可能となるのである。
【００４６】図１２は、第６の実施形態を示し、前記第
４実施形態に示した第２遊星歯車機構２２のキャリア２
２Ｃと結合した出力軸１１に、油圧ポンプ１６を結合す
るとともに、油圧ポンプ１６と出力軸１１の間にワンウ
ェイクラッチ１７を介装したもので、その他の構成は、
前記第３実施形態と同様である。
４実施形態に示した第２遊星歯車機構２２のキャリア２
２Ｃと結合した出力軸１１に、油圧ポンプ１６を結合す
るとともに、油圧ポンプ１６と出力軸１１の間にワンウ
ェイクラッチ１７を介装したもので、その他の構成は、
前記第３実施形態と同様である。
【００４７】油圧ポンプ１６は、ブレーキ９やクラッチ
１０を作動させる油圧供給源かつ潤滑油供給源であり、
油圧ポンプ１６と出力軸１１との間に介装したワンウェ
イクラッチ１７によって、油圧ポンプ１６は、車両の前
進時にのみ油圧の供給を行い、後退時にはワンウェイク
ラッチ１７が空転することで油圧ポンプ１６は油圧を発
生しない。
１０を作動させる油圧供給源かつ潤滑油供給源であり、
油圧ポンプ１６と出力軸１１との間に介装したワンウェ
イクラッチ１７によって、油圧ポンプ１６は、車両の前
進時にのみ油圧の供給を行い、後退時にはワンウェイク
ラッチ１７が空転することで油圧ポンプ１６は油圧を発
生しない。
【００４８】そして、油圧ポンプ１６は出力軸１１に結
合されたため、車両の前進時には必ず油圧を供給するこ
とができ、エンジン１を停止させた状態での走行に備え
て、新たな油圧ポンプを設ける必要がなくなり、駆動装
置の小型、軽量化をさらに推進することが可能となるの
である。
合されたため、車両の前進時には必ず油圧を供給するこ
とができ、エンジン１を停止させた状態での走行に備え
て、新たな油圧ポンプを設ける必要がなくなり、駆動装
置の小型、軽量化をさらに推進することが可能となるの
である。
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の
概略構成図。
概略構成図。
【図２】第１及び第２遊星歯車機構の共線図で、モータ
走行状態を示す。
走行状態を示す。
【図３】第１及び第２遊星歯車機構の共線図で、エンジ
ン始動時を示す。
ン始動時を示す。
【図４】第１及び第２遊星歯車機構の共線図で、低速で
のエンジン走行状態を示す。
のエンジン走行状態を示す。
【図５】第１及び第２遊星歯車機構の共線図で、高速で
のモータ走行状態を示す。
のモータ走行状態を示す。
【図６】第１及び第２遊星歯車機構の共線図で、低速で
急加速したときのエンジン走行状態を示す。
急加速したときのエンジン走行状態を示す。
【図７】第１及び第２遊星歯車機構の共線図で、高速で
加速した場合のエンジン走行状態を示す。
加速した場合のエンジン走行状態を示す。
【図８】第２の実施形態を示すハイブリッド車両の概略
構成図。
構成図。
【図９】第３の実施形態を示すハイブリッド車両の概略
構成図。
構成図。
【図１０】第４の実施形態を示すハイブリッド車両の概
略構成図。
略構成図。
【図１１】第５の実施形態を示すハイブリッド車両の概
略構成図。
略構成図。
【図１２】第６の実施形態を示すハイブリッド車両の概
略構成図。
略構成図。
１ エンジン
１ａ 出力軸
３ 発電機
４ モータ
５ａ 出力ギヤ
５ｂ アイドラギヤ
５ｃ 出力ギヤ
６ ファイナルギヤ
７Ｌ、７Ｒ ドライブシャフト
８Ｌ、８Ｒ 駆動輪
９ ブレーキ
１０ クラッチ
１１ 出力軸
１２ プロペラシャフト
１３ 終減速機
１４Ｌ、１４Ｒ ドライブシャフト
１５Ｌ、１５Ｒ 駆動輪
１６ オイルポンプ
１７ ワンウェイクラッチ
１８ 駆動軸
２１ 第１遊星歯車
２２ 第２遊星歯車
２１Ｓ、２２Ｓ サンギヤ
２１Ｃ、２２Ｃ キャリア
２１Ｒ、２２Ｒ リングギヤ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ６０Ｋ 6/04 ５５３ Ｂ６０Ｋ 6/04 ５５３
17/04 17/04 Ｇ
Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｌ 11/14
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60K 6/02 - 6/06
B60L 11/02 - 11/14
B60K 17/04
F16H 3/00 - 3/78
Claims (5)
- 【請求項１】 エンジンまたはモータの出力のうち、少
なくとも一方の出力によって車両を推進するとともに、
エンジンの出力を発電機と駆動輪へ分割する遊星歯車機
構とを備えたハイブリッド車両用駆動装置において、 前記遊星歯車機構は、第１及び第２の遊星歯車機構で構
成されて、第１遊星歯車機構のキャリアと第２遊星歯車
機構のサンギヤをエンジンの出力軸に結合する一方、第
１遊星歯車機構のサンギヤを発電機に結合し、前記第１
及び第２遊星歯車機構のリングギヤを選択的に係止、解
放するブレーキを設けるとともに、第２遊星歯車機構の
キャリアを駆動輪側へ連結し、この第２遊星歯車機構の
キャリアよりも駆動輪側に前記モータを配設したことを
特徴とするハイブリッド車両用駆動装置。 - 【請求項２】 前記第２遊星歯車機構のキャリアには出
力歯車が形成され、この出力歯車には駆動輪側と連結し
た駆動歯車が歯合するとともに、前記モータはこの駆動
歯車を介して駆動輪と連結したことを特徴とする請求項
１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。 - 【請求項３】 前記第２遊星歯車機構のキャリアにはプ
ロペラシャフトと連結する出力軸が結合し、前記モータ
はこの出力軸を介して駆動輪と連結したことを特徴とす
る請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。 - 【請求項４】 前記第１または第２遊星歯車機構のうち
の一方には、遊星歯車機構の３つの回転要素のうちの２
つを選択的に締結するクラッチを設けたことを特徴とす
る請求項１に記載のハイブリッド車両用駆動装置。 - 【請求項５】 前記第２遊星歯車機構のキャリア側に
は、ワンウェイクラッチを介して油圧ポンプを連結した
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両用
駆動装置。
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|---|---|---|---|
| JP31336098A JP3384341B2 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | ハイブリッド車両用駆動装置 |
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|---|---|---|---|
| JP31336098A JP3384341B2 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | ハイブリッド車両用駆動装置 |
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Family
ID=18040328
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP31336098A Expired - Fee Related JP3384341B2 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | ハイブリッド車両用駆動装置 |
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| JP3593992B2 (ja) * | 2001-04-23 | 2004-11-24 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車両用駆動装置 |
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| JP3641244B2 (ja) | 2002-03-13 | 2005-04-20 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド変速機の変速制御装置 |
| JP3614409B2 (ja) | 2002-03-25 | 2005-01-26 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド変速機 |
| JP3626151B2 (ja) | 2002-06-17 | 2005-03-02 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド変速機 |
| JP3722127B2 (ja) | 2003-02-05 | 2005-11-30 | 日産自動車株式会社 | 車両用電磁サスペンション装置 |
| JP4281424B2 (ja) * | 2003-06-16 | 2009-06-17 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
| JP3823949B2 (ja) | 2003-06-23 | 2006-09-20 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車のモード遷移制御装置 |
| JP2005119573A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車両 |
| US7822524B2 (en) | 2003-12-26 | 2010-10-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicular drive system |
| JP4218593B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2009-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の駆動装置 |
| JP4069901B2 (ja) | 2004-05-20 | 2008-04-02 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車のドライブトレーン |
| JP4438574B2 (ja) | 2004-09-01 | 2010-03-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4457981B2 (ja) * | 2005-05-26 | 2010-04-28 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4680769B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2011-05-11 | 富士重工業株式会社 | 作業用車両のハイブリッド駆動装置 |
| KR100756724B1 (ko) | 2006-08-10 | 2007-09-07 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 파워트레인 |
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| KR101619706B1 (ko) | 2015-05-06 | 2016-05-10 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 자동차의 시동발전장치 |
-
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- 1998-11-04 JP JP31336098A patent/JP3384341B2/ja not_active Expired - Fee Related
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