JP3646966B2 - ハイブリッド車 - Google Patents
ハイブリッド車 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3646966B2 JP3646966B2 JP2221198A JP2221198A JP3646966B2 JP 3646966 B2 JP3646966 B2 JP 3646966B2 JP 2221198 A JP2221198 A JP 2221198A JP 2221198 A JP2221198 A JP 2221198A JP 3646966 B2 JP3646966 B2 JP 3646966B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- engine
- gear
- planetary gear
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 22
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 7
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 15
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 101150045411 ATG8 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60K6/22—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 characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/36—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 characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
- B60K6/365—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 characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
-
- 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
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車に関し、より詳しくは比較的低出力の２つのモータを用いて駆動力の確保と動力エネルギの回収効率を向上するハイブリッド車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の車両においては、低公害、省資源の観点からエンジンとモータとを併用するハイブリッド車が開発されており、このハイブリッド車では、発電用と動力源用との２つのモータを搭載することで動力エネルギの回収効率向上と走行性能の確保とを図る技術が多く採用されている。
【０００３】
例えば、特開平９−４６８２１号公報には、ディファレンシャルギヤ等の差動分配機構による動力分配機構を用いてエンジンの動力を発電機とモータ（駆動用モータ）とに分配し、エンジンの動力の一部で発電しながらモータを駆動して走行するハイブリッド車が開示されており、また、特開平９−１００８５３号公報には、プラネタリギヤによってエンジンの動力を発電機とモータ（駆動用モータ）とに分配するハイブリッド車が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した各先行技術においては、低速時の駆動力の大半を駆動用モータに依存するため、駆動用に大容量の大型のモータが必要となるばかりでなく、駆動輪で必要とするトルクに対する増幅機能を電力に依存するため、バッテリー容量が十分でない場合にも一定の走行性能を維持することのできる発電容量をもった発電機が要求されることになり、コスト増の要因となる。
【０００５】
また、車両においてはモータ（発電機）の回転制御範囲を超えるような出力軸回転数の変化があるため、エンジン出力を発電機と駆動用モータとに分配するだけでは、駆動輪からの要求駆動力に対し、必ずしもエンジン及びモータの制御を十分に最適化できるとは限らない。
【０００６】
ところで、エンジンと２つのモータを有するハイブリッド車では、車両の利用形態や車両の走行条件により、エンジンと２つのモータの最適な制御方法が変化するが、エンジンと２つのモータの制御が互いに影響し合うことなく、それぞれの効率の良い運転範囲で適切、かつ、簡素に制御できることが望ましい。
【０００７】
また、ハイブリッド車では、トルク−電力間でのエネルギの変換も必要最小限にすることも効率向上のためには重要課題である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エネルギ効率に優れ、比較的低出力の２つのモータを用いて駆動力の確保と動力エネルギの回収効率向上を達成するとともに、駆動輪からの要求駆動力に対してエンジン及びモータ制御の最適化を実現することができ、また、エンジンと２つのモータの制御の互いの影響が少なく、制御も簡素で、制御自由度の高いハイブリッド車を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、エンジンの出力とモータの出力とを併用して走行駆動源とするハイブリッド車において、上記エンジンの出力軸と連結したサンギヤと、このサンギヤに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリアと、上記ピニオンに噛合するリングギヤとを有するプラネタリギヤと、上記プラネタリギヤのリングギヤに連結し、駆動源あるいは発電機として切換え使用可能な第１のモータと、上記プラネタリギヤのキャリアに連結し、駆動源あるいは発電機として切換え使用可能な第２のモータと、上記プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとリングギヤのいずれか２つを結合自在な連結機構と、上記第２のモータとともに上記プラネタリギヤのキャリアに連結し、複数段あるいは無段階に切り換え可能な変速比に応じて上記プラネタリギヤと駆動輪との間で変速及びトルク増幅を行なう動力変換機構とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記動力変換機構を、入力軸に軸支されるプライマリプーリと出力軸に軸支されるセカンダリプーリとの間に駆動ベルトを巻装してなるベルト式無段変速機とすることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、請求項１記載の発明では、エンジンの出力軸をプラネタリギヤのサンギヤと連結し、プラネタリギヤのリングギヤに第１のモータを連結し、プラネタリギヤのキャリアに第２のモータを連結し、プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとリングギヤのいずれか２つをクラッチ等の連結機構で結合自在にして、さらに、プラネタリギヤのキャリアに複数段あるいは無段階に変速比を切り換え可能な動力変換機構を連結して、この動力変換機構はプラネタリギヤと駆動輪との間で変速及びトルク増幅を行なう。
【００１２】
第１，第２のモータは、走行条件により、同時に駆動源あるいは発電機とし、又は、一方を駆動源、他方を発電機とし、又は、一方を駆動源あるいは発電機、他方を制御無しの状態として使用することができる。また、クラッチでプラネタリギヤの差動を固定して、エンジンと動力変換機構の間に２つのモータを配置するエンジンからの駆動軸を形成できる。
【００１３】
このため、走行条件に応じて最適な制御を選択することが可能となり、例えば、クラッチ解放の状態では、第１，第２のモータを共に駆動源として走行する、第１，第２のモータどちらか一方を駆動源、他方を発電機として走行する、エンジンからの駆動力を用いずに第２のモータのみを駆動源あるいは発電機として走行する等が可能で、クラッチ固定の状態では、プラネタリギヤの特性を考慮せずに単純に制御することが可能になり、トルク−電力間でのエネルギの変換も最小限で効率を大幅に向上することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載したように、動力変換機構としては、入力軸に軸支されるプライマリプーリと出力軸に軸支されるセカンダリプーリとの間に駆動ベルトを巻装してなるベルト式無段変速機を用い、変速比を無段階に切り換えて変速及びトルク増幅を行なうことが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図９は本発明の実施の一形態に係わり、図１は駆動系の基本構成を示す説明図、図２はクラッチ解放状態でエンジンの駆動力を考慮して第１，第２のモータによって走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図３はクラッチ解放状態でエンジンの駆動力を考慮して第１のモータでは駆動を第２のモータでは発電をして走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図４はクラッチ解放状態で第１のモータを発電機として使用し、第２のモータで駆動力を発生させる制動の場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図５はクラッチ解放状態で車両後退時のトルク及び電気の流れを示す説明図、図６はクラッチ固定状態でエンジン及び第１，第２のモータによって走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図７はクラッチ固定状態で第１，第２のモータを発電機として使用する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図８は第２のモータのみを利用して駆動力を得る場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図９は第２のモータのみを利用して制動力を得る場合のトルク及び電気の流れを示す説明図である。
【００１６】
本発明によるハイブリッド車は、エンジンとモータとを併用するパラレルハイブリッド式の車両であり、図１に示すように、エンジン１の出力軸１ａが、プラネタリギヤユニット２（シングルピニオン）のサンギヤ２ａに連結され、プラネタリギヤユニット２のリングギヤ２ｂにはプラネタリギヤユニット２の機能を制御するとともに駆動源あるいは発電機として切換え可能な第１のモータ３（以下、単にモータ３と呼称）が連結され、プラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａとリングギヤ２ｂとに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリア２ｃには、駆動源あるいは発電機として切換え可能な第２のモータ４（以下、単にモータ４と呼称）と変速及びトルク増幅を行なって走行時の動力変換機能を担う動力変換機構５とが連結されて駆動系が主要に構成されている。
【００１７】
また、上記プラネタリギヤユニット２は、上記サンギヤ２ａとリングギヤ２ｂとキャリア２ｃのうち、本発明の実施の形態では上記サンギヤ２ａと上記キャリア２ｃとが連結機構としてのクラッチ６で結合自在に形成されている。
【００１８】
上記動力変換機構５としては、歯車列を組み合わせた変速機や流体トルクコンバータを用いた変速機等を用いることが可能であるが、入力軸５ａに軸支されるプライマリプーリ５ｂと出力軸５ｃに軸支されるセカンダリプーリ５ｄとの間に駆動ベルト５ｅを巻装してなるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を採用することが望ましく、本形態においては、以下、上記動力変換機構５をＣＶＴ５として説明する。
【００１９】
すなわち、本形態におけるハイブリッド車の駆動系では、エンジン１の出力軸１ａとＣＶＴ５の入力軸５ａとの間にプラネタリギヤユニット２が配置されており、このプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａがエンジン１の出力軸１ａに連結されるとともに、キャリア２ｃが一方のモータ４を介してＣＶＴ５の入力軸５ａに結合され、リングギヤ２ｂに他方のモータ３が連結され、さらに、プラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａとキャリア２ｃとがクラッチ６で結合自在になっている。そして、ＣＶＴ５の出力軸５ｃに減速歯車列７を介してデファレンシャル機構８が連設され、このデファレンシャル機構８に駆動軸９を介して前輪或いは後輪の駆動輪１０が連設される。
【００２０】
また、上記エンジン１，２つのモータ３，４，ＣＶＴ５，クラッチ６は、監視・制御システム１１によって集中制御される。この監視・制御システム１１には、アクセルペダルやブレーキペダルの踏み込み操作、ステアリングの操舵角等を検出してドライバの運転操作状況を判定するドライバ意志判定システム１２、ブレーキ操作状態、エンジン１やＡＢＳ（アンチスキッドブレーキシステム）等に対する各種制御量、灯火類やエアコン等の補機類の作動状態等から車両の制御状況を判定する車両制御状況判定システム１３、車速、登坂や降坂、路面状態等の現在の車両の走行状態の変化を判定する走行状況判定システム１４等が接続され、エンジン１、２つのモータ３，４、ＣＶＴ５，クラッチ６の作動状態やバッテリ１５の状態を監視し、各システムからの情報に基づいて、エンジン１の制御、インバータ１６，１７を介してのモータ３，４の駆動及びバッテリ１５の充電制御、ＣＶＴ５の変速比や供給油圧の制御等を行う。
【００２１】
以上の構成による駆動系では、前述したように、エンジン１をプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａへ結合するとともに、リングギヤ２ｂにモータ３を連結して、キャリア２ｃからプラネタリギヤで合成した出力を得るようにし、また、上記キャリア２ｃにモータ４を連結してモータ４による出力も合成できるようにし、さらにこれら出力をＣＶＴ５によって変速及びトルク増幅して駆動輪１０に伝達するようにしているため、２つのモータ３，４は発電と駆動力供給との両方に使用することができ、比較的小出力のモータを使用することができる。
【００２２】
すなわち、クラッチ６を解放状態として、エンジン１の駆動力を考慮し（エンジン１による駆動力がプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａに入力され）、また、モータ３により駆動される場合は、図２に示すように、エンジン１からの駆動力はサンギヤ２ａへの入力トルクＴｓに、また、バッテリ１５からインバータ１６を介して電気エネルギがモータ３に供給され、モータ３で駆動力に変換されてリングギヤ２ｂへの入力トルクＴｒとなるわけであるが、プラネタリギヤの入出力特性から、サンギヤ２ａへの入力トルクＴｓ、リングギヤ２ｂへの入力トルクＴｒ、キャリア２ｃの出力トルクＴｃは、以下の（１）式で示すような関係となる。
Ｔｃ＝Ｔｓ＋Ｔｒ …（１）
【００２３】
従って、プラネタリギヤユニット２で、エンジン１によるサンギヤ２ａへの入力トルクＴｓと、モータ３によるリングギヤ２ｂへの入力トルクＴｒとが合成されてキャリア２ｃから出力され、エンジン１とモータ３のそれぞれの出力トルクが小さい場合であってもキャリア２ｃから大きな出力トルクを得ることができる。
【００２４】
加えて、プラネタリギヤユニット２のキャリア２ｃには、モータ４が連結されており、このモータ４による駆動力も合成することで、より大きな出力トルクを得ることができる。すなわち、この場合は、バッテリ１５からインバータ１７を介して電気エネルギがモータ４に供給され、モータ４で駆動力に変換されて、上述のプラネタリギヤユニット２で合成された出力トルクＴｃにさらに加えて出力される。モータ４による出力トルクをＴｍとすると、ＣＶＴ５に入力される最大出力可能なトルクＴout は、以下の（２）式で示す値となる。
Ｔout ＝Ｔｃ＋Ｔｍ＝Ｔｓ＋Ｔｒ＋Ｔｍ …（２）
【００２５】
このように、エンジン１、モータ３，４のそれぞれの出力トルクが小さい場合であっても大きな出力トルクを得ることができ、ＣＶＴ５を介して駆動輪１０に伝達されて大きな車両駆動力を得ることができる。尚、図２及び以下に説明する図３〜図９において、二点鎖線は電気の流れを模式的に示し、一点鎖線はトルク伝達の流れを模式的に示す。
【００２６】
この場合、プラネタリギヤにおいて、サンギヤ２ａの入力トルクＴｓとリングギヤ２ｂの入力トルクＴｒとは、それぞれが合成されてキャリア２ｃの出力トルクＴｃとなるためには互いに反力を受けなくてはならず、各入力トルクＴｓ，Ｔｒの関係は、サンギヤ２ａの歯数Ｚｓ、リングギヤ２ｂの歯数Ｚｒによって表されるギヤ比ｉ（ｉ＝Ｚｓ／Ｚｒ）を用いて表わされる以下の（３），（４）式に示す関係から、以下の（５）式を満足しなけらばならない。
Ｔｃ・ｉ／（１＋ｉ）＝Ｔｓ …（３）
Ｔｃ・１／（１＋ｉ）＝Ｔｒ …（４）
Ｔｓ＝ｉ・Ｔｒ …（５）
【００２７】
また、プラネタリギヤにおいては、サンギヤ２ａの回転数をＮｓ、リングギヤ２ｂの回転数をＮｒ、キャリア２ｃの回転数をＮｃとすると、各回転数は以下の（６）式で示される関係となり、サンギヤ２ａの回転数Ｎｓ及びリングギヤ２ｂの回転数Ｎｒを制御することでキャリア２ｃの回転数Ｎｃを自由に設定することができる。尚、Ｎｓ＝Ｎｒのときには、Ｎｃ＝Ｎｒ＝Ｎｓとなり、全ての入出力回転数が一致する。
（１＋ｉ）・Ｎｃ＝Ｎｒ＋ｉ・Ｎｓ …（６）
【００２８】
従って、プラネタリギヤの各ギヤへの入出力トルクの関係はプラネタリギヤのギヤ比ｉで決まるため、各ギヤのトルクの関係を維持した上で、モータ３の回転数を制御すると、プラネタリギヤの出力回転数に関係なく、エンジン１の回転数を自由に設定できることになり、例えば、所定の条件では走行中にエンジン１を停止する、燃料消費率のよいエンジン回転数領域を使う等の制御が可能になる。
【００２９】
一般的に、プラネタリギヤの構造上、Ｚｓ＜Ｚｒであるためギヤ比ｉはｉ＜１であり、上記（５）式から明らかなように、リングギヤ２ｂへの入力トルクＴｒはサンギヤ２ａへの入力トルクＴｓに対して１／ｉ（＞１）倍となる。しかし、この時のリングギヤ２ｂの入力トルクＴｒはモータ３のみにより得られているから、バッテリ１５からの電力の供給が必要になり、例えば長時間の走行を行うとバッテリ１５の充電量が不足するような事態が予想される。従って、このような場合には、図３に示すように、モータ４を発電機として使用し、走行する。
【００３０】
すなわち、プラネタリギヤの出力軸上のモータ４を発電機として使うことで、エンジン出力に対して、プラネタリギヤへの入力トルクのうち、リングギヤ２ｂからの入力トルク分をモータ４で吸収し、これにより得られた電力でモータ３を駆動することで、バッテリ１５に充電された電気を使わないでエンジン１だけの走行が可能になる。
【００３１】
この時、モータ３の発生駆動力に必要な電力は、モータ３，４やインバータ１６，１７の効率特性より、モータ３の駆動力によるモータ４の発電量だけでは十分でないため、モータ３とエンジン１の出力トルクの一部を加えた駆動力による発電となる。
【００３２】
尚、このような状況で、バッテリ１５への充電が必要になったときには、モータ３の必要電力に対し、モータ４の発電量が多くなるように制御する。また、主としてエンジン１の駆動力で走行中に、登坂や急加速等によってエンジン１の出力に対して負荷が大きくなり、モータ３のアシスト力を大きくする必要が生じた場合には、モータ４の発電量を抑えてプラネタリギヤユニット２の出力トルクの動力吸収量を抑えるとともに、不足するモータ３への電力の供給をバッテリ１５から行うように制御する。
【００３３】
一方、減速時や制動時等において、クラッチ６が解放状態では、ＣＶＴ５からの入力トルクに対し、バッテリ１５に十分な充電が行われており、バッテリ１５への充電が必要ない場合で、エンジンブレーキのみ又はエンジンブレーキと一部モータによる動力吸収を併用する際は、前述のようにプラネタリギヤの特性から、モータ３でもトルクの吸収を行わなければならない。このとき、エンジンブレーキとモータ３でトルクの吸収が行われることから大きな制動力と同時にモータ３による発電が行われることになる。
【００３４】
このため、図４に示すように、モータ３の吸収トルク分の駆動力を、モータ３で発電した電力でモータ４に発生させることで、バッテリ１５に充電すること無しにエンジンブレーキのみを発生させることが可能となる。
【００３５】
この時、モータ４の発生駆動力に必要な電力は、モータ３，４やインバータ１６，１７の効率特性より、モータ４の駆動力によるモータ３の発電量だけでは十分でないため、モータ４とエンジン１への一部を加えた駆動力による発電となる。なお、バッテリ１５への充電が必要になった場合には、モータ３の発電量をそのままにしてモータ４への供給電力を低くするように制御することで、エンジンブレーキ性能を低下させることなくバッテリ１５への充電が可能となる。
【００３６】
さらに、車両が後退する場合には、一般にはエンジン回転は前進時と同一方向の回転であることから、モータ４で走行することになるが、バッテリ１５の充電量が不足する場合は、図５に示すように、エンジン１の出力トルクをモータ３でプラネタリギヤユニット２のキャリア２ｃに出力しないようにトルク調整をしながら発電することで、後退時の走行性を確保することが可能である。この時、バッテリの充電量に合わせて、バッテリ１５のみの走行から、モータ３からの充電をしながらの走行までを状況に応じて制御することが可能である。
【００３７】
以上の様に、走行条件に応じ、クラッチ６を解放状態として、プラネタリギヤユニット２を介してのエンジン１及びモータ３，４の駆動と発電によりトルクを制御することでバッテリ１５への充電とＣＶＴ５に対しての出力を適切に行うことが可能になっている。
【００３８】
以上説明したように、クラッチ６を解放状態とし、エンジン１へのトルクの入出力を伴って走行する各場合では、プラネタリギヤの特性から必ずモータ３を制御しなくてはならず、本来ならエンジン１の出力を直接ＣＶＴ５に伝達すれば良い場合でも、モータ３や場合によってはモータ４を制御することが必要になる。特に、２つのモータ３，４のうち一方を発電機とし、他方を駆動源として用いると、一方のモータではトルクから電力への変換を行い、他方のモータでは電力からトルクへの変換を行って必要なトルクあるいは電力を得ることになるため、これら変換効率等の影響を大きく受け、全体のエネルギ効率の大きな低下を招く。また、２つのモータ３，４を、それぞれ別々に制御するために複雑な制御仕様が必要になってくる。
【００３９】
このため、本形態では、走行条件（例えば、エンジン１を最大出力で走行する場合等）によって、クラッチ６を解放状態から固定状態に制御して、クラッチ６によりプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａとキャリア２ｃとを結合し、間に２つのモータ３，４が配置された、エンジン１からＣＶＴ５に至るエンジン直結の駆動軸が形成できるようになっている。
【００４０】
すなわち、クラッチ６を固定状態としてプラネタリギヤユニット２の差動をクラッチ６で固定し、エンジン１及びモータ３，４により駆動力を得ようとした場合は、前述の図２や図３で説明したように、エンジン１，モータ３又はモータ４のそれぞれの出力トルクの関係を制御すること無しに、図６に示すように、エンジン１，モータ３又はモータ４の駆動輪１０側に必要な駆動トルクを任意に発生させる制御が可能になる。
【００４１】
このため、制御仕様の簡素化と、例えばモータ３又はモータ４のどちらか一方のみで駆動力を発生するように２つのモータ３，４を制御しなければならない場合に比べ、モータ３，４，インバータ１６，１７及び電力線を通過する電力を最小限にすることができ、充電された電気エネルギの有効利用が可能になる。尚、プラネタリギヤユニット２が固定されているため、モータ３，４に駆動力を発生させなければ、通常のエンジンのみの車両と同様の駆動システムとなる。これは、図３のモータ３を駆動源とし、モータ４を発電機としてエンジン１のみの駆動とする場合に比較してエネルギロスがないため、エンジン１の必要駆動力も必要以上に増加することがない。
【００４２】
また、クラッチ６を固定状態としてプラネタリギヤユニット２のキャリア２ｃからの入力トルクに対してモータ３，４の発電及びエンジンブレーキで制動をかける場合も同様に、前述の図４で説明したような、エンジン１、モータ３及びモータ４のそれぞれの制動トルクの関係を制御すること無しに、図７に示すように、エンジン１におけるエンジンブレーキの制御、モータ３及びモータ４のそれぞれの発電によるブレーキ制御を必要に応じて任意に制御することが可能になり、制御仕様の簡素化と、例えばモータ３又はモータ４のどちらか一方のみで発電して、２つのモータ３，４を制御し発電しなければならない場合に比べ、モータ３，４，インバータ１６，１７及び電力線を通過する電力を最小限にして、発電時の電気エネルギの利用が可能になる。尚、モータ３，４に制動力を発生させなければ、通常のエンジンのみの車両と同様の駆動システムになる。
【００４３】
このように、走行条件に応じてクラッチ６によりプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａとキャリア２ｃとを結合する制御を行うことで、エンジン１，２つのモータ３，４のそれぞれの出力トルク又は制動トルクの関係を制御すること無しに必要な駆動トルク又は制動トルクを任意に発生させる制御が可能になり、制御仕様の簡素化、電気エネルギの有効利用が可能になる。
【００４４】
そして、ＣＶＴ５の入力軸５ａへ出力される駆動力は、ＣＶＴ５の使用によってさらに適切に制御され、エンジン１及びモータ３，４の出力効率を最適化するとともに、駆動軸で必要とされる駆動力を確保することができる。
【００４５】
ここで、前述したようにクラッチ６を解放状態とした際、プラネタリギヤの入出力トルクの関係はギヤ比ｉで決まるため、各ギヤのトルクの関係を維持した上で、モータ３の回転数を制御するとエンジン１とキャリア２ｃの回転数を制御することが可能である。このため、車速が低い場合は、サンギヤ２ａ又はリングギヤ２ｂのどちらかの回転数を高くすることで、もう片方の回転を止めたり、また、エンジン１を回転させたまま出力軸回転を逆にすることが可能であるが、車速が高い場合では、どちらか一方の回転数を一定とし、出力軸回転数を高くしようとすると、もう片方の回転数を必要とする出力回転よりも高くしなければならない。
【００４６】
例えば、エンジン１によって駆動されるサンギヤ２ａの回転数を一定とし、サンギヤ２ａを基準とするリングギヤ２ｂ及びキャリア２ｃの回転数について考えると、この場合は、サンギヤ２ａを固定した場合と同様であり、上記（６）式においてＮｓ＝０とおくことができることから、モータ３によって駆動されるリングギヤ２ｂの回転数（サンギヤ２ａに対する回転数差）はキャリア２ｃの回転数（同じく、サンギヤ２ａに対する回転数差）の（１＋ｉ）倍となる。
【００４７】
また、モータ３によって駆動されるリングギヤ２ｂの回転数を一定とし、リングギヤ２ｂを基準とするサンギヤ２ａ及びキャリア２ｃの回転数について考えると、リングギヤ２ｂを固定した場合と同様であることから、上記（６）式においてＮｒ＝０とおくことができ、エンジン１によって駆動されるサンギヤ２ａの回転数（リングギヤ２ｂに対する回転数差）はキャリア２ｃの回転数（同じく、リングギヤ２ｂに対する回転数差）の（１＋ｉ）／ｉ倍となる。
【００４８】
すなわち、サンギヤ２ａを駆動するエンジン１の回転数を一定として出力回転数（キャリア回転数）を高くしようとするとモータ３の回転数が出力回転数（キャリア回転数）よりも高くなり、リングギヤ２ｂを駆動するモータ３の回転数を一定として出力回転数（キャリア回転数）を高くしようとするとエンジン１の回転数が出力回転数（キャリア回転数）よりも高くなってしまう。このように、モータ回転数が高くなることは効率及び信頼性の低下を招くことになり、また、エンジン回転数が高くなることにより高回転対応のための内部フリクションの増加等を招く。
【００４９】
本来、エンジンは、燃焼効率の高い、排気ガスの清浄化を期待できる回転数域で使用されることが望ましく、一方、車両においては、モータの回転制御範囲を超えるような出力軸回転数の変化がある。従って、駆動輪１０からの要求駆動力に対し、プラネタリギヤユニット２の出力軸に配置したＣＶＴ５の変速比を適切に制御することで、プラネタリギヤユニット２への入力トルクを低く抑えることが可能となり、プラネタリギヤユニット２の出力回転数を適切に制御することができる。
【００５０】
さらに、モータ４がキャリア２ｃと連結され、クラッチ６が解放状態でモータ３に駆動力が作用しなければ、プラネタリギヤユニット２から駆動力は出力されないため、図８に示すように、駆動輪１０における必要な駆動力をモータ４及びＣＶＴ５の変速比のそれぞれを制御して発生させること、あるいは、図９に示すように、駆動輪１０における必要な制動力をモータ４及びＣＶＴ５の変速比のそれぞれを制御して発生させることが可能である。
【００５１】
すなわち、モータ４が駆動軸９に対しある一定ギヤ比で連結しているとすると、このギヤ比を車両の高速走行時を想定し、モータ４の回転数を抑えるように設定すると、駆動輪１０において必要な最大駆動力に対応するための駆動力と発電による制動力が求められるため、モータ４の大容量化が避けられない。一方、出力の小さい小型のモータで駆動力を得るためのギヤ比を設定すると、車両を高速走行しようとしてもモータ回転数が追従できないことになる。そこで、モータ４と駆動軸９の間にＣＶＴ５を配置することで、駆動輪に必要な駆動力をモータ４及びＣＶＴ５の変速比のそれぞれで制御し、最も出力効率の高いモータの使用と同時に、十分な駆動力を確保することが可能となる。同様に、モータ４及びＣＶＴ５の変速比のそれぞれを制御することで、駆動輪に必要な制動力を得ることが可能になる。尚、モータ３に駆動力や制動力を発生させないことは、エンジン１の運転条件に関係なく、モータ４とＣＶＴ５の制御のみで車両の走行条件を設定できるので、制御仕様も簡素にすることができる。
【００５２】
また、クラッチ６を固定状態としてエンジン１からＣＶＴ５に至るエンジン直結の駆動軸を構成する場合も、エンジン１では特に作動条件により燃料の消費率や排気ガス特性も大幅に異なることから、最も作動効率の良い状態での使用が望ましい。そこで、上述のモータ４とＣＶＴ５の制御で説明した場合と同様に、車両の走行状態に関係なく、モータ４の入出力トルクとＣＶＴ５のギヤ比を制御することで、特に車両が停止あるいは極低速の場合を除いて、エンジン１の燃料消費率の良い、排気ガスの低減が可能な回転領域での使用頻度をモータ３を制御すること無しに、大幅に増やすことが可能となる。
【００５３】
すなわち、必要な駆動軸の回転数と車両駆動力の変化に対し、ＣＶＴ５によってエンジン１とモータ３，４の使用条件を最適範囲に抑えることでエンジン性能を特化し、さらに、燃焼効率の高い、排気ガスエミッションの低い領域でエンジン１を使用する頻度を大幅に増やすことができ、走行性能を確保しつつ、燃費改善、低公害化を実現することができるのである。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、エンジンの出力軸をプラネタリギヤのサンギヤと連結し、プラネタリギヤのリングギヤに第１のモータを連結し、プラネタリギヤのキャリアに第２のモータを連結し、プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとリングギヤのいずれか２つをクラッチ等の連結機構で結合自在にして、さらに、プラネタリギヤのキャリアに複数段あるいは無段階に変速比を切り換え可能な動力変換機構を連結して、この動力変換機構はプラネタリギヤと駆動輪との間で変速及びトルク増幅を行なうため、第１，第２のモータは、走行条件により、同時に駆動源あるいは発電機とし、又は、一方を駆動源、他方を発電機とし、又は、一方を駆動源あるいは発電機、他方を制御無しの状態として使用することができ、また、クラッチでプラネタリギヤの差動を固定して、エンジンと動力変換機構の間に２つのモータを配置するエンジンからの直結駆動軸を形成でき、走行条件に応じて最適な制御を選択することができる。例えば、クラッチ解放状態で、第１，第２のモータを共に駆動源として走行する、第１，第２のモータどちらか一方を駆動源、他方を発電機として走行する、エンジンからの駆動力を用いずに第２のモータのみを駆動源あるいは発電機として走行する、あるいは、クラッチ固定状態として、プラネタリギヤの特性を考慮せずに単純に効率よく走行する等の様々な制御が可能となり、エネルギ効率に優れ、比較的低出力の２つのモータを用いて駆動力の確保と動力エネルギの回収効率向上を達成するとともに、駆動輪からの要求駆動力に対してエンジン及びモータ制御の最適化を実現し、また、エンジンと２つのモータの制御の互いの影響が少なく、制御も簡素で、制御自由度も向上することができる。
【００５５】
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の動力変換機構をベルト式無段変速機として変速比を無段階で変化させて変速及びトルク増幅を行なうため、上記請求項１記載の発明の効果に加え、駆動輪からの要求駆動力に対してプラネタリギヤへの入出力トルク及び回転数を自由に制御することが可能となり、エンジン及び第１，第２のモータの制御をより最適化することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】駆動系の基本構成を示す説明図
【図２】クラッチ解放状態でエンジンの駆動力を考慮して第１，第２のモータによって走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図３】クラッチ解放状態でエンジンの駆動力を考慮して第１のモータでは駆動を第２のモータでは発電をして走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図４】クラッチ解放状態で第１のモータを発電機として使用し、第２のモータで駆動力を発生させる制動の場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図５】クラッチ解放状態で車両後退時のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図６】クラッチ固定状態でエンジン及び第１，第２のモータによって走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図７】クラッチ固定状態で第１，第２のモータを発電機として使用する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図８】第２のモータのみを利用して駆動力を得る場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図９】第２のモータのみを利用して制動力を得る場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【符号の説明】
１ …エンジン
２ …プラネタリギヤユニット
２ａ…サンギヤ
２ｂ…リングギヤ
２ｃ…キャリア
３ …第１のモータ
４ …第２のモータ
５ …ベルト式無段変速機（動力変換機構）
６ …クラッチ（連結機構）
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車に関し、より詳しくは比較的低出力の２つのモータを用いて駆動力の確保と動力エネルギの回収効率を向上するハイブリッド車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等の車両においては、低公害、省資源の観点からエンジンとモータとを併用するハイブリッド車が開発されており、このハイブリッド車では、発電用と動力源用との２つのモータを搭載することで動力エネルギの回収効率向上と走行性能の確保とを図る技術が多く採用されている。
【０００３】
例えば、特開平９−４６８２１号公報には、ディファレンシャルギヤ等の差動分配機構による動力分配機構を用いてエンジンの動力を発電機とモータ（駆動用モータ）とに分配し、エンジンの動力の一部で発電しながらモータを駆動して走行するハイブリッド車が開示されており、また、特開平９−１００８５３号公報には、プラネタリギヤによってエンジンの動力を発電機とモータ（駆動用モータ）とに分配するハイブリッド車が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した各先行技術においては、低速時の駆動力の大半を駆動用モータに依存するため、駆動用に大容量の大型のモータが必要となるばかりでなく、駆動輪で必要とするトルクに対する増幅機能を電力に依存するため、バッテリー容量が十分でない場合にも一定の走行性能を維持することのできる発電容量をもった発電機が要求されることになり、コスト増の要因となる。
【０００５】
また、車両においてはモータ（発電機）の回転制御範囲を超えるような出力軸回転数の変化があるため、エンジン出力を発電機と駆動用モータとに分配するだけでは、駆動輪からの要求駆動力に対し、必ずしもエンジン及びモータの制御を十分に最適化できるとは限らない。
【０００６】
ところで、エンジンと２つのモータを有するハイブリッド車では、車両の利用形態や車両の走行条件により、エンジンと２つのモータの最適な制御方法が変化するが、エンジンと２つのモータの制御が互いに影響し合うことなく、それぞれの効率の良い運転範囲で適切、かつ、簡素に制御できることが望ましい。
【０００７】
また、ハイブリッド車では、トルク−電力間でのエネルギの変換も必要最小限にすることも効率向上のためには重要課題である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、エネルギ効率に優れ、比較的低出力の２つのモータを用いて駆動力の確保と動力エネルギの回収効率向上を達成するとともに、駆動輪からの要求駆動力に対してエンジン及びモータ制御の最適化を実現することができ、また、エンジンと２つのモータの制御の互いの影響が少なく、制御も簡素で、制御自由度の高いハイブリッド車を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、エンジンの出力とモータの出力とを併用して走行駆動源とするハイブリッド車において、上記エンジンの出力軸と連結したサンギヤと、このサンギヤに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリアと、上記ピニオンに噛合するリングギヤとを有するプラネタリギヤと、上記プラネタリギヤのリングギヤに連結し、駆動源あるいは発電機として切換え使用可能な第１のモータと、上記プラネタリギヤのキャリアに連結し、駆動源あるいは発電機として切換え使用可能な第２のモータと、上記プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとリングギヤのいずれか２つを結合自在な連結機構と、上記第２のモータとともに上記プラネタリギヤのキャリアに連結し、複数段あるいは無段階に切り換え可能な変速比に応じて上記プラネタリギヤと駆動輪との間で変速及びトルク増幅を行なう動力変換機構とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記動力変換機構を、入力軸に軸支されるプライマリプーリと出力軸に軸支されるセカンダリプーリとの間に駆動ベルトを巻装してなるベルト式無段変速機とすることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、請求項１記載の発明では、エンジンの出力軸をプラネタリギヤのサンギヤと連結し、プラネタリギヤのリングギヤに第１のモータを連結し、プラネタリギヤのキャリアに第２のモータを連結し、プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとリングギヤのいずれか２つをクラッチ等の連結機構で結合自在にして、さらに、プラネタリギヤのキャリアに複数段あるいは無段階に変速比を切り換え可能な動力変換機構を連結して、この動力変換機構はプラネタリギヤと駆動輪との間で変速及びトルク増幅を行なう。
【００１２】
第１，第２のモータは、走行条件により、同時に駆動源あるいは発電機とし、又は、一方を駆動源、他方を発電機とし、又は、一方を駆動源あるいは発電機、他方を制御無しの状態として使用することができる。また、クラッチでプラネタリギヤの差動を固定して、エンジンと動力変換機構の間に２つのモータを配置するエンジンからの駆動軸を形成できる。
【００１３】
このため、走行条件に応じて最適な制御を選択することが可能となり、例えば、クラッチ解放の状態では、第１，第２のモータを共に駆動源として走行する、第１，第２のモータどちらか一方を駆動源、他方を発電機として走行する、エンジンからの駆動力を用いずに第２のモータのみを駆動源あるいは発電機として走行する等が可能で、クラッチ固定の状態では、プラネタリギヤの特性を考慮せずに単純に制御することが可能になり、トルク−電力間でのエネルギの変換も最小限で効率を大幅に向上することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載したように、動力変換機構としては、入力軸に軸支されるプライマリプーリと出力軸に軸支されるセカンダリプーリとの間に駆動ベルトを巻装してなるベルト式無段変速機を用い、変速比を無段階に切り換えて変速及びトルク増幅を行なうことが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図９は本発明の実施の一形態に係わり、図１は駆動系の基本構成を示す説明図、図２はクラッチ解放状態でエンジンの駆動力を考慮して第１，第２のモータによって走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図３はクラッチ解放状態でエンジンの駆動力を考慮して第１のモータでは駆動を第２のモータでは発電をして走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図４はクラッチ解放状態で第１のモータを発電機として使用し、第２のモータで駆動力を発生させる制動の場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図５はクラッチ解放状態で車両後退時のトルク及び電気の流れを示す説明図、図６はクラッチ固定状態でエンジン及び第１，第２のモータによって走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図７はクラッチ固定状態で第１，第２のモータを発電機として使用する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図８は第２のモータのみを利用して駆動力を得る場合のトルク及び電気の流れを示す説明図、図９は第２のモータのみを利用して制動力を得る場合のトルク及び電気の流れを示す説明図である。
【００１６】
本発明によるハイブリッド車は、エンジンとモータとを併用するパラレルハイブリッド式の車両であり、図１に示すように、エンジン１の出力軸１ａが、プラネタリギヤユニット２（シングルピニオン）のサンギヤ２ａに連結され、プラネタリギヤユニット２のリングギヤ２ｂにはプラネタリギヤユニット２の機能を制御するとともに駆動源あるいは発電機として切換え可能な第１のモータ３（以下、単にモータ３と呼称）が連結され、プラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａとリングギヤ２ｂとに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリア２ｃには、駆動源あるいは発電機として切換え可能な第２のモータ４（以下、単にモータ４と呼称）と変速及びトルク増幅を行なって走行時の動力変換機能を担う動力変換機構５とが連結されて駆動系が主要に構成されている。
【００１７】
また、上記プラネタリギヤユニット２は、上記サンギヤ２ａとリングギヤ２ｂとキャリア２ｃのうち、本発明の実施の形態では上記サンギヤ２ａと上記キャリア２ｃとが連結機構としてのクラッチ６で結合自在に形成されている。
【００１８】
上記動力変換機構５としては、歯車列を組み合わせた変速機や流体トルクコンバータを用いた変速機等を用いることが可能であるが、入力軸５ａに軸支されるプライマリプーリ５ｂと出力軸５ｃに軸支されるセカンダリプーリ５ｄとの間に駆動ベルト５ｅを巻装してなるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を採用することが望ましく、本形態においては、以下、上記動力変換機構５をＣＶＴ５として説明する。
【００１９】
すなわち、本形態におけるハイブリッド車の駆動系では、エンジン１の出力軸１ａとＣＶＴ５の入力軸５ａとの間にプラネタリギヤユニット２が配置されており、このプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａがエンジン１の出力軸１ａに連結されるとともに、キャリア２ｃが一方のモータ４を介してＣＶＴ５の入力軸５ａに結合され、リングギヤ２ｂに他方のモータ３が連結され、さらに、プラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａとキャリア２ｃとがクラッチ６で結合自在になっている。そして、ＣＶＴ５の出力軸５ｃに減速歯車列７を介してデファレンシャル機構８が連設され、このデファレンシャル機構８に駆動軸９を介して前輪或いは後輪の駆動輪１０が連設される。
【００２０】
また、上記エンジン１，２つのモータ３，４，ＣＶＴ５，クラッチ６は、監視・制御システム１１によって集中制御される。この監視・制御システム１１には、アクセルペダルやブレーキペダルの踏み込み操作、ステアリングの操舵角等を検出してドライバの運転操作状況を判定するドライバ意志判定システム１２、ブレーキ操作状態、エンジン１やＡＢＳ（アンチスキッドブレーキシステム）等に対する各種制御量、灯火類やエアコン等の補機類の作動状態等から車両の制御状況を判定する車両制御状況判定システム１３、車速、登坂や降坂、路面状態等の現在の車両の走行状態の変化を判定する走行状況判定システム１４等が接続され、エンジン１、２つのモータ３，４、ＣＶＴ５，クラッチ６の作動状態やバッテリ１５の状態を監視し、各システムからの情報に基づいて、エンジン１の制御、インバータ１６，１７を介してのモータ３，４の駆動及びバッテリ１５の充電制御、ＣＶＴ５の変速比や供給油圧の制御等を行う。
【００２１】
以上の構成による駆動系では、前述したように、エンジン１をプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａへ結合するとともに、リングギヤ２ｂにモータ３を連結して、キャリア２ｃからプラネタリギヤで合成した出力を得るようにし、また、上記キャリア２ｃにモータ４を連結してモータ４による出力も合成できるようにし、さらにこれら出力をＣＶＴ５によって変速及びトルク増幅して駆動輪１０に伝達するようにしているため、２つのモータ３，４は発電と駆動力供給との両方に使用することができ、比較的小出力のモータを使用することができる。
【００２２】
すなわち、クラッチ６を解放状態として、エンジン１の駆動力を考慮し（エンジン１による駆動力がプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａに入力され）、また、モータ３により駆動される場合は、図２に示すように、エンジン１からの駆動力はサンギヤ２ａへの入力トルクＴｓに、また、バッテリ１５からインバータ１６を介して電気エネルギがモータ３に供給され、モータ３で駆動力に変換されてリングギヤ２ｂへの入力トルクＴｒとなるわけであるが、プラネタリギヤの入出力特性から、サンギヤ２ａへの入力トルクＴｓ、リングギヤ２ｂへの入力トルクＴｒ、キャリア２ｃの出力トルクＴｃは、以下の（１）式で示すような関係となる。
Ｔｃ＝Ｔｓ＋Ｔｒ …（１）
【００２３】
従って、プラネタリギヤユニット２で、エンジン１によるサンギヤ２ａへの入力トルクＴｓと、モータ３によるリングギヤ２ｂへの入力トルクＴｒとが合成されてキャリア２ｃから出力され、エンジン１とモータ３のそれぞれの出力トルクが小さい場合であってもキャリア２ｃから大きな出力トルクを得ることができる。
【００２４】
加えて、プラネタリギヤユニット２のキャリア２ｃには、モータ４が連結されており、このモータ４による駆動力も合成することで、より大きな出力トルクを得ることができる。すなわち、この場合は、バッテリ１５からインバータ１７を介して電気エネルギがモータ４に供給され、モータ４で駆動力に変換されて、上述のプラネタリギヤユニット２で合成された出力トルクＴｃにさらに加えて出力される。モータ４による出力トルクをＴｍとすると、ＣＶＴ５に入力される最大出力可能なトルクＴout は、以下の（２）式で示す値となる。
Ｔout ＝Ｔｃ＋Ｔｍ＝Ｔｓ＋Ｔｒ＋Ｔｍ …（２）
【００２５】
このように、エンジン１、モータ３，４のそれぞれの出力トルクが小さい場合であっても大きな出力トルクを得ることができ、ＣＶＴ５を介して駆動輪１０に伝達されて大きな車両駆動力を得ることができる。尚、図２及び以下に説明する図３〜図９において、二点鎖線は電気の流れを模式的に示し、一点鎖線はトルク伝達の流れを模式的に示す。
【００２６】
この場合、プラネタリギヤにおいて、サンギヤ２ａの入力トルクＴｓとリングギヤ２ｂの入力トルクＴｒとは、それぞれが合成されてキャリア２ｃの出力トルクＴｃとなるためには互いに反力を受けなくてはならず、各入力トルクＴｓ，Ｔｒの関係は、サンギヤ２ａの歯数Ｚｓ、リングギヤ２ｂの歯数Ｚｒによって表されるギヤ比ｉ（ｉ＝Ｚｓ／Ｚｒ）を用いて表わされる以下の（３），（４）式に示す関係から、以下の（５）式を満足しなけらばならない。
Ｔｃ・ｉ／（１＋ｉ）＝Ｔｓ …（３）
Ｔｃ・１／（１＋ｉ）＝Ｔｒ …（４）
Ｔｓ＝ｉ・Ｔｒ …（５）
【００２７】
また、プラネタリギヤにおいては、サンギヤ２ａの回転数をＮｓ、リングギヤ２ｂの回転数をＮｒ、キャリア２ｃの回転数をＮｃとすると、各回転数は以下の（６）式で示される関係となり、サンギヤ２ａの回転数Ｎｓ及びリングギヤ２ｂの回転数Ｎｒを制御することでキャリア２ｃの回転数Ｎｃを自由に設定することができる。尚、Ｎｓ＝Ｎｒのときには、Ｎｃ＝Ｎｒ＝Ｎｓとなり、全ての入出力回転数が一致する。
（１＋ｉ）・Ｎｃ＝Ｎｒ＋ｉ・Ｎｓ …（６）
【００２８】
従って、プラネタリギヤの各ギヤへの入出力トルクの関係はプラネタリギヤのギヤ比ｉで決まるため、各ギヤのトルクの関係を維持した上で、モータ３の回転数を制御すると、プラネタリギヤの出力回転数に関係なく、エンジン１の回転数を自由に設定できることになり、例えば、所定の条件では走行中にエンジン１を停止する、燃料消費率のよいエンジン回転数領域を使う等の制御が可能になる。
【００２９】
一般的に、プラネタリギヤの構造上、Ｚｓ＜Ｚｒであるためギヤ比ｉはｉ＜１であり、上記（５）式から明らかなように、リングギヤ２ｂへの入力トルクＴｒはサンギヤ２ａへの入力トルクＴｓに対して１／ｉ（＞１）倍となる。しかし、この時のリングギヤ２ｂの入力トルクＴｒはモータ３のみにより得られているから、バッテリ１５からの電力の供給が必要になり、例えば長時間の走行を行うとバッテリ１５の充電量が不足するような事態が予想される。従って、このような場合には、図３に示すように、モータ４を発電機として使用し、走行する。
【００３０】
すなわち、プラネタリギヤの出力軸上のモータ４を発電機として使うことで、エンジン出力に対して、プラネタリギヤへの入力トルクのうち、リングギヤ２ｂからの入力トルク分をモータ４で吸収し、これにより得られた電力でモータ３を駆動することで、バッテリ１５に充電された電気を使わないでエンジン１だけの走行が可能になる。
【００３１】
この時、モータ３の発生駆動力に必要な電力は、モータ３，４やインバータ１６，１７の効率特性より、モータ３の駆動力によるモータ４の発電量だけでは十分でないため、モータ３とエンジン１の出力トルクの一部を加えた駆動力による発電となる。
【００３２】
尚、このような状況で、バッテリ１５への充電が必要になったときには、モータ３の必要電力に対し、モータ４の発電量が多くなるように制御する。また、主としてエンジン１の駆動力で走行中に、登坂や急加速等によってエンジン１の出力に対して負荷が大きくなり、モータ３のアシスト力を大きくする必要が生じた場合には、モータ４の発電量を抑えてプラネタリギヤユニット２の出力トルクの動力吸収量を抑えるとともに、不足するモータ３への電力の供給をバッテリ１５から行うように制御する。
【００３３】
一方、減速時や制動時等において、クラッチ６が解放状態では、ＣＶＴ５からの入力トルクに対し、バッテリ１５に十分な充電が行われており、バッテリ１５への充電が必要ない場合で、エンジンブレーキのみ又はエンジンブレーキと一部モータによる動力吸収を併用する際は、前述のようにプラネタリギヤの特性から、モータ３でもトルクの吸収を行わなければならない。このとき、エンジンブレーキとモータ３でトルクの吸収が行われることから大きな制動力と同時にモータ３による発電が行われることになる。
【００３４】
このため、図４に示すように、モータ３の吸収トルク分の駆動力を、モータ３で発電した電力でモータ４に発生させることで、バッテリ１５に充電すること無しにエンジンブレーキのみを発生させることが可能となる。
【００３５】
この時、モータ４の発生駆動力に必要な電力は、モータ３，４やインバータ１６，１７の効率特性より、モータ４の駆動力によるモータ３の発電量だけでは十分でないため、モータ４とエンジン１への一部を加えた駆動力による発電となる。なお、バッテリ１５への充電が必要になった場合には、モータ３の発電量をそのままにしてモータ４への供給電力を低くするように制御することで、エンジンブレーキ性能を低下させることなくバッテリ１５への充電が可能となる。
【００３６】
さらに、車両が後退する場合には、一般にはエンジン回転は前進時と同一方向の回転であることから、モータ４で走行することになるが、バッテリ１５の充電量が不足する場合は、図５に示すように、エンジン１の出力トルクをモータ３でプラネタリギヤユニット２のキャリア２ｃに出力しないようにトルク調整をしながら発電することで、後退時の走行性を確保することが可能である。この時、バッテリの充電量に合わせて、バッテリ１５のみの走行から、モータ３からの充電をしながらの走行までを状況に応じて制御することが可能である。
【００３７】
以上の様に、走行条件に応じ、クラッチ６を解放状態として、プラネタリギヤユニット２を介してのエンジン１及びモータ３，４の駆動と発電によりトルクを制御することでバッテリ１５への充電とＣＶＴ５に対しての出力を適切に行うことが可能になっている。
【００３８】
以上説明したように、クラッチ６を解放状態とし、エンジン１へのトルクの入出力を伴って走行する各場合では、プラネタリギヤの特性から必ずモータ３を制御しなくてはならず、本来ならエンジン１の出力を直接ＣＶＴ５に伝達すれば良い場合でも、モータ３や場合によってはモータ４を制御することが必要になる。特に、２つのモータ３，４のうち一方を発電機とし、他方を駆動源として用いると、一方のモータではトルクから電力への変換を行い、他方のモータでは電力からトルクへの変換を行って必要なトルクあるいは電力を得ることになるため、これら変換効率等の影響を大きく受け、全体のエネルギ効率の大きな低下を招く。また、２つのモータ３，４を、それぞれ別々に制御するために複雑な制御仕様が必要になってくる。
【００３９】
このため、本形態では、走行条件（例えば、エンジン１を最大出力で走行する場合等）によって、クラッチ６を解放状態から固定状態に制御して、クラッチ６によりプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａとキャリア２ｃとを結合し、間に２つのモータ３，４が配置された、エンジン１からＣＶＴ５に至るエンジン直結の駆動軸が形成できるようになっている。
【００４０】
すなわち、クラッチ６を固定状態としてプラネタリギヤユニット２の差動をクラッチ６で固定し、エンジン１及びモータ３，４により駆動力を得ようとした場合は、前述の図２や図３で説明したように、エンジン１，モータ３又はモータ４のそれぞれの出力トルクの関係を制御すること無しに、図６に示すように、エンジン１，モータ３又はモータ４の駆動輪１０側に必要な駆動トルクを任意に発生させる制御が可能になる。
【００４１】
このため、制御仕様の簡素化と、例えばモータ３又はモータ４のどちらか一方のみで駆動力を発生するように２つのモータ３，４を制御しなければならない場合に比べ、モータ３，４，インバータ１６，１７及び電力線を通過する電力を最小限にすることができ、充電された電気エネルギの有効利用が可能になる。尚、プラネタリギヤユニット２が固定されているため、モータ３，４に駆動力を発生させなければ、通常のエンジンのみの車両と同様の駆動システムとなる。これは、図３のモータ３を駆動源とし、モータ４を発電機としてエンジン１のみの駆動とする場合に比較してエネルギロスがないため、エンジン１の必要駆動力も必要以上に増加することがない。
【００４２】
また、クラッチ６を固定状態としてプラネタリギヤユニット２のキャリア２ｃからの入力トルクに対してモータ３，４の発電及びエンジンブレーキで制動をかける場合も同様に、前述の図４で説明したような、エンジン１、モータ３及びモータ４のそれぞれの制動トルクの関係を制御すること無しに、図７に示すように、エンジン１におけるエンジンブレーキの制御、モータ３及びモータ４のそれぞれの発電によるブレーキ制御を必要に応じて任意に制御することが可能になり、制御仕様の簡素化と、例えばモータ３又はモータ４のどちらか一方のみで発電して、２つのモータ３，４を制御し発電しなければならない場合に比べ、モータ３，４，インバータ１６，１７及び電力線を通過する電力を最小限にして、発電時の電気エネルギの利用が可能になる。尚、モータ３，４に制動力を発生させなければ、通常のエンジンのみの車両と同様の駆動システムになる。
【００４３】
このように、走行条件に応じてクラッチ６によりプラネタリギヤユニット２のサンギヤ２ａとキャリア２ｃとを結合する制御を行うことで、エンジン１，２つのモータ３，４のそれぞれの出力トルク又は制動トルクの関係を制御すること無しに必要な駆動トルク又は制動トルクを任意に発生させる制御が可能になり、制御仕様の簡素化、電気エネルギの有効利用が可能になる。
【００４４】
そして、ＣＶＴ５の入力軸５ａへ出力される駆動力は、ＣＶＴ５の使用によってさらに適切に制御され、エンジン１及びモータ３，４の出力効率を最適化するとともに、駆動軸で必要とされる駆動力を確保することができる。
【００４５】
ここで、前述したようにクラッチ６を解放状態とした際、プラネタリギヤの入出力トルクの関係はギヤ比ｉで決まるため、各ギヤのトルクの関係を維持した上で、モータ３の回転数を制御するとエンジン１とキャリア２ｃの回転数を制御することが可能である。このため、車速が低い場合は、サンギヤ２ａ又はリングギヤ２ｂのどちらかの回転数を高くすることで、もう片方の回転を止めたり、また、エンジン１を回転させたまま出力軸回転を逆にすることが可能であるが、車速が高い場合では、どちらか一方の回転数を一定とし、出力軸回転数を高くしようとすると、もう片方の回転数を必要とする出力回転よりも高くしなければならない。
【００４６】
例えば、エンジン１によって駆動されるサンギヤ２ａの回転数を一定とし、サンギヤ２ａを基準とするリングギヤ２ｂ及びキャリア２ｃの回転数について考えると、この場合は、サンギヤ２ａを固定した場合と同様であり、上記（６）式においてＮｓ＝０とおくことができることから、モータ３によって駆動されるリングギヤ２ｂの回転数（サンギヤ２ａに対する回転数差）はキャリア２ｃの回転数（同じく、サンギヤ２ａに対する回転数差）の（１＋ｉ）倍となる。
【００４７】
また、モータ３によって駆動されるリングギヤ２ｂの回転数を一定とし、リングギヤ２ｂを基準とするサンギヤ２ａ及びキャリア２ｃの回転数について考えると、リングギヤ２ｂを固定した場合と同様であることから、上記（６）式においてＮｒ＝０とおくことができ、エンジン１によって駆動されるサンギヤ２ａの回転数（リングギヤ２ｂに対する回転数差）はキャリア２ｃの回転数（同じく、リングギヤ２ｂに対する回転数差）の（１＋ｉ）／ｉ倍となる。
【００４８】
すなわち、サンギヤ２ａを駆動するエンジン１の回転数を一定として出力回転数（キャリア回転数）を高くしようとするとモータ３の回転数が出力回転数（キャリア回転数）よりも高くなり、リングギヤ２ｂを駆動するモータ３の回転数を一定として出力回転数（キャリア回転数）を高くしようとするとエンジン１の回転数が出力回転数（キャリア回転数）よりも高くなってしまう。このように、モータ回転数が高くなることは効率及び信頼性の低下を招くことになり、また、エンジン回転数が高くなることにより高回転対応のための内部フリクションの増加等を招く。
【００４９】
本来、エンジンは、燃焼効率の高い、排気ガスの清浄化を期待できる回転数域で使用されることが望ましく、一方、車両においては、モータの回転制御範囲を超えるような出力軸回転数の変化がある。従って、駆動輪１０からの要求駆動力に対し、プラネタリギヤユニット２の出力軸に配置したＣＶＴ５の変速比を適切に制御することで、プラネタリギヤユニット２への入力トルクを低く抑えることが可能となり、プラネタリギヤユニット２の出力回転数を適切に制御することができる。
【００５０】
さらに、モータ４がキャリア２ｃと連結され、クラッチ６が解放状態でモータ３に駆動力が作用しなければ、プラネタリギヤユニット２から駆動力は出力されないため、図８に示すように、駆動輪１０における必要な駆動力をモータ４及びＣＶＴ５の変速比のそれぞれを制御して発生させること、あるいは、図９に示すように、駆動輪１０における必要な制動力をモータ４及びＣＶＴ５の変速比のそれぞれを制御して発生させることが可能である。
【００５１】
すなわち、モータ４が駆動軸９に対しある一定ギヤ比で連結しているとすると、このギヤ比を車両の高速走行時を想定し、モータ４の回転数を抑えるように設定すると、駆動輪１０において必要な最大駆動力に対応するための駆動力と発電による制動力が求められるため、モータ４の大容量化が避けられない。一方、出力の小さい小型のモータで駆動力を得るためのギヤ比を設定すると、車両を高速走行しようとしてもモータ回転数が追従できないことになる。そこで、モータ４と駆動軸９の間にＣＶＴ５を配置することで、駆動輪に必要な駆動力をモータ４及びＣＶＴ５の変速比のそれぞれで制御し、最も出力効率の高いモータの使用と同時に、十分な駆動力を確保することが可能となる。同様に、モータ４及びＣＶＴ５の変速比のそれぞれを制御することで、駆動輪に必要な制動力を得ることが可能になる。尚、モータ３に駆動力や制動力を発生させないことは、エンジン１の運転条件に関係なく、モータ４とＣＶＴ５の制御のみで車両の走行条件を設定できるので、制御仕様も簡素にすることができる。
【００５２】
また、クラッチ６を固定状態としてエンジン１からＣＶＴ５に至るエンジン直結の駆動軸を構成する場合も、エンジン１では特に作動条件により燃料の消費率や排気ガス特性も大幅に異なることから、最も作動効率の良い状態での使用が望ましい。そこで、上述のモータ４とＣＶＴ５の制御で説明した場合と同様に、車両の走行状態に関係なく、モータ４の入出力トルクとＣＶＴ５のギヤ比を制御することで、特に車両が停止あるいは極低速の場合を除いて、エンジン１の燃料消費率の良い、排気ガスの低減が可能な回転領域での使用頻度をモータ３を制御すること無しに、大幅に増やすことが可能となる。
【００５３】
すなわち、必要な駆動軸の回転数と車両駆動力の変化に対し、ＣＶＴ５によってエンジン１とモータ３，４の使用条件を最適範囲に抑えることでエンジン性能を特化し、さらに、燃焼効率の高い、排気ガスエミッションの低い領域でエンジン１を使用する頻度を大幅に増やすことができ、走行性能を確保しつつ、燃費改善、低公害化を実現することができるのである。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、エンジンの出力軸をプラネタリギヤのサンギヤと連結し、プラネタリギヤのリングギヤに第１のモータを連結し、プラネタリギヤのキャリアに第２のモータを連結し、プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとリングギヤのいずれか２つをクラッチ等の連結機構で結合自在にして、さらに、プラネタリギヤのキャリアに複数段あるいは無段階に変速比を切り換え可能な動力変換機構を連結して、この動力変換機構はプラネタリギヤと駆動輪との間で変速及びトルク増幅を行なうため、第１，第２のモータは、走行条件により、同時に駆動源あるいは発電機とし、又は、一方を駆動源、他方を発電機とし、又は、一方を駆動源あるいは発電機、他方を制御無しの状態として使用することができ、また、クラッチでプラネタリギヤの差動を固定して、エンジンと動力変換機構の間に２つのモータを配置するエンジンからの直結駆動軸を形成でき、走行条件に応じて最適な制御を選択することができる。例えば、クラッチ解放状態で、第１，第２のモータを共に駆動源として走行する、第１，第２のモータどちらか一方を駆動源、他方を発電機として走行する、エンジンからの駆動力を用いずに第２のモータのみを駆動源あるいは発電機として走行する、あるいは、クラッチ固定状態として、プラネタリギヤの特性を考慮せずに単純に効率よく走行する等の様々な制御が可能となり、エネルギ効率に優れ、比較的低出力の２つのモータを用いて駆動力の確保と動力エネルギの回収効率向上を達成するとともに、駆動輪からの要求駆動力に対してエンジン及びモータ制御の最適化を実現し、また、エンジンと２つのモータの制御の互いの影響が少なく、制御も簡素で、制御自由度も向上することができる。
【００５５】
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載の動力変換機構をベルト式無段変速機として変速比を無段階で変化させて変速及びトルク増幅を行なうため、上記請求項１記載の発明の効果に加え、駆動輪からの要求駆動力に対してプラネタリギヤへの入出力トルク及び回転数を自由に制御することが可能となり、エンジン及び第１，第２のモータの制御をより最適化することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】駆動系の基本構成を示す説明図
【図２】クラッチ解放状態でエンジンの駆動力を考慮して第１，第２のモータによって走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図３】クラッチ解放状態でエンジンの駆動力を考慮して第１のモータでは駆動を第２のモータでは発電をして走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図４】クラッチ解放状態で第１のモータを発電機として使用し、第２のモータで駆動力を発生させる制動の場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図５】クラッチ解放状態で車両後退時のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図６】クラッチ固定状態でエンジン及び第１，第２のモータによって走行する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図７】クラッチ固定状態で第１，第２のモータを発電機として使用する場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図８】第２のモータのみを利用して駆動力を得る場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【図９】第２のモータのみを利用して制動力を得る場合のトルク及び電気の流れを示す説明図
【符号の説明】
１ …エンジン
２ …プラネタリギヤユニット
２ａ…サンギヤ
２ｂ…リングギヤ
２ｃ…キャリア
３ …第１のモータ
４ …第２のモータ
５ …ベルト式無段変速機（動力変換機構）
６ …クラッチ（連結機構）
Claims (2)
- エンジンの出力とモータの出力とを併用して走行駆動源とするハイブリッド車において、
上記エンジンの出力軸と連結したサンギヤと、このサンギヤに噛合するピニオンを回転自在に支持するキャリアと、上記ピニオンに噛合するリングギヤとを有するプラネタリギヤと、
上記プラネタリギヤのリングギヤに連結し、駆動源あるいは発電機として切換え使用可能な第１のモータと、
上記プラネタリギヤのキャリアに連結し、駆動源あるいは発電機として切換え使用可能な第２のモータと、
上記プラネタリギヤのサンギヤとキャリアとリングギヤのいずれか２つを結合自在な連結機構と、
上記第２のモータとともに上記プラネタリギヤのキャリアに連結し、複数段あるいは無段階に切り換え可能な変速比に応じて上記プラネタリギヤと駆動輪との間で変速及びトルク増幅を行なう動力変換機構とを備えたことを特徴とするハイブリッド車。 - 上記動力変換機構を、入力軸に軸支されるプライマリプーリと出力軸に軸支されるセカンダリプーリとの間に駆動ベルトを巻装してなるベルト式無段変速機とすることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2221198A JP3646966B2 (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | ハイブリッド車 |
| US09/216,132 US6146302A (en) | 1997-12-26 | 1998-12-18 | Power transmitting system for a hybrid motor vehicle |
| DE69835174T DE69835174T2 (de) | 1997-12-26 | 1998-12-23 | Leistungsübertragungssystem für ein Hybridfahrzeug |
| EP03006756A EP1321326B1 (en) | 1997-12-26 | 1998-12-23 | Power transmitting system for a hybrid motor vehicle |
| EP98124608A EP0925981A3 (en) | 1997-12-26 | 1998-12-23 | Power transmitting system for a hybrid motor vehicle |
| US09/663,270 US6383106B1 (en) | 1997-12-26 | 2000-09-18 | Power transmitting system for a hybrid motor |
| US10/094,091 US6602157B2 (en) | 1997-12-26 | 2002-03-08 | Power transmitting system for a hybrid motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2221198A JP3646966B2 (ja) | 1998-02-03 | 1998-02-03 | ハイブリッド車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11217025A JPH11217025A (ja) | 1999-08-10 |
| JP3646966B2 true JP3646966B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=12076477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2221198A Expired - Fee Related JP3646966B2 (ja) | 1997-12-26 | 1998-02-03 | ハイブリッド車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3646966B2 (ja) |
Families Citing this family (50)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100916987B1 (ko) * | 2001-01-03 | 2009-09-14 | 더 리젠트스 오브 더 유니이버시티 오브 캘리포니아 | 하이브리드 전기차의 작동 특성들을 제어하는 방법 |
| DE10248715A1 (de) * | 2002-10-18 | 2004-05-13 | Compact Dynamics Gmbh | Hybridantrieb für ein Kraftfahrzeug |
| DE10358114A1 (de) * | 2002-12-23 | 2004-07-01 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Getriebe mit stufenlos verstellbarer Übersetzung, mit oder ohne Leistungsverzweigung sowie mit und ohne E-Maschine |
| 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 |
| JP4306597B2 (ja) | 2004-02-25 | 2009-08-05 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4168954B2 (ja) * | 2004-02-26 | 2008-10-22 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4144561B2 (ja) * | 2004-05-10 | 2008-09-03 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4192849B2 (ja) * | 2004-06-21 | 2008-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4155236B2 (ja) * | 2004-07-09 | 2008-09-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4155244B2 (ja) | 2004-08-05 | 2008-09-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4031786B2 (ja) * | 2004-08-06 | 2008-01-09 | トヨタ自動車株式会社 | 動力出力装置およびこれを搭載する自動車 |
| 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 |
| JP4218632B2 (ja) * | 2004-09-09 | 2009-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| WO2006046770A1 (ja) | 2004-10-27 | 2006-05-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4218629B2 (ja) * | 2004-11-15 | 2009-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4192911B2 (ja) | 2005-03-29 | 2008-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| US7909728B2 (en) | 2005-05-19 | 2011-03-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle drive device controller |
| DE112006001259B4 (de) | 2005-05-19 | 2018-12-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steuervorrichtung für eine Fahrzeugantriebsvorrichtung |
| JP4165526B2 (ja) * | 2005-05-26 | 2008-10-15 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4244961B2 (ja) | 2005-05-26 | 2009-03-25 | 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 |
| JP4438689B2 (ja) | 2005-05-27 | 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 |
| JP4333636B2 (ja) * | 2005-05-30 | 2009-09-16 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| DE112006001409B4 (de) | 2005-05-30 | 2019-10-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steuervorrichtung für Fahrzeugschaltmechanismus |
| JP4238847B2 (ja) | 2005-05-30 | 2009-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4581855B2 (ja) | 2005-06-07 | 2010-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4320649B2 (ja) * | 2005-06-14 | 2009-08-26 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| WO2006137591A1 (ja) * | 2005-06-22 | 2006-12-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4320650B2 (ja) | 2005-06-22 | 2009-08-26 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4238844B2 (ja) * | 2005-06-22 | 2009-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4238845B2 (ja) | 2005-06-22 | 2009-03-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP4244966B2 (ja) * | 2005-06-22 | 2009-03-25 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| US7445578B2 (en) * | 2006-01-03 | 2008-11-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for vehicular drive system |
| US7544140B2 (en) | 2006-01-03 | 2009-06-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for vehicular drive system |
| KR101251269B1 (ko) | 2006-01-20 | 2013-04-10 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 전기 차량의 동력 전달 시스템 |
| US7722497B2 (en) | 2006-06-13 | 2010-05-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for vehicle drive apparatus |
| JP4192967B2 (ja) * | 2006-06-15 | 2008-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置 |
| US7670258B2 (en) | 2006-06-15 | 2010-03-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for vehicle drive apparatus |
| KR100783913B1 (ko) * | 2006-08-28 | 2007-12-10 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 전기 차량의 구동장치 |
| US8177679B2 (en) | 2007-01-31 | 2012-05-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for vehicular drive system |
| JP4305522B2 (ja) | 2007-02-14 | 2009-07-29 | トヨタ自動車株式会社 | パワートレーンの制御装置 |
| JP4591471B2 (ja) | 2007-04-13 | 2010-12-01 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両用駆動装置の制御装置 |
| WO2008132893A1 (ja) | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
| JP4737148B2 (ja) | 2007-05-29 | 2011-07-27 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP5167851B2 (ja) | 2008-02-18 | 2013-03-21 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| JP5272465B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2013-08-28 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用駆動装置の制御装置 |
| US9366321B2 (en) | 2012-05-31 | 2016-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Planetary gear transmission and electric vehicle |
| US10012102B2 (en) | 2014-02-21 | 2018-07-03 | United Technologies Corporation | Variable vane synchronization ring transmission mechanism |
| EP4242029A1 (en) * | 2022-03-11 | 2023-09-13 | Kubota Corporation | Work vehicle |
-
1998
- 1998-02-03 JP JP2221198A patent/JP3646966B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11217025A (ja) | 1999-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3646966B2 (ja) | ハイブリッド車 | |
| JP3646962B2 (ja) | ハイブリッド車 | |
| JP5554323B2 (ja) | 車両駆動ラインのためのエネルギ回収システム | |
| US6146302A (en) | Power transmitting system for a hybrid motor vehicle | |
| JP3384341B2 (ja) | ハイブリッド車両用駆動装置 | |
| JPH06144020A (ja) | ハイブリッド型車両 | |
| JP3646964B2 (ja) | ハイブリッド車 | |
| JP2007331632A (ja) | 車輌駆動装置及び車輌駆動システム | |
| JPH058639A (ja) | 複合の動力源を備えた自動車 | |
| JPH11227476A (ja) | 自動車用駆動装置 | |
| JP3958881B2 (ja) | 自動車用駆動装置 | |
| JP2005125876A (ja) | ハイブリッド車の駆動装置 | |
| JP3859896B2 (ja) | ハイブリッド車 | |
| JP4376449B2 (ja) | ハイブリッド車の制御装置 | |
| JPH04297330A (ja) | シリーズ、パラレル複合ハイブリッドカーシステム | |
| JP4179211B2 (ja) | ハイブリッド車の駆動装置 | |
| CN205381136U (zh) | 新能源动力总成系统 | |
| KR20090044805A (ko) | 하이브리드 자동차용 동력전달장치 | |
| JP3646963B2 (ja) | ハイブリッド車 | |
| JP4457528B2 (ja) | ハイブリッド車用駆動装置 | |
| JP3646965B2 (ja) | ハイブリッド車 | |
| JP3933117B2 (ja) | ハイブリッド車の駆動制御装置 | |
| JP3648720B2 (ja) | ハイブリッド車 | |
| KR101251269B1 (ko) | 하이브리드 전기 차량의 동력 전달 시스템 | |
| JPH11321357A (ja) | 自動車用駆動装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040903 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050118 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050204 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080218 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090218 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120218 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120218 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130218 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140218 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |