JP3852411B2 - ハイブリッド車 - Google Patents
ハイブリッド車 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3852411B2 JP3852411B2 JP2003034324A JP2003034324A JP3852411B2 JP 3852411 B2 JP3852411 B2 JP 3852411B2 JP 2003034324 A JP2003034324 A JP 2003034324A JP 2003034324 A JP2003034324 A JP 2003034324A JP 3852411 B2 JP3852411 B2 JP 3852411B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation
- motor
- engine
- carrier
- shaft
- 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 abstract description 83
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 78
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Transmission Devices (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、車両を駆動するために内燃機関と電動機とを共に装備したハイブリッド車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両を駆動するために内燃機関（以下、エンジンという）と電動機（以下、電動モータ又は単にモータという）とを共に装備したハイブリッド車の開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、トランスミッションの全長，重量，コスト等を増大させることなく、モータ単独やエンジン単独やエンジンと電気モータとの併用といった種々の駆動状況でも前進，後退を達成でき、また、減速時のエネルギ回生をできるようにしたハイブリッド車であり、図５に示すように構成されている。
【０００３】
つまり、図５に示すように、このハイブリッド車は、エンジン３とモータ４とトランスミッション（変速機）を含む動力伝達機構１とを組み合わせて構成されており、動力伝達機構１のケーシング１１はエンジン３のシリンダブロックに一体に固設されている。また、モータ４は、エンジン３の出力軸３ａと同軸に設けられ、ロータ４１と同軸一体に設けられたモータ４の出力軸４３内を、エンジン３の出力軸３ａが貫通している。また、モータ４のステータ４２は、ケーシング１１に固定されている。
【０００４】
そして、エンジン３，モータ４と動力伝達機構１の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）６との間には、回転方向切替機構１２が配設され、また、エンジン３と回転方向切替機構１２との間には、トルクコンバータ１３が介装されている。したがって、エンジン３，モータ４からそれぞれ入力される回転は、回転方向切替機構１２を介して無段変速機構６に入力され、このうち、エンジン３から入力される回転はトルクコンバータ１３，回転方向切替機構１２を介して無段変速機構６に入力されるようになっている。
【０００５】
回転方向切替機構１２としては、プラネタリギヤユニットが採用されており、そのサンギヤ１２ａには、エンジン３の出力軸３ａが連結され、ピニオンギヤ１２ｂを支持するキャリア１２ｃには、モータ４のロータ４１に同軸一体に固設された出力軸４３が連結されている。したがって、エンジン３の回転はサンギヤ１２ａから入力され、モータ４の回転はキャリア１２ｃから入力されるようになっている。なお、ピニオンギヤ１２ｂは、互いに噛合するインナピニオン１２ｂａとアウタピニオン１２ｂｂとからなるダブルピニオンギヤであり、インナピニオン１２ｂａはサンギヤ１２ａと噛合し、アウタピニオン１２ｂｂはリングギヤ１２ｄと噛合している。
【０００６】
回転方向切替機構１２から無段変速機６への回転の出力は、キャリア１２ｃから行なわれるようになっている。つまり、キャリア１２ｃの無段変速機６側には、無段変速機６のプライマリプーリ６２と同軸一体の入力軸６１が連結されており、サンギヤ１２ａ，キャリア１２ｃにそれぞれ入力されたエンジン３，モータ４の回転をキャリア１２ｃから入力軸６１に出力するようになっている。
【０００７】
また、リングギヤ１２ｄにはリバースブレーキ１４が設けられている。このリバースブレーキ１４はケーシング１１に固定されているので、リバースブレーキ１４を接続（オン）することによってリングギヤ１２ｄの回転を拘束できるようになっている。一方、リバースブレーキ１４が解除（オフ）されたときには、リングギヤ１２ｄは回転自在となり、ピニオンギヤ１２ｂの自転，公転に応じて回転するようになっている。
【０００８】
また、無段変速機６の入力軸６１の内側には、クラッチ１５が配設されている。このクラッチ１５は、サンギヤ１２ａから無段変速機６側に延設されたシャフト１６と、入力軸６１とを連結切り離しするように設けられており、クラッチ１５を接続（オン）することによって、シャフト１６と一体のサンギヤ１２ａと、入力軸６１と一体のキャリア１２ｃとは互いに拘束されて一体に回転するようになっている。
【０００９】
無段変速機６は、プライマリプーリ６２とセカンダリプーリ６４とベルト６３とから構成されており、回転方向切替機構１２から入力軸６１に入力された回転は、入力軸６１と同軸一体のプライマリプーリ６２からベルト６３を介してセカンダリプーリ６４へ入力されるようになっている。
プライマリプーリ６２，セカンダリプーリ６４はそれぞれ固定シーブ６２ａ，６４ａと可動シーブ６２ｂ，６４ｂとをそなえ、セカンダリプーリ６４に結合された出力軸６５の回転が、出力軸６５に固設されたギヤ６６及びカウンタシャフト７に固設されたカウンタギヤ７１からカウンタギヤ７２を介してリングギヤ８１からデファレンシャルギヤ８に伝達され、これにより、デファレンシャルギヤ８を介して左右の車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒが回転駆動されるようになっている。
【００１０】
また、エンジン及びモータと変速機との間にエンジンやモータの回転を吸収しうるプラネタリギヤ機構を介装してトルクコンバータを省略することでトランスミッション部分の全長を短縮できるようにしたものが開発されている（例えば、特許文献２参照）。
図６は特許文献２に開示された従来技術のハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。図６に示すように、トランスミッション１の入口部分にはプラネタリギヤ機構２がそなえられている。このプラネタリギヤ機構２は、ダブルピニオンタイプに構成され、サンギヤ２１と、サンギヤ２１と噛合するインナピニオン２２及びインナピニオン２２と噛合するアウタピニオン２３と、ピニオン２２，２３を支持するキャリア２４と、アウタピニオン２３と噛合するリングギヤ２５とをそなえている。
【００１１】
サンギヤ２１はエンジン３の回転軸３ａに接続され、キャリア２４に電動モータ４のロータ（回転子）４１が接続されている。また、この一方で、キャリア２４はキャリアクラッチ５１を介して、リングギヤ２５はリングギヤクラッチ５２を介して、ＣＶＴ６の入力軸６１に接続可能になっている。また、トランスミッションケーシング１１とリングギヤ２５との間にはリングギヤブレーキ５３が介装されている。さらに、トランスミッションケーシング１１には、ロータ４１と対向するようにモータ４のステ−タ４２が設けられている。
【００１２】
ＣＶＴ６は、入力軸６１に連結されたプライマリプーリ６２と、プライマリプーリ６２にベルト６３を介して接続されたセカンダリプーリ６４とをそなえ、セカンダリプーリ６４にＣＶＴ６の出力軸６５が連結されている。なお、プライマリプーリ６２及びセカンダリプーリ６４は、可動シーブ６２ａ，６４ａ及び固定シーブ６２ｂ，６４ｂからなる。
【００１３】
さらに、出力軸６５の回転は、出力軸６５に固設されたギヤ６６及びカウンタシャフト７に固設されたカウンタギヤ７１からカウンタギヤ７２を介してリングギヤ８１からデファレンシャルギヤ８に伝達され、これにより、デファレンシャルギヤ８を介して左右の車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒが回転駆動されるようになっている。
【００１４】
上記のキャリアクラッチ５１，リングギヤクラッチ５２，リングギヤブレーキ５３は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置であって、油圧制御回路（図示略）から供給される作動油によって摩擦係合するようになっている。表１に示すように、これらのクラッチ５１，５２及びブレーキ５３を適宜係脱することで、図７の共線図に示すような様々な動力伝達状態が達成される。
【００１５】
【表１】
【００１６】
つまり、モータ４でエンジン３を始動する場合、リングギヤブレーキ５３のみ接続状態として、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２は開放状態（切り離し状態）にする［表１(ａ)参照］。そして、図７（ａ）に示すように、モータ４を十分な速度まで回転させればエンジン３を始動させることができる。なお、このときのモータ４の回転は、エンジン３とは逆回転となる。また、もちろん、このときには、キャリアクラッチ５１もリングギヤクラッチ５２も開放されているので、駆動輪には動力は伝わらない。
【００１７】
また、車両停止中にモータ４を発電機として駆動して充電を行なう場合にも、リングギヤブレーキ５３のみ接続状態として、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２は開放状態とする［表１(ｂ)参照］。そして、図７（ｂ）に示すように、エンジン３でモータ４を回転させればモータ４が発電機として機能して発電が行なわれ充電を行なうことができる。このときのモータ４の回転も、エンジン３とは逆回転となる。また、もちろん、このときにも駆動輪には動力は伝わらない。
【００１８】
モータ４のみで車両を走行させる場合には、キャリアクラッチ５１のみ接続状態として、リングギヤクラッチ５２及びリングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｃ)参照］。そして、エンジン３からの入力はないもの（即ち、サンギヤ停止）とすれば、モータ４の回転が図７（ｃ）に太実線で示すように、モータ４をエンジン３とは逆方向に回転させることでＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力され車両は前進し、図７（ｃ）に破線で示すように、モータ４をエンジン３と同方向に回転させることでＣＶＴ６に後退方向の回転力が入力され車両は後退する。
【００１９】
一方、エンジン３のみで車両を走行させる場合には、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２を接続状態として、リングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｄ)参照］。これにより、図７（ｄ）に示すように、サンギヤ２１とプラネタリキャリア２４とリングギヤ２５とＣＶＴ６への入力軸６１とが一体回転する直結状態となり、エンジン３のみを作動させると、エンジン３からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力され車両は前進する。
【００２０】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させる場合には、上記と同様に、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２を接続状態として、リングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｅ)参照］。これにより、図７（ｅ）に示すように、サンギヤ２１とプラネタリキャリア２４とリングギヤ２５とＣＶＴ６への入力軸６１とが一体回転する直結状態となり、エンジン３及びモータ４を作動させると、エンジン３及びモータ４からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力され車両は前進する。
【００２１】
さらに、走行中にモータ４により発電を行なう場合には、上記と同様に、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２を接続状態として、リングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｆ)参照］。これにより、図７（ｆ）に示すように、サンギヤ２１とプラネタリキャリア２４とリングギヤ２５とＣＶＴ６への入力軸６１とが一体回転する直結状態となり、エンジン３を作動させるとともにモータ４を発電機作動の状態とすれば、エンジン３の駆動力の一部が発電機としてのモータ４を回転駆動すると共に、エンジン３の残りの駆動力がＣＶＴ６に前進方向の回転力として入力され車両は前進する。
【００２２】
また、バッテリ容量が少なくてモータ４による発進を回避したい場合や、極低車速高負荷発進（急登坂路発進）の場合などエンジントルクを増幅させたいときには、エンジン始動［表１(ａ),図７（ａ）参照］の後に、リングギヤブレーキ５３は開放状態としてリングギヤクラッチ５２を接続状態とし、キャリアクラッチ５１は開放状態のままとする［表１(ｇ)参照］。ここで、図７（ｇ）に破線で示すように、モータ４を発電状態とすると、モータ４がエンジントルク反力となってエンジントルクが増幅し、エンジン３の出力トルクによって車両を発進させることができる。
【００２３】
この状態から、キャリアクラッチ５１を徐々に係合させていけば、この係合完了時には、図７（ｇ）に実線で示すように、通常走行状態、つまり、エンジン走行状態（図７（ｄ）参照）、又はエンジン３とモータ４との両方を用いた走行状態［図７（ｅ）参照］、又はモータ４により発電を行ないながらのエンジン走行状態［図７（ｆ）参照］に移行することができる。
【００２４】
また、車両が低速で（モータ４のみで）走行している際に回生制動条件（例えばアクセルオフ又はブレーキオン）が成立した場合には、キャリアクラッチ５１を接続状態として、リングギヤクラッチ５２及びリングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｈ)参照］。そして、モータ４を発電状態とし、ＣＶＴ６をローギヤ側に制御しエンジン出力を下げると、これにより、図７（ｈ）に示すように、ＣＶＴ６の入力軸６１の回転がプラネタリギヤ機構２を介してモータ４のロータ４１に伝達され、走行エネルギが発電エネルギ（モータ４を発電機として駆動するエネルギ）に変換される回生制動が行なわれる。
【００２５】
また、車両が中速以上で（エンジン３のみで、又はエンジン３及びモータ４で）走行している際に回生制動条件（例えばアクセルオフ又はブレーキオン）が成立した場合には、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２を接続状態として、リングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｉ)参照］。そして、モータ４を発電状態とし、ＣＶＴ６をローギヤ側に制御しエンジン出力を下げると、これにより、図７（ｉ）に示すように、エンジン回転とＣＶＴ６の入力軸６１の回転とがプラネタリギヤ機構２を介してモータ４のロータ４１に伝達され、エンジン回転エネルギや走行エネルギが発電エネルギ（モータ４を発電機として駆動するエネルギ）に変換される回生制動が行なわれる。
【００２６】
さらに、エンジン３の出力によって車両を後退させる場合には、キャリアクラッチ５１を接続状態として、リングギヤクラッチ５２を開放状態とし、さらにリングギヤブレーキ５３を開放状態からフリクション係合状態とする［表１(ｊ)参照］。リングギヤブレーキ５３をフリクション係合していき、プラネタリキャリア２４が逆方向に回転するようにＣＶＴ６を制御することで、図７（ｊ）に鎖線で示す状態から実線で示す状態へと移行して、エンジン回転によってプラネタリキャリア２４が逆回転駆動されて車両を後退走行させることができる。
【００２７】
【特許文献１】
特開２０００−２１９０５５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７１６０１号公報
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来技術では、いずれの技術も、電動モータ４を作動させない場合も含めて、モータ４のロータ４１は基本的に常時エンジン回転と同程度以上の速度で回転するようになっている。このため、エネルギ損失が生じるだけでなく、モータ４に熱が発生しやすくこの熱が周囲に悪影響を及ぼす影響がある。また、回転しているモータを制御するときには逆起電力が作用する等によってモータ回転速度が速いほどモータの回転を制御するために高いバッテリ電圧が必要になる。
【００２９】
近年、ハイブリッド車のために高電圧バッテリが開発されているが、十分に高いバッテリ電圧を得るには、かかる高電圧バッテリについてもバッテリを複数直列接続することになり、車両の重量増やコスト増を招くことにもなる。
もちろん、車両の走行を電動モータに頼る場合を多くすれば、相応のバッテリ容量が必要になり、車両の重量増やコスト増は避けられないが、エンジン３による走行を主体にして電動モータによる走行を補助的に用いるならば、より容量の小さなバッテリでもよくなる。したがって、このようなハイブリッド車を考えた場合にも、不要な場合は電動モータ４を停止させ、また、電動モータは可能な限り低速で作動させるようにしたい。
【００３０】
特に、特許文献２の技術では、エンジン始動時［図７（ａ）参照］や、モータ走行時［図７（ｃ）参照］や、エンジン走行時［図７（ｄ）参照］や、エンジンモータ走行時［図７（ｅ）参照］等において、電動モータ４を高回転で使用する場合が多くなり好ましくない。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、電動モータの作動速度を可能な限り低速にさせることができるようにした、ハイブリッド車を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のハイブリッド車は、内燃機関と、該内燃機関の回転軸と同軸上に設けられた電動機と、該内燃機関及び該電動機の回転軸と同軸上に設けられ、該内燃機関の回転軸に接続されたサンギヤと、該電動機の回転軸に接続されたリングギヤと、該サンギヤに噛合するインナピニオンと該リングギヤに噛合するアウタピニオンとを枢支するとともに出力軸に接続されたキャリアとをそなえた遊星歯車式動力伝達機構と、入力軸に入力された回転を変速して出力軸に出力し駆動輪に伝達する変速機と、該遊星歯車式動力伝達機構の該出力軸と該変速機の該入力軸との間に介装されて、該キャリアの回転を正転のまま該入力軸に出力する正転状態と該キャリアの回転を逆転させて該変速機の該入力軸に出力する逆転状態とを切り替える回転方向切替機構とをそなえていることを特徴としている（請求項１）。
【００３２】
該電動機のロータの回転を適宜規制する回転規制手段をそなえていることが好ましい（請求項２）。
該変速機は無段変速機であることが好ましい（請求項３）。
該回転方向切替機構は、該キャリアに接続されたサンギヤと、該変速機の該入力軸に接続されたキャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構をそなえるとともに、該サンギヤと該キャリアとの間に該キャリアの回転を正転のまま該入力軸に出力するためのフォワードクラッチが介装され、該リングギヤと該回転方向切替機構のケーシングとの間に該キャリアの回転を逆転させて該入力軸に出力するリバースブレーキが介装されていることが好ましい（請求項４）。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明すると、図１，図２は本発明の第１実施形態としてのハイブリッド車を示すもので、図１はその駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図、図２はその駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図である。なお、図１において、図５と同符号は同様のもの又は相当するものを示す。
【００３４】
本ハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、従来技術のもの（図５参照）にモータブレーキ５４を追加するとともに、回転方向切替機構１２を追加した構成になっている。
つまり、本ハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジン（内燃機関）３と電動機（以下、電動モータ又は単にモータという）４とトランスミッション（変速機）６を含む動力伝達機構１とを組み合わせて構成されており、動力伝達機構１のケーシング１１はエンジン３のシリンダブロックに一体に固設されている。
【００３５】
動力伝達機構１の入口部分には遊星歯車式動力伝達機構（単に、プラネタリギヤ機構という）２Ａがそなえられ、動力伝達機構１の中間部には変速機として無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）６がそなえられている。そして、エンジン３，モータ４と動力伝達機構１のＣＶＴ６との間には、回転方向切替機構１２が配設されている。したがって、エンジン３，モータ４からそれぞれ入力される回転は、回転方向切替機構１２を介してＣＶＴ６に入力されるようになっている。
【００３６】
動力伝達機構１の入口部分にそなえられるプラネタリギヤ機構２Ａは、ダブルピニオンタイプに構成され、サンギヤ２１と、サンギヤ２１と噛合するインナピニオン２２及びインナピニオン２２と噛合するアウタピニオン２３と、ピニオン２２，２３を支持するプラネタリキャリア（単に、キャリアともいう）２４と、アウタピニオン２３と噛合するリングギヤ２５とをそなえている。
【００３７】
サンギヤ２１はエンジン回転軸３ａに接続される回転要素（第１入力回転要素）であり、リングギヤ２５は電動機（以下、電動モータ又は単にモータという）４のロータ（回転子）４１が接続される回転要素（第２入力回転要素）であり、キャリア２４は中間軸（遊星歯車式動力伝達機構２Ａの出力軸）２６，回転方向切替機構１２を介してＣＶＴ６の入力軸６１に接続可能な回転要素（出力回転要素）である。
【００３８】
また、モータ４のロータ４１とトランスミッションケーシング１１との間にはモータブレーキ（回転規制手段）５４が介装されている。
回転方向切替機構１２は、従来例（図５）と同様に、サンギヤ１２ａ，プラネタリピニオン１２ｂａ，１２ｂｂ，キャリア１２ｃ，リングギヤ１２ｄを有するプラネタリギヤ機構１２Ａが採用されている。つまり、プラネタリギヤ機構１２Ａのサンギヤ１２ａには、プラネタリギヤ機構２Ａのキャリア２４と一体結合された中間軸２６が直結されている。また、ピニオンギヤ１２ｂａ，１２ｂｂを支持するキャリア１２ｃがフォワードクラッチ５６を介してプラネタリギヤ機構２Ａ側の中間軸２６と接続されている。また、回転方向切替機構１２のキャリア１２ｃは、一方で（無段変速機６側で）、無段変速機６のプライマリプーリ６２と同軸一体の入力軸６１に連結されている。さらに、リングギヤ１２ｄとケーシング１１との間には、リバースブレーキ５７が介装されている。
【００３９】
したがって、エンジン３の回転やモータ４の回転は、プラネタリギヤ機構２Ａのキャリア２４から中間軸２６を通じて回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達されるようになっている。フォワードクラッチ５６が結合されてリバースブレーキ５７が開放されていれば、回転方向切替機構１２では、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとが直結されて、入力軸６１が中間軸２６と一体回転する。
【００４０】
一方、フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が結合されていれば、回転方向切替機構１２はダブルピニオンタイプのプラネタリギヤ機構であって、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとが相対回転可能になって且つリングギヤ１２ｄが回転をロックされるので、キャリア１２ｃはサンギヤ１２ａと逆方向に回転する。
【００４１】
また、フォワードクラッチ５６とリバースブレーキ５７とがともに結合されていれば、入力軸６１及び中間軸２６はロック状態になって、プラネタリギヤ機構２Ａにおいてはキャリア２４が、ＣＶＴ６においては入力軸６１に連結されたプライマリプーリ６２が、それぞれ回転をロックされる。したがって、このときには、プラネタリギヤ機構２Ａにおいて、サンギヤ２１とリングギヤ２５とが連動する。すなわち、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動する。
【００４２】
このときのサンギヤ２１の回転速度ωSとリングギヤ２５の回転速度ωRとの比（ωS：ωR）は、サンギヤ２１の歯数をＺS，リングギヤ２５の歯数をＺRとすると、（１／ＺS）：（１／ＺR）となり、ＺS＜ＺRなので、リングギヤ２５の回転速度ωRはサンギヤ２１の回転速度ωSよりも低速になる。つまり、リングギヤ２５に連結されたモータ４はサンギヤ２１に連結されたエンジン３よりも低速になる。
【００４３】
なお、ＣＶＴ６は、入力軸６１に連結されたプライマリプーリ６２と、プライマリプーリ６２にベルト６３を介して接続されたセカンダリプーリ６４とをそなえ、セカンダリプーリ６４にＣＶＴ６の出力軸６５が連結されている。なお、プライマリプーリ６２及びセカンダリプーリ６４は、可動シーブ６２ａ，６４ａ及び固定シーブ６２ｂ，６４ｂからなる。
【００４４】
さらに、出力軸６５の回転は、出力軸６５に固設されたギヤ６６及びカウンタシャフト７に固設されたカウンタギヤ７１からカウンタギヤ７２を介してリングギヤ８１からデファレンシャルギヤ８に伝達され、これにより、デファレンシャルギヤ８を介して左右の車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒが回転駆動されるようになっている。
【００４５】
なお、ＣＶＴ６と車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒとの間にはカウンタシャフト７が介在するので、車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９ＲはＣＶＴ６のプライマリプーリ６２，ベルト６３，セカンダリプーリ６４と同方向に回転する。
上記のフォワードクラッチ５６，リバースブレーキ５７，モータブレーキ５４は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合される湿式多板式の油圧式摩擦係合装置であって、油圧制御回路（図示略）から供給される作動油によって摩擦係合するようになっている。表２に示すように、これらのクラッチ５６及びブレーキ５７,５４を適宜係脱することで、図２の共線図に示すような様々な動力伝達状態が達成される。
【００４６】
【表２】
【００４７】
つまり、モータ４でエンジン３を始動する場合には、フォワードクラッチ５６及びリバースブレーキ５７をともに結合してモータブレーキ５４は開放する［表２(ａ)参照］。これにより、モータ４やエンジン３が回転しても、ＣＶＴ６の入力軸６１にはこのモータ４やエンジン３の回転は伝達されない状態で、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動するようになる。そして、図２（ａ）に示すように、モータ４を回転させればエンジン３を始動させることができる。
【００４８】
なお、このときのモータ４の回転は、エンジン３と同方向であって、モータ４の回転速度に対してＺR／ＺS倍（ＺS＜ＺRなので、ＺR／ＺS＞１）に増速されてエンジン３が回転する。
また、車両停止中にモータ４を発電機として駆動して充電を行なう場合にも、フォワードクラッチ５６及びリバースブレーキ５７をともに結合してモータブレーキ５４は開放する［表２(ｂ)参照］。これにより、ＣＶＴ６の入力軸６１にモータ４やエンジン３の回転は伝達されず、且つ、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動するようになる。そして、図２（ｂ）に示すように、エンジン３でモータ４を回転させればモータ４が発電機として機能して発電が行なわれ充電を行なうことができる。このときのモータ４の回転も、エンジン３と同方向となる。
【００４９】
車両を前進発進させる場合や低速走行させる場合には、リバースブレーキ５７を接続状態として、フォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表２(ｃ)参照］。ここで、図２（ｃ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を負荷状態（発電状態）とする。これにより、キャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転し、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が結合されているので、サンギヤ１２ａが回転するとキャリア１２ｃはサンギヤ１２ａと逆方向（したがって、エンジン３と同方向）に回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と同方向に回転駆動され、エンジン３及びモータ（発電状態）４からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力されることになり車両は前進発進する。低速時にはこの状態を維持し、速度の上昇に応じてモータ（発電状態）４の回転速度を低下させていく。
【００５０】
また、エンジン３のみで車両を走行させる場合には、リバースブレーキ５７を接続状態、フォワードクラッチ５６は開放状態として、発電状態のモータ４の速度を低下させこの速度が略０になった時点で、モータブレーキ５４を接続する［表２(ｄ)参照］。これにより、図２（ｄ）に示すように、リングギヤ２５が回転をロックされ、エンジン回転とともにサンギヤ２１が回転すると、サンギヤ２１の回転に応じてキャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転してこの回転が中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が結合されているので、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとが相対回転可能で且つリングギヤ１２ｄが回転をロックされることになり、サンギヤ１２ａが回転するとキャリア１２ｃはサンギヤ１２ａと逆方向（したがって、エンジン３と同方向）に回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と同方向に回転駆動され、エンジン３からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力されることになり車両は前進する。この時には、モータ４のロータ４１はモータブレーキ５４により停止される。
【００５１】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させる場合には、リバースブレーキ５７を接続状態として、フォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表２(ｅ)参照］。ここで、図２（ｅ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４をエンジン３とは逆方向に回転させる。これにより、リングギヤ２５がサンギヤ２１と逆方向に回転し、リングギヤ２５固定時［エンジン３のみでの走行、図２（ｄ）参照］よりもモータ４の回転分だけ増速されてキャリア２４が回転する。キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。エンジン３のみでの走行時と同様に、フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が結合されているので、サンギヤ１２ａが回転するとキャリア１２ｃはサンギヤ１２ａと逆方向（したがって、エンジン３と同方向）に回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と同方向に回転駆動され、エンジン３及びモータ４からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力されることになり車両は前進する。
【００５２】
さらに、走行中にモータ４により発電を行なう場合には、エンジン３のみでの走行状態、即ち、リバースブレーキ５７及びモータブレーキ５４を接続して、フォワードクラッチ５６は開放した状態から、モータブレーキ５４を開放する［表２(ｆ)参照］。そして、これとともに、モータ４を発電機として機能させ、エンジン出力を上げる。これにより、図２（ｆ）に示すように、エンジン３の出力は、キャリア２４側とリングギヤ２５側とに配分される。キャリア２４側に配分されたエンジン出力は中間軸２６から回転方向切替機構１２に伝達され、エンジン３と同方向に回転方向を切り替えられてＣＶＴ６への入力軸６１に入力される。リングギヤ２５側に配分されたエンジン出力は、リングギヤ２５と一体のロータ４１を回転駆動し、モータ４において発電が行なわれる。
【００５３】
また、エンジン３のみでの走行状態においてエンジントルクを増幅させたい場合にも、リバースブレーキ５７及びモータブレーキ５４を接続して、フォワードクラッチ５６は開放した状態から、モータブレーキ５４を開放する［表２(ｇ)参照］。そして、これとともに、モータ４を発電機として機能させれば、エンジン出力を増加させることができる。これにより、図２（ｇ）に示すように、エンジン３には、車両の駆動負荷（キャリア２４側）に発電負荷（リングギヤ２５側）が加わって、速やかにエンジン３の出力トルクが上昇する。
【００５４】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させている状態、即ち、リバースブレーキ５７を接続して、フォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４は開放した状態で［表２(ｅ)参照］、回生制動条件（例えばアクセルオフ）が成立した場合には、リバースブレーキ５７の接続及びフォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４の開放は維持しながら［表２(ｈ)参照］、モータ４を電動機作動から発電機作動に切り替えて、ＣＶＴ６をローギヤ側に制御しエンジン出力を下げる。これにより、図２（ｈ）に示すように、ＣＶＴ６の入力軸６１の回転が回転方向切替機構１２及び中間軸２６を介してキャリア２４に伝達され、エンジン３側のサンギヤ２１が回転抑制されることから、リングギヤ２５に接続されたモータ４のロータ４１が回転駆動される。こうして、走行エネルギが発電エネルギ（モータ４を発電機として駆動するエネルギ）に変換されるエンジンブレーキ相当の回生制動が行なわれる。
【００５５】
さらに、エンジン３の出力によって車両を後退させる場合には、フォワードクラッチ５６を接続状態として、リバースブレーキ５７及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表２(ｉ)参照］。ここで、図２（ｉ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を負荷状態（発電状態）とする。これにより、キャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転し、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。フォワードクラッチ５６が接続されてリバースブレーキ５７が開放されているので、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとは同方向（したがって、エンジン３と逆方向）に一体回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と逆方向に回転駆動され、エンジン３及びモータ（発電状態）４からＣＶＴ６に後退方向の回転力が入力されることになり車両は後退する。
【００５６】
また、エンジン３の出力とモータ４の出力とによって車両を後退させる場合には、リバースブレーキ５７を接続状態として、フォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表２(ｊ)参照］。ここで、図２（ｊ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４をエンジン３と同方向に回転させる。これにより、キャリア２４が、エンジン３と一体回転するサンギヤ２１とモータ４と一体回転するリングギヤ２５と同方向に回転し、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が接続されているので、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとは逆方向（したがって、エンジン３と逆方向）に一体回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と逆方向に回転駆動され、エンジン３及びモータ（発電状態）４からＣＶＴ６に後退方向の回転力が入力されることになり車両は後退する。
【００５７】
本発明の第１実施形態としてのハイブリッド車は、上述のように構成されているので、車両の走行用駆動源としてモータ４を用いずにエンジン３のみを用いる場合［表２（ｄ），図２（ｄ）参照］には、モータ４のローラ４１を停止させるので、不要なモータの回転を防止して、エネルギ損失を抑制することができ、モータの発熱を抑制することができる。これにより、モータ周囲への熱影響を抑制することができる。
【００５８】
また、モータ４の回転速度Ｎｍとエンジン３の回転速度Ｎｅとの比は、以下のように、プラネタリギヤ機構２Ａのリングギヤ２５とサンギヤ２１との各端数の逆数比となる。
Ｎｍ：Ｎｅ＝（１／ＺR）：（１／ＺS）＝ＺS：ＺR
ＺS＜ＺRなので、モータ４の回転速度Ｎｍはエンジン３の回転速度Ｎｅよりも低くなり、モータ作動時にもモータ４の回転速度Ｎｍが抑えられることになる。
【００５９】
この結果、モータの回転を制御するためのバッテリの必要電圧を抑えることができる。したがって、モータの回転を制御するためのバッテリ電圧は低いものでよく、バッテリにかかるコストを削減することや、バッテリの重量を削減することが可能になり、ひいては車両の重量やコストを抑えることができ、ハイブリッド車の実用性を高めることができる。
【００６０】
特に、回転方向切替機構１２に遊星歯車機構１２Ａを利用しているので、回転方向の切り替えを、プラネタリギヤ機構（遊星歯車式動力伝達機構）２Ａとは独立して構成することができ、モータ４の回転速度Ｎｍをより低速に抑え易くなる。
また、変速機としてＣＶＴを用いることにより、エンジンとモータとを効率良く運転して、燃費の向上と走行性能の向上との両立できる。
【００６１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明すると、図３，図４は本発明の第２実施形態としてのハイブリッド車を示すもので、図３はその駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図、図４はその駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図である。
【００６２】
本実施形態では、プラネタリギヤ機構２Ａは第１実施形態と同様に構成されている。
つまり、本実施形態の回転方向切替機構１１２はプラネタリギヤ機構は用いられず、中間軸２６とＣＶＴ６の入力軸６１との間に介装されたフォワードクラッチ５６Ａと、プラネタリギヤ機構２Ａのキャリア２４とリングギヤ２５との間に介装されたリバースブレーキ５７Ａとから構成されている。また、入力軸６１とケーシング１１との間には駐車ブレーキ５８が介装されている。
【００６３】
さらに、ＣＶＴ６は第１実施形態と同様に構成されているが、ＣＶＴ６と車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒとの間の動力伝達系が第１実施形態のものと異なっている。
つまり、ＣＶＴ６の出力軸６５の回転は、出力軸６５に固設されたギヤ６６を介してリングギヤ８１からデファレンシャルギヤ８に伝達され、これにより、デファレンシャルギヤ８を介して左右の車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒが回転駆動されるようになっている。
【００６４】
このように、ＣＶＴ６と車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒとの間にはカウンタシャフト７がないので、車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９ＲはＣＶＴ６のプライマリプーリ６２，ベルト６３，セカンダリプーリ６４と逆方向に回転する。
また、フォワードクラッチ５６Ａ，リバースブレーキ５７Ａ，モータブレーキ５４，駐車ブレーキ５８は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合される湿式多板式の油圧式摩擦係合装置であって、油圧制御回路（図示略）から供給される作動油によって摩擦係合するようになっている。表３に示すように、これらのクラッチ５６及びブレーキ５７Ａ,５４を適宜係脱することで、図４の共線図に示すような様々な動力伝達状態が達成される。
【００６５】
【表３】
【００６６】
つまり、モータ４でエンジン３を始動する場合には、リバースブレーキ５７Ａ及び駐車ブレーキ５８をいずれも結合して、フォワードクラッチ５６Ａ及びモータブレーキ５４は開放する［表３(ａ)参照］。これにより、モータ４やエンジン３が回転しても、ＣＶＴ６の入力軸６１にはこのモータ４やエンジン３の回転は伝達されず、且つ入力軸６１は回転をロックされた状態となって、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動するようになる。そして、図４（ａ）に示すように、モータ４を回転させればエンジン３を始動させることができる。このときのモータ４の回転は、エンジン３と同方向であって、モータ４の回転速度に対してＺR／ＺS倍（ＺS＜ＺRなので、ＺR／ＺS＞１）に増速されてエンジン３が回転する。
【００６７】
また、車両停止中にモータ４を発電機として駆動して充電を行なう場合にも、フォワードクラッチ５６Ａ，リバースブレーキ５７Ａ及び駐車ブレーキ５８をいずれも結合してモータブレーキ５４は開放する［表３(ｂ)参照］。これにより、ＣＶＴ６の入力軸６１にモータ４やエンジン３の回転は伝達されず、且つ、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動するようになる。そして、図４（ｂ）に示すように、エンジン３でモータ４を回転させればモータ４が発電機として機能して発電が行なわれ充電を行なうことができる。このときのモータ４の回転も、エンジン３と同方向となる。
【００６８】
車両を前進発進させる場合や低速走行させる場合には、フォワードクラッチ５６Ａを接続状態として、リバースブレーキ５７Ａ，モータブレーキ５４及び駐車ブレーキ５８は開放状態とする［表３(ｃ)参照］。ここで、図４（ｃ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を負荷状態（発電状態）とする。これにより、キャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転し、キャリア２４の回転は中間軸２６を介してフォワードクラッチ５６ＡからＣＶＴ６の入力軸６１に伝達される。ＣＶＴ６はエンジン３と逆方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と同方向に回転して車両は前進発進する。低速時にはこの状態を維持し、速度の上昇に応じてモータ（発電状態）４の回転速度を低下させていく。
【００６９】
また、エンジン３のみで車両を走行させる場合には、フォワードクラッチ５６Ａを接続状態として、駐車ブレーキ５８及びリバースブレーキ５７Ａは開放状態として、発電状態のモータ４の速度を低下させこの速度が略０になった時点で、モータブレーキ５４を接続する［表３(ｄ)参照］。これにより、図４（ｄ）に示すように、リングギヤ２５が回転をロックされ、エンジン回転とともにサンギヤ２１が回転すると、サンギヤ２１の回転に応じてキャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転する。フォワードクラッチ５６Ａが結合されているので、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１１２のフォワードクラッチ５６ＡからＣＶＴ６の入力軸６１に伝達される。ＣＶＴ６はエンジン３と逆方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と同方向に回転して車両は前進する。この時には、モータ４のロータ４１はモータブレーキ５４により停止される。
【００７０】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させる場合には、フォワードクラッチ５６Ａを接続状態として、リバースブレーキ５７Ａ，モータブレーキ５４及び駐車ブレーキ５８は開放状態とする［表３(ｅ)参照］。ここで、図４（ｅ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４をエンジン３とは逆方向に回転させる。これにより、リングギヤ２５がサンギヤ２１と逆方向に回転し、リングギヤ２５固定時［エンジン３のみでの走行、図４（ｄ）参照］よりもモータ４の回転分だけ増速されてキャリア２４が回転する。フォワードクラッチ５６Ａが結合されているので、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１１２のフォワードクラッチ５６ＡからＣＶＴ６の入力軸６１に伝達される。ＣＶＴ６はエンジン３と逆方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と同方向に回転して車両はエンジン３及びモータ４の出力トルクによって前進する。
【００７１】
さらに、走行中にモータ４により発電を行なう場合には、エンジン３のみでの走行状態、即ち、フォワードクラッチ５６Ａ及びモータブレーキ５４を接続して、駐車ブレーキ５８及びリバースブレーキ５７Ａは開放した状態から、モータブレーキ５４を開放する［表３(ｆ)参照］。そして、これとともに、モータ４を発電機として機能させ、エンジン出力を上げる。これにより、図４（ｆ）に示すように、エンジン３の出力は、キャリア２４側とリングギヤ２５側とに配分される。キャリア２４側に配分されたエンジン出力は中間軸２６からＣＶＴ６への入力軸６１に入力される。リングギヤ２５側に配分されたエンジン出力は、リングギヤ２５と一体のロータ４１を回転駆動し、モータ４において発電が行なわれる。
【００７２】
また、エンジン３のみでの走行状態においてエンジントルクを増幅させたい場合にも、エンジン３のみでの走行状態、即ち、フォワードクラッチ５６Ａ及びモータブレーキ５４を接続して、駐車ブレーキ５８及びリバースブレーキ５７Ａは開放した状態から、モータブレーキ５４を開放する［表３(ｇ)参照］。そして、これとともに、モータ４を発電機として機能させれば、エンジン出力を増加させることができる。これにより、図４（ｇ）に示すように、エンジン３には、車両の駆動負荷（キャリア２４側）に発電負荷（リングギヤ２５側）が加わって、速やかにエンジン３の出力トルクが上昇する。
【００７３】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させている状態、即ち、フォワードクラッチ５６Ａを接続して、リバースブレーキ５７Ａ，駐車ブレーキ５８及びモータブレーキ５４は開放した状態で［表３(ｅ)参照］、回生制動条件（例えばアクセルオフ）が成立した場合には、フォワードクラッチ５６Ａの接続及びリバースブレーキ５７Ａ，駐車ブレーキ５８及びモータブレーキ５４の開放は維持しながら［表３(ｈ)参照］、モータ４を電動機作動から発電機作動に切り替えて、ＣＶＴ６をローギヤ側に制御しエンジン出力を下げる。これにより、図４（ｈ）に示すように、ＣＶＴ６の入力軸６１の回転が中間軸２６を介してキャリア２４に伝達され、エンジン３側のサンギヤ２１が回転抑制されることから、リングギヤ２５に接続されたモータ４のロータ４１が回転駆動される。こうして、走行エネルギが発電エネルギ（モータ４を発電機として駆動するエネルギ）に変換されるエンジンブレーキ相当の回生制動が行なわれる。
【００７４】
さらに、エンジン３の出力によって車両を後退させる場合には、フォワードクラッチ５６Ａ及びリバースブレーキ５７Ａを接続状態として、駐車ブレーキ５８及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表３(ｉ)参照］。ここで、図４（ｉ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を負荷状態（発電状態）とする。リバースブレーキ５７Ａが接続されているので、キャリア２４がサンギヤ２１と同方向に回転し、ＣＶＴ６の入力軸６１もサンギヤ２１と同方向に回転する。したがって、ＣＶＴ６はエンジン３と同方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と逆方向に回転して車両は後退する。
【００７５】
また、エンジン３の出力とモータ４の出力とによって車両を後退させる場合にも、フォワードクラッチ５６Ａ及びリバースブレーキ５７Ａを接続状態として、駐車ブレーキ５８及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表３(ｊ)参照］。ここで、図４（ｊ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を駆動源として作動させる。リバースブレーキ５７Ａが接続されているので、キャリア２４がサンギヤ２１と同方向に回転し、ＣＶＴ６の入力軸６１もサンギヤ２１と同方向に回転する。したがって、ＣＶＴ６はエンジン３と同方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、エンジン３及びモータ４の回転出力を得て車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と逆方向に回転して車両は後退する。
【００７６】
本発明の第２実施形態としてのハイブリッド車は、上述のように構成されているので、第１実施形態と同様に、車両の走行用駆動源としてモータ４を用いずにエンジン３のみを用いる場合［表３（ｄ），図４（ｄ）参照］には、モータ４のローラ４１を停止させるので、不要なモータの回転を防止して、エネルギ損失を抑制することができ、モータの発熱を抑制することができる。これにより、モータ周囲への熱影響を抑制することができる。
【００７７】
また、モータ４のロータ４１をエンジン３と直結させない場合（リバースブレーキ５７Ａを開放）は、第１実施形態と同様に、モータ４はエンジン３よりも低速で回転することになり、モータ作動時にもモータ４の回転速度が抑えられることになる。なお、モータ４のロータ４１をエンジン３と直結させるのは、エンジン始動時等の低速回転時である。
【００７８】
この結果、モータの回転を制御するためのバッテリの必要電圧を抑えることができる。したがって、モータの回転を制御するためのバッテリ電圧は低いものでよく、バッテリにかかるコストを削減することや、バッテリの重量を削減することが可能になり、ひいては車両の重量やコストを抑えることができ、ハイブリッド車の実用性を高めることができる。
また、変速機としてＣＶＴを用いることにより、エンジンとモータとを効率良く運転して、燃費の向上と走行性能の向上との両立できる。
【００７９】
［その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００８０】
つまり、本発明は、いずれも車両の走行のために用いることのできる電動モータとエンジンとをそなえるとともに、エンジン回転軸に接続されたサンギヤと、モータ回転軸に接続されたリングギヤと、該サンギヤに噛合するインナピニオンと該リングギヤに噛合するアウタピニオンとを枢支し出力軸に接続されたキャリアとをそなえたプラネタリギヤ機構をそなえていればよく、他の構成は、上述の実施形態のものに限定されない。
【００８１】
例えば、変速機として、ベルト式無段変速機のほかにトロイダル式無段変速機を用いたり、或いは、有段変速機を用いたりすることも考えられる。
【００８２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のハイブリッド車によれば、電動機の回転速度を抑えることができ、電動機の回転を制御するためのバッテリの必要電圧を抑えることができる。したがって、電動機の回転を制御するためのバッテリにかかるコストを削減することや、バッテリの重量を削減することが可能になり、ひいては車両の重量やコストを抑えることができ、ハイブリッド車の実用性を高めることができる。
【００８３】
また、電動機を用いずに内燃機関のみを用いて車両を駆動する場合には、電動機の回転子を停止させるので、不要な電動機の回転を防止して、エネルギ損失を抑制することができ、モータの発熱を抑制することができる。これにより、電動機周囲への熱影響を抑制することができる（請求項２）。
また、変速機として無段変速機を用いることにより、エンジンとモータとを効率良く運転して、燃費の向上と走行性能の向上との両立できる（請求項３）。
【００８４】
また、該回転方向切替機構が、該キャリアに接続されたサンギヤと、該変速機の該入力軸に接続されたキャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構をそなえるようにして、該サンギヤと該キャリアとの間に該キャリアの回転を正転のまま該入力軸に出力するためのフォワードクラッチを介装し、該リングギヤと該回転方向切替機構のケーシングとの間に該キャリアの回転を逆転させて該入力軸に出力するリバースブレーキを介装することにより、回転方向の切り替えを、遊星歯車式動力伝達機構とは独立して構成することができ、電動機の回転速度をより低速に抑え易くなる（請求項４）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。
【図２】本発明の第１実施形態としてのハイブリッド車の駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図であり、作動態様毎にそれぞれ（ａ）〜（ｊ）に示す。
【図３】本発明の第２実施形態としてのハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。
【図４】本発明の第２実施形態としてのハイブリッド車の駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図であり、作動態様毎にそれぞれ（ａ）〜（ｊ）に示す。
【図５】従来技術（特許文献１）のハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。
【図６】従来技術（特許文献２）のハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。
【図７】従来技術（特許文献２）のハイブリッド車の駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図であり、作動態様毎にそれぞれ（ａ）〜（ｊ）に示す。
【符号の説明】
１ トランスミッション
２ プラネタリギヤ機構
３ エンジン
３ａ エンジンの回転軸
４ 電動モータ
６ ＣＶＴ
７ カウンタシャフト
８ デファレンシャルギヤ
９Ｌ，９Ｒ 車輪軸（車輪駆動軸）
１１ トランスミッションケーシング
１２，１１２ 回転方向切替機構
１２ａ サンギヤ
１２ｂａ，１２ｂｂ プラネタリピニオン
１２ｃ キャリア
１２ｄ リングギヤ
２１ サンギヤ
２２ インナピニオン
２３ アウタピニオン
２４ プラネタリキャリア
２５ リングギヤ
２６ 中間軸（遊星歯車式動力伝達機構２Ａの出力軸）
４１ ロータ（回転子）
４２ ステ−タ
５４ モータブレーキ（回転規制手段）
５６，５６Ａ フォワードクラッチ
５７，５７Ａ リバースブレーキ
５８ 駐車ブレーキ
６１ 入力軸
６２ プライマリプーリ
６３ ベルト
６４ セカンダリプーリ
６５ 出力軸
６６ ギヤ
７１，７２ カウンタギヤ
８１ リングギヤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両を駆動するために内燃機関と電動機とを共に装備したハイブリッド車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両を駆動するために内燃機関（以下、エンジンという）と電動機（以下、電動モータ又は単にモータという）とを共に装備したハイブリッド車の開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１は、トランスミッションの全長，重量，コスト等を増大させることなく、モータ単独やエンジン単独やエンジンと電気モータとの併用といった種々の駆動状況でも前進，後退を達成でき、また、減速時のエネルギ回生をできるようにしたハイブリッド車であり、図５に示すように構成されている。
【０００３】
つまり、図５に示すように、このハイブリッド車は、エンジン３とモータ４とトランスミッション（変速機）を含む動力伝達機構１とを組み合わせて構成されており、動力伝達機構１のケーシング１１はエンジン３のシリンダブロックに一体に固設されている。また、モータ４は、エンジン３の出力軸３ａと同軸に設けられ、ロータ４１と同軸一体に設けられたモータ４の出力軸４３内を、エンジン３の出力軸３ａが貫通している。また、モータ４のステータ４２は、ケーシング１１に固定されている。
【０００４】
そして、エンジン３，モータ４と動力伝達機構１の無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）６との間には、回転方向切替機構１２が配設され、また、エンジン３と回転方向切替機構１２との間には、トルクコンバータ１３が介装されている。したがって、エンジン３，モータ４からそれぞれ入力される回転は、回転方向切替機構１２を介して無段変速機構６に入力され、このうち、エンジン３から入力される回転はトルクコンバータ１３，回転方向切替機構１２を介して無段変速機構６に入力されるようになっている。
【０００５】
回転方向切替機構１２としては、プラネタリギヤユニットが採用されており、そのサンギヤ１２ａには、エンジン３の出力軸３ａが連結され、ピニオンギヤ１２ｂを支持するキャリア１２ｃには、モータ４のロータ４１に同軸一体に固設された出力軸４３が連結されている。したがって、エンジン３の回転はサンギヤ１２ａから入力され、モータ４の回転はキャリア１２ｃから入力されるようになっている。なお、ピニオンギヤ１２ｂは、互いに噛合するインナピニオン１２ｂａとアウタピニオン１２ｂｂとからなるダブルピニオンギヤであり、インナピニオン１２ｂａはサンギヤ１２ａと噛合し、アウタピニオン１２ｂｂはリングギヤ１２ｄと噛合している。
【０００６】
回転方向切替機構１２から無段変速機６への回転の出力は、キャリア１２ｃから行なわれるようになっている。つまり、キャリア１２ｃの無段変速機６側には、無段変速機６のプライマリプーリ６２と同軸一体の入力軸６１が連結されており、サンギヤ１２ａ，キャリア１２ｃにそれぞれ入力されたエンジン３，モータ４の回転をキャリア１２ｃから入力軸６１に出力するようになっている。
【０００７】
また、リングギヤ１２ｄにはリバースブレーキ１４が設けられている。このリバースブレーキ１４はケーシング１１に固定されているので、リバースブレーキ１４を接続（オン）することによってリングギヤ１２ｄの回転を拘束できるようになっている。一方、リバースブレーキ１４が解除（オフ）されたときには、リングギヤ１２ｄは回転自在となり、ピニオンギヤ１２ｂの自転，公転に応じて回転するようになっている。
【０００８】
また、無段変速機６の入力軸６１の内側には、クラッチ１５が配設されている。このクラッチ１５は、サンギヤ１２ａから無段変速機６側に延設されたシャフト１６と、入力軸６１とを連結切り離しするように設けられており、クラッチ１５を接続（オン）することによって、シャフト１６と一体のサンギヤ１２ａと、入力軸６１と一体のキャリア１２ｃとは互いに拘束されて一体に回転するようになっている。
【０００９】
無段変速機６は、プライマリプーリ６２とセカンダリプーリ６４とベルト６３とから構成されており、回転方向切替機構１２から入力軸６１に入力された回転は、入力軸６１と同軸一体のプライマリプーリ６２からベルト６３を介してセカンダリプーリ６４へ入力されるようになっている。
プライマリプーリ６２，セカンダリプーリ６４はそれぞれ固定シーブ６２ａ，６４ａと可動シーブ６２ｂ，６４ｂとをそなえ、セカンダリプーリ６４に結合された出力軸６５の回転が、出力軸６５に固設されたギヤ６６及びカウンタシャフト７に固設されたカウンタギヤ７１からカウンタギヤ７２を介してリングギヤ８１からデファレンシャルギヤ８に伝達され、これにより、デファレンシャルギヤ８を介して左右の車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒが回転駆動されるようになっている。
【００１０】
また、エンジン及びモータと変速機との間にエンジンやモータの回転を吸収しうるプラネタリギヤ機構を介装してトルクコンバータを省略することでトランスミッション部分の全長を短縮できるようにしたものが開発されている（例えば、特許文献２参照）。
図６は特許文献２に開示された従来技術のハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。図６に示すように、トランスミッション１の入口部分にはプラネタリギヤ機構２がそなえられている。このプラネタリギヤ機構２は、ダブルピニオンタイプに構成され、サンギヤ２１と、サンギヤ２１と噛合するインナピニオン２２及びインナピニオン２２と噛合するアウタピニオン２３と、ピニオン２２，２３を支持するキャリア２４と、アウタピニオン２３と噛合するリングギヤ２５とをそなえている。
【００１１】
サンギヤ２１はエンジン３の回転軸３ａに接続され、キャリア２４に電動モータ４のロータ（回転子）４１が接続されている。また、この一方で、キャリア２４はキャリアクラッチ５１を介して、リングギヤ２５はリングギヤクラッチ５２を介して、ＣＶＴ６の入力軸６１に接続可能になっている。また、トランスミッションケーシング１１とリングギヤ２５との間にはリングギヤブレーキ５３が介装されている。さらに、トランスミッションケーシング１１には、ロータ４１と対向するようにモータ４のステ−タ４２が設けられている。
【００１２】
ＣＶＴ６は、入力軸６１に連結されたプライマリプーリ６２と、プライマリプーリ６２にベルト６３を介して接続されたセカンダリプーリ６４とをそなえ、セカンダリプーリ６４にＣＶＴ６の出力軸６５が連結されている。なお、プライマリプーリ６２及びセカンダリプーリ６４は、可動シーブ６２ａ，６４ａ及び固定シーブ６２ｂ，６４ｂからなる。
【００１３】
さらに、出力軸６５の回転は、出力軸６５に固設されたギヤ６６及びカウンタシャフト７に固設されたカウンタギヤ７１からカウンタギヤ７２を介してリングギヤ８１からデファレンシャルギヤ８に伝達され、これにより、デファレンシャルギヤ８を介して左右の車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒが回転駆動されるようになっている。
【００１４】
上記のキャリアクラッチ５１，リングギヤクラッチ５２，リングギヤブレーキ５３は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置であって、油圧制御回路（図示略）から供給される作動油によって摩擦係合するようになっている。表１に示すように、これらのクラッチ５１，５２及びブレーキ５３を適宜係脱することで、図７の共線図に示すような様々な動力伝達状態が達成される。
【００１５】
【表１】
つまり、モータ４でエンジン３を始動する場合、リングギヤブレーキ５３のみ接続状態として、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２は開放状態（切り離し状態）にする［表１(ａ)参照］。そして、図７（ａ）に示すように、モータ４を十分な速度まで回転させればエンジン３を始動させることができる。なお、このときのモータ４の回転は、エンジン３とは逆回転となる。また、もちろん、このときには、キャリアクラッチ５１もリングギヤクラッチ５２も開放されているので、駆動輪には動力は伝わらない。
【００１７】
また、車両停止中にモータ４を発電機として駆動して充電を行なう場合にも、リングギヤブレーキ５３のみ接続状態として、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２は開放状態とする［表１(ｂ)参照］。そして、図７（ｂ）に示すように、エンジン３でモータ４を回転させればモータ４が発電機として機能して発電が行なわれ充電を行なうことができる。このときのモータ４の回転も、エンジン３とは逆回転となる。また、もちろん、このときにも駆動輪には動力は伝わらない。
【００１８】
モータ４のみで車両を走行させる場合には、キャリアクラッチ５１のみ接続状態として、リングギヤクラッチ５２及びリングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｃ)参照］。そして、エンジン３からの入力はないもの（即ち、サンギヤ停止）とすれば、モータ４の回転が図７（ｃ）に太実線で示すように、モータ４をエンジン３とは逆方向に回転させることでＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力され車両は前進し、図７（ｃ）に破線で示すように、モータ４をエンジン３と同方向に回転させることでＣＶＴ６に後退方向の回転力が入力され車両は後退する。
【００１９】
一方、エンジン３のみで車両を走行させる場合には、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２を接続状態として、リングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｄ)参照］。これにより、図７（ｄ）に示すように、サンギヤ２１とプラネタリキャリア２４とリングギヤ２５とＣＶＴ６への入力軸６１とが一体回転する直結状態となり、エンジン３のみを作動させると、エンジン３からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力され車両は前進する。
【００２０】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させる場合には、上記と同様に、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２を接続状態として、リングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｅ)参照］。これにより、図７（ｅ）に示すように、サンギヤ２１とプラネタリキャリア２４とリングギヤ２５とＣＶＴ６への入力軸６１とが一体回転する直結状態となり、エンジン３及びモータ４を作動させると、エンジン３及びモータ４からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力され車両は前進する。
【００２１】
さらに、走行中にモータ４により発電を行なう場合には、上記と同様に、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２を接続状態として、リングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｆ)参照］。これにより、図７（ｆ）に示すように、サンギヤ２１とプラネタリキャリア２４とリングギヤ２５とＣＶＴ６への入力軸６１とが一体回転する直結状態となり、エンジン３を作動させるとともにモータ４を発電機作動の状態とすれば、エンジン３の駆動力の一部が発電機としてのモータ４を回転駆動すると共に、エンジン３の残りの駆動力がＣＶＴ６に前進方向の回転力として入力され車両は前進する。
【００２２】
また、バッテリ容量が少なくてモータ４による発進を回避したい場合や、極低車速高負荷発進（急登坂路発進）の場合などエンジントルクを増幅させたいときには、エンジン始動［表１(ａ),図７（ａ）参照］の後に、リングギヤブレーキ５３は開放状態としてリングギヤクラッチ５２を接続状態とし、キャリアクラッチ５１は開放状態のままとする［表１(ｇ)参照］。ここで、図７（ｇ）に破線で示すように、モータ４を発電状態とすると、モータ４がエンジントルク反力となってエンジントルクが増幅し、エンジン３の出力トルクによって車両を発進させることができる。
【００２３】
この状態から、キャリアクラッチ５１を徐々に係合させていけば、この係合完了時には、図７（ｇ）に実線で示すように、通常走行状態、つまり、エンジン走行状態（図７（ｄ）参照）、又はエンジン３とモータ４との両方を用いた走行状態［図７（ｅ）参照］、又はモータ４により発電を行ないながらのエンジン走行状態［図７（ｆ）参照］に移行することができる。
【００２４】
また、車両が低速で（モータ４のみで）走行している際に回生制動条件（例えばアクセルオフ又はブレーキオン）が成立した場合には、キャリアクラッチ５１を接続状態として、リングギヤクラッチ５２及びリングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｈ)参照］。そして、モータ４を発電状態とし、ＣＶＴ６をローギヤ側に制御しエンジン出力を下げると、これにより、図７（ｈ）に示すように、ＣＶＴ６の入力軸６１の回転がプラネタリギヤ機構２を介してモータ４のロータ４１に伝達され、走行エネルギが発電エネルギ（モータ４を発電機として駆動するエネルギ）に変換される回生制動が行なわれる。
【００２５】
また、車両が中速以上で（エンジン３のみで、又はエンジン３及びモータ４で）走行している際に回生制動条件（例えばアクセルオフ又はブレーキオン）が成立した場合には、キャリアクラッチ５１及びリングギヤクラッチ５２を接続状態として、リングギヤブレーキ５３は開放状態とする［表１(ｉ)参照］。そして、モータ４を発電状態とし、ＣＶＴ６をローギヤ側に制御しエンジン出力を下げると、これにより、図７（ｉ）に示すように、エンジン回転とＣＶＴ６の入力軸６１の回転とがプラネタリギヤ機構２を介してモータ４のロータ４１に伝達され、エンジン回転エネルギや走行エネルギが発電エネルギ（モータ４を発電機として駆動するエネルギ）に変換される回生制動が行なわれる。
【００２６】
さらに、エンジン３の出力によって車両を後退させる場合には、キャリアクラッチ５１を接続状態として、リングギヤクラッチ５２を開放状態とし、さらにリングギヤブレーキ５３を開放状態からフリクション係合状態とする［表１(ｊ)参照］。リングギヤブレーキ５３をフリクション係合していき、プラネタリキャリア２４が逆方向に回転するようにＣＶＴ６を制御することで、図７（ｊ）に鎖線で示す状態から実線で示す状態へと移行して、エンジン回転によってプラネタリキャリア２４が逆回転駆動されて車両を後退走行させることができる。
【００２７】
【特許文献１】
特開２０００−２１９０５５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７１６０１号公報
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の従来技術では、いずれの技術も、電動モータ４を作動させない場合も含めて、モータ４のロータ４１は基本的に常時エンジン回転と同程度以上の速度で回転するようになっている。このため、エネルギ損失が生じるだけでなく、モータ４に熱が発生しやすくこの熱が周囲に悪影響を及ぼす影響がある。また、回転しているモータを制御するときには逆起電力が作用する等によってモータ回転速度が速いほどモータの回転を制御するために高いバッテリ電圧が必要になる。
【００２９】
近年、ハイブリッド車のために高電圧バッテリが開発されているが、十分に高いバッテリ電圧を得るには、かかる高電圧バッテリについてもバッテリを複数直列接続することになり、車両の重量増やコスト増を招くことにもなる。
もちろん、車両の走行を電動モータに頼る場合を多くすれば、相応のバッテリ容量が必要になり、車両の重量増やコスト増は避けられないが、エンジン３による走行を主体にして電動モータによる走行を補助的に用いるならば、より容量の小さなバッテリでもよくなる。したがって、このようなハイブリッド車を考えた場合にも、不要な場合は電動モータ４を停止させ、また、電動モータは可能な限り低速で作動させるようにしたい。
【００３０】
特に、特許文献２の技術では、エンジン始動時［図７（ａ）参照］や、モータ走行時［図７（ｃ）参照］や、エンジン走行時［図７（ｄ）参照］や、エンジンモータ走行時［図７（ｅ）参照］等において、電動モータ４を高回転で使用する場合が多くなり好ましくない。
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、電動モータの作動速度を可能な限り低速にさせることができるようにした、ハイブリッド車を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のハイブリッド車は、内燃機関と、該内燃機関の回転軸と同軸上に設けられた電動機と、該内燃機関及び該電動機の回転軸と同軸上に設けられ、該内燃機関の回転軸に接続されたサンギヤと、該電動機の回転軸に接続されたリングギヤと、該サンギヤに噛合するインナピニオンと該リングギヤに噛合するアウタピニオンとを枢支するとともに出力軸に接続されたキャリアとをそなえた遊星歯車式動力伝達機構と、入力軸に入力された回転を変速して出力軸に出力し駆動輪に伝達する変速機と、該遊星歯車式動力伝達機構の該出力軸と該変速機の該入力軸との間に介装されて、該キャリアの回転を正転のまま該入力軸に出力する正転状態と該キャリアの回転を逆転させて該変速機の該入力軸に出力する逆転状態とを切り替える回転方向切替機構とをそなえていることを特徴としている（請求項１）。
【００３２】
該電動機のロータの回転を適宜規制する回転規制手段をそなえていることが好ましい（請求項２）。
該変速機は無段変速機であることが好ましい（請求項３）。
該回転方向切替機構は、該キャリアに接続されたサンギヤと、該変速機の該入力軸に接続されたキャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構をそなえるとともに、該サンギヤと該キャリアとの間に該キャリアの回転を正転のまま該入力軸に出力するためのフォワードクラッチが介装され、該リングギヤと該回転方向切替機構のケーシングとの間に該キャリアの回転を逆転させて該入力軸に出力するリバースブレーキが介装されていることが好ましい（請求項４）。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明すると、図１，図２は本発明の第１実施形態としてのハイブリッド車を示すもので、図１はその駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図、図２はその駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図である。なお、図１において、図５と同符号は同様のもの又は相当するものを示す。
【００３４】
本ハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、従来技術のもの（図５参照）にモータブレーキ５４を追加するとともに、回転方向切替機構１２を追加した構成になっている。
つまり、本ハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジン（内燃機関）３と電動機（以下、電動モータ又は単にモータという）４とトランスミッション（変速機）６を含む動力伝達機構１とを組み合わせて構成されており、動力伝達機構１のケーシング１１はエンジン３のシリンダブロックに一体に固設されている。
【００３５】
動力伝達機構１の入口部分には遊星歯車式動力伝達機構（単に、プラネタリギヤ機構という）２Ａがそなえられ、動力伝達機構１の中間部には変速機として無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）６がそなえられている。そして、エンジン３，モータ４と動力伝達機構１のＣＶＴ６との間には、回転方向切替機構１２が配設されている。したがって、エンジン３，モータ４からそれぞれ入力される回転は、回転方向切替機構１２を介してＣＶＴ６に入力されるようになっている。
【００３６】
動力伝達機構１の入口部分にそなえられるプラネタリギヤ機構２Ａは、ダブルピニオンタイプに構成され、サンギヤ２１と、サンギヤ２１と噛合するインナピニオン２２及びインナピニオン２２と噛合するアウタピニオン２３と、ピニオン２２，２３を支持するプラネタリキャリア（単に、キャリアともいう）２４と、アウタピニオン２３と噛合するリングギヤ２５とをそなえている。
【００３７】
サンギヤ２１はエンジン回転軸３ａに接続される回転要素（第１入力回転要素）であり、リングギヤ２５は電動機（以下、電動モータ又は単にモータという）４のロータ（回転子）４１が接続される回転要素（第２入力回転要素）であり、キャリア２４は中間軸（遊星歯車式動力伝達機構２Ａの出力軸）２６，回転方向切替機構１２を介してＣＶＴ６の入力軸６１に接続可能な回転要素（出力回転要素）である。
【００３８】
また、モータ４のロータ４１とトランスミッションケーシング１１との間にはモータブレーキ（回転規制手段）５４が介装されている。
回転方向切替機構１２は、従来例（図５）と同様に、サンギヤ１２ａ，プラネタリピニオン１２ｂａ，１２ｂｂ，キャリア１２ｃ，リングギヤ１２ｄを有するプラネタリギヤ機構１２Ａが採用されている。つまり、プラネタリギヤ機構１２Ａのサンギヤ１２ａには、プラネタリギヤ機構２Ａのキャリア２４と一体結合された中間軸２６が直結されている。また、ピニオンギヤ１２ｂａ，１２ｂｂを支持するキャリア１２ｃがフォワードクラッチ５６を介してプラネタリギヤ機構２Ａ側の中間軸２６と接続されている。また、回転方向切替機構１２のキャリア１２ｃは、一方で（無段変速機６側で）、無段変速機６のプライマリプーリ６２と同軸一体の入力軸６１に連結されている。さらに、リングギヤ１２ｄとケーシング１１との間には、リバースブレーキ５７が介装されている。
【００３９】
したがって、エンジン３の回転やモータ４の回転は、プラネタリギヤ機構２Ａのキャリア２４から中間軸２６を通じて回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達されるようになっている。フォワードクラッチ５６が結合されてリバースブレーキ５７が開放されていれば、回転方向切替機構１２では、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとが直結されて、入力軸６１が中間軸２６と一体回転する。
【００４０】
一方、フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が結合されていれば、回転方向切替機構１２はダブルピニオンタイプのプラネタリギヤ機構であって、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとが相対回転可能になって且つリングギヤ１２ｄが回転をロックされるので、キャリア１２ｃはサンギヤ１２ａと逆方向に回転する。
【００４１】
また、フォワードクラッチ５６とリバースブレーキ５７とがともに結合されていれば、入力軸６１及び中間軸２６はロック状態になって、プラネタリギヤ機構２Ａにおいてはキャリア２４が、ＣＶＴ６においては入力軸６１に連結されたプライマリプーリ６２が、それぞれ回転をロックされる。したがって、このときには、プラネタリギヤ機構２Ａにおいて、サンギヤ２１とリングギヤ２５とが連動する。すなわち、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動する。
【００４２】
このときのサンギヤ２１の回転速度ωSとリングギヤ２５の回転速度ωRとの比（ωS：ωR）は、サンギヤ２１の歯数をＺS，リングギヤ２５の歯数をＺRとすると、（１／ＺS）：（１／ＺR）となり、ＺS＜ＺRなので、リングギヤ２５の回転速度ωRはサンギヤ２１の回転速度ωSよりも低速になる。つまり、リングギヤ２５に連結されたモータ４はサンギヤ２１に連結されたエンジン３よりも低速になる。
【００４３】
なお、ＣＶＴ６は、入力軸６１に連結されたプライマリプーリ６２と、プライマリプーリ６２にベルト６３を介して接続されたセカンダリプーリ６４とをそなえ、セカンダリプーリ６４にＣＶＴ６の出力軸６５が連結されている。なお、プライマリプーリ６２及びセカンダリプーリ６４は、可動シーブ６２ａ，６４ａ及び固定シーブ６２ｂ，６４ｂからなる。
【００４４】
さらに、出力軸６５の回転は、出力軸６５に固設されたギヤ６６及びカウンタシャフト７に固設されたカウンタギヤ７１からカウンタギヤ７２を介してリングギヤ８１からデファレンシャルギヤ８に伝達され、これにより、デファレンシャルギヤ８を介して左右の車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒが回転駆動されるようになっている。
【００４５】
なお、ＣＶＴ６と車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒとの間にはカウンタシャフト７が介在するので、車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９ＲはＣＶＴ６のプライマリプーリ６２，ベルト６３，セカンダリプーリ６４と同方向に回転する。
上記のフォワードクラッチ５６，リバースブレーキ５７，モータブレーキ５４は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合される湿式多板式の油圧式摩擦係合装置であって、油圧制御回路（図示略）から供給される作動油によって摩擦係合するようになっている。表２に示すように、これらのクラッチ５６及びブレーキ５７,５４を適宜係脱することで、図２の共線図に示すような様々な動力伝達状態が達成される。
【００４６】
【表２】
つまり、モータ４でエンジン３を始動する場合には、フォワードクラッチ５６及びリバースブレーキ５７をともに結合してモータブレーキ５４は開放する［表２(ａ)参照］。これにより、モータ４やエンジン３が回転しても、ＣＶＴ６の入力軸６１にはこのモータ４やエンジン３の回転は伝達されない状態で、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動するようになる。そして、図２（ａ）に示すように、モータ４を回転させればエンジン３を始動させることができる。
【００４８】
なお、このときのモータ４の回転は、エンジン３と同方向であって、モータ４の回転速度に対してＺR／ＺS倍（ＺS＜ＺRなので、ＺR／ＺS＞１）に増速されてエンジン３が回転する。
また、車両停止中にモータ４を発電機として駆動して充電を行なう場合にも、フォワードクラッチ５６及びリバースブレーキ５７をともに結合してモータブレーキ５４は開放する［表２(ｂ)参照］。これにより、ＣＶＴ６の入力軸６１にモータ４やエンジン３の回転は伝達されず、且つ、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動するようになる。そして、図２（ｂ）に示すように、エンジン３でモータ４を回転させればモータ４が発電機として機能して発電が行なわれ充電を行なうことができる。このときのモータ４の回転も、エンジン３と同方向となる。
【００４９】
車両を前進発進させる場合や低速走行させる場合には、リバースブレーキ５７を接続状態として、フォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表２(ｃ)参照］。ここで、図２（ｃ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を負荷状態（発電状態）とする。これにより、キャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転し、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が結合されているので、サンギヤ１２ａが回転するとキャリア１２ｃはサンギヤ１２ａと逆方向（したがって、エンジン３と同方向）に回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と同方向に回転駆動され、エンジン３及びモータ（発電状態）４からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力されることになり車両は前進発進する。低速時にはこの状態を維持し、速度の上昇に応じてモータ（発電状態）４の回転速度を低下させていく。
【００５０】
また、エンジン３のみで車両を走行させる場合には、リバースブレーキ５７を接続状態、フォワードクラッチ５６は開放状態として、発電状態のモータ４の速度を低下させこの速度が略０になった時点で、モータブレーキ５４を接続する［表２(ｄ)参照］。これにより、図２（ｄ）に示すように、リングギヤ２５が回転をロックされ、エンジン回転とともにサンギヤ２１が回転すると、サンギヤ２１の回転に応じてキャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転してこの回転が中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が結合されているので、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとが相対回転可能で且つリングギヤ１２ｄが回転をロックされることになり、サンギヤ１２ａが回転するとキャリア１２ｃはサンギヤ１２ａと逆方向（したがって、エンジン３と同方向）に回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と同方向に回転駆動され、エンジン３からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力されることになり車両は前進する。この時には、モータ４のロータ４１はモータブレーキ５４により停止される。
【００５１】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させる場合には、リバースブレーキ５７を接続状態として、フォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表２(ｅ)参照］。ここで、図２（ｅ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４をエンジン３とは逆方向に回転させる。これにより、リングギヤ２５がサンギヤ２１と逆方向に回転し、リングギヤ２５固定時［エンジン３のみでの走行、図２（ｄ）参照］よりもモータ４の回転分だけ増速されてキャリア２４が回転する。キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。エンジン３のみでの走行時と同様に、フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が結合されているので、サンギヤ１２ａが回転するとキャリア１２ｃはサンギヤ１２ａと逆方向（したがって、エンジン３と同方向）に回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と同方向に回転駆動され、エンジン３及びモータ４からＣＶＴ６に前進方向の回転力が入力されることになり車両は前進する。
【００５２】
さらに、走行中にモータ４により発電を行なう場合には、エンジン３のみでの走行状態、即ち、リバースブレーキ５７及びモータブレーキ５４を接続して、フォワードクラッチ５６は開放した状態から、モータブレーキ５４を開放する［表２(ｆ)参照］。そして、これとともに、モータ４を発電機として機能させ、エンジン出力を上げる。これにより、図２（ｆ）に示すように、エンジン３の出力は、キャリア２４側とリングギヤ２５側とに配分される。キャリア２４側に配分されたエンジン出力は中間軸２６から回転方向切替機構１２に伝達され、エンジン３と同方向に回転方向を切り替えられてＣＶＴ６への入力軸６１に入力される。リングギヤ２５側に配分されたエンジン出力は、リングギヤ２５と一体のロータ４１を回転駆動し、モータ４において発電が行なわれる。
【００５３】
また、エンジン３のみでの走行状態においてエンジントルクを増幅させたい場合にも、リバースブレーキ５７及びモータブレーキ５４を接続して、フォワードクラッチ５６は開放した状態から、モータブレーキ５４を開放する［表２(ｇ)参照］。そして、これとともに、モータ４を発電機として機能させれば、エンジン出力を増加させることができる。これにより、図２（ｇ）に示すように、エンジン３には、車両の駆動負荷（キャリア２４側）に発電負荷（リングギヤ２５側）が加わって、速やかにエンジン３の出力トルクが上昇する。
【００５４】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させている状態、即ち、リバースブレーキ５７を接続して、フォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４は開放した状態で［表２(ｅ)参照］、回生制動条件（例えばアクセルオフ）が成立した場合には、リバースブレーキ５７の接続及びフォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４の開放は維持しながら［表２(ｈ)参照］、モータ４を電動機作動から発電機作動に切り替えて、ＣＶＴ６をローギヤ側に制御しエンジン出力を下げる。これにより、図２（ｈ）に示すように、ＣＶＴ６の入力軸６１の回転が回転方向切替機構１２及び中間軸２６を介してキャリア２４に伝達され、エンジン３側のサンギヤ２１が回転抑制されることから、リングギヤ２５に接続されたモータ４のロータ４１が回転駆動される。こうして、走行エネルギが発電エネルギ（モータ４を発電機として駆動するエネルギ）に変換されるエンジンブレーキ相当の回生制動が行なわれる。
【００５５】
さらに、エンジン３の出力によって車両を後退させる場合には、フォワードクラッチ５６を接続状態として、リバースブレーキ５７及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表２(ｉ)参照］。ここで、図２（ｉ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を負荷状態（発電状態）とする。これにより、キャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転し、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。フォワードクラッチ５６が接続されてリバースブレーキ５７が開放されているので、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとは同方向（したがって、エンジン３と逆方向）に一体回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と逆方向に回転駆動され、エンジン３及びモータ（発電状態）４からＣＶＴ６に後退方向の回転力が入力されることになり車両は後退する。
【００５６】
また、エンジン３の出力とモータ４の出力とによって車両を後退させる場合には、リバースブレーキ５７を接続状態として、フォワードクラッチ５６及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表２(ｊ)参照］。ここで、図２（ｊ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４をエンジン３と同方向に回転させる。これにより、キャリア２４が、エンジン３と一体回転するサンギヤ２１とモータ４と一体回転するリングギヤ２５と同方向に回転し、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１２のサンギヤ１２ａに伝達される。フォワードクラッチ５６が開放されてリバースブレーキ５７が接続されているので、サンギヤ１２ａとキャリア１２ｃとは逆方向（したがって、エンジン３と逆方向）に一体回転する。このキャリア１２ｃの回転により、ＣＶＴ６の入力軸６１がエンジン３と逆方向に回転駆動され、エンジン３及びモータ（発電状態）４からＣＶＴ６に後退方向の回転力が入力されることになり車両は後退する。
【００５７】
本発明の第１実施形態としてのハイブリッド車は、上述のように構成されているので、車両の走行用駆動源としてモータ４を用いずにエンジン３のみを用いる場合［表２（ｄ），図２（ｄ）参照］には、モータ４のローラ４１を停止させるので、不要なモータの回転を防止して、エネルギ損失を抑制することができ、モータの発熱を抑制することができる。これにより、モータ周囲への熱影響を抑制することができる。
【００５８】
また、モータ４の回転速度Ｎｍとエンジン３の回転速度Ｎｅとの比は、以下のように、プラネタリギヤ機構２Ａのリングギヤ２５とサンギヤ２１との各端数の逆数比となる。
Ｎｍ：Ｎｅ＝（１／ＺR）：（１／ＺS）＝ＺS：ＺR
ＺS＜ＺRなので、モータ４の回転速度Ｎｍはエンジン３の回転速度Ｎｅよりも低くなり、モータ作動時にもモータ４の回転速度Ｎｍが抑えられることになる。
【００５９】
この結果、モータの回転を制御するためのバッテリの必要電圧を抑えることができる。したがって、モータの回転を制御するためのバッテリ電圧は低いものでよく、バッテリにかかるコストを削減することや、バッテリの重量を削減することが可能になり、ひいては車両の重量やコストを抑えることができ、ハイブリッド車の実用性を高めることができる。
【００６０】
特に、回転方向切替機構１２に遊星歯車機構１２Ａを利用しているので、回転方向の切り替えを、プラネタリギヤ機構（遊星歯車式動力伝達機構）２Ａとは独立して構成することができ、モータ４の回転速度Ｎｍをより低速に抑え易くなる。
また、変速機としてＣＶＴを用いることにより、エンジンとモータとを効率良く運転して、燃費の向上と走行性能の向上との両立できる。
【００６１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明すると、図３，図４は本発明の第２実施形態としてのハイブリッド車を示すもので、図３はその駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図、図４はその駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図である。
【００６２】
本実施形態では、プラネタリギヤ機構２Ａは第１実施形態と同様に構成されている。
つまり、本実施形態の回転方向切替機構１１２はプラネタリギヤ機構は用いられず、中間軸２６とＣＶＴ６の入力軸６１との間に介装されたフォワードクラッチ５６Ａと、プラネタリギヤ機構２Ａのキャリア２４とリングギヤ２５との間に介装されたリバースブレーキ５７Ａとから構成されている。また、入力軸６１とケーシング１１との間には駐車ブレーキ５８が介装されている。
【００６３】
さらに、ＣＶＴ６は第１実施形態と同様に構成されているが、ＣＶＴ６と車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒとの間の動力伝達系が第１実施形態のものと異なっている。
つまり、ＣＶＴ６の出力軸６５の回転は、出力軸６５に固設されたギヤ６６を介してリングギヤ８１からデファレンシャルギヤ８に伝達され、これにより、デファレンシャルギヤ８を介して左右の車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒが回転駆動されるようになっている。
【００６４】
このように、ＣＶＴ６と車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９Ｒとの間にはカウンタシャフト７がないので、車輪軸（車輪駆動軸）９Ｌ，９ＲはＣＶＴ６のプライマリプーリ６２，ベルト６３，セカンダリプーリ６４と逆方向に回転する。
また、フォワードクラッチ５６Ａ，リバースブレーキ５７Ａ，モータブレーキ５４，駐車ブレーキ５８は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合される湿式多板式の油圧式摩擦係合装置であって、油圧制御回路（図示略）から供給される作動油によって摩擦係合するようになっている。表３に示すように、これらのクラッチ５６及びブレーキ５７Ａ,５４を適宜係脱することで、図４の共線図に示すような様々な動力伝達状態が達成される。
【００６５】
【表３】
つまり、モータ４でエンジン３を始動する場合には、リバースブレーキ５７Ａ及び駐車ブレーキ５８をいずれも結合して、フォワードクラッチ５６Ａ及びモータブレーキ５４は開放する［表３(ａ)参照］。これにより、モータ４やエンジン３が回転しても、ＣＶＴ６の入力軸６１にはこのモータ４やエンジン３の回転は伝達されず、且つ入力軸６１は回転をロックされた状態となって、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動するようになる。そして、図４（ａ）に示すように、モータ４を回転させればエンジン３を始動させることができる。このときのモータ４の回転は、エンジン３と同方向であって、モータ４の回転速度に対してＺR／ＺS倍（ＺS＜ＺRなので、ＺR／ＺS＞１）に増速されてエンジン３が回転する。
【００６７】
また、車両停止中にモータ４を発電機として駆動して充電を行なう場合にも、フォワードクラッチ５６Ａ，リバースブレーキ５７Ａ及び駐車ブレーキ５８をいずれも結合してモータブレーキ５４は開放する［表３(ｂ)参照］。これにより、ＣＶＴ６の入力軸６１にモータ４やエンジン３の回転は伝達されず、且つ、サンギヤ２１に連結されたエンジン３とリングギヤ２５に連結されたモータ４とが連動するようになる。そして、図４（ｂ）に示すように、エンジン３でモータ４を回転させればモータ４が発電機として機能して発電が行なわれ充電を行なうことができる。このときのモータ４の回転も、エンジン３と同方向となる。
【００６８】
車両を前進発進させる場合や低速走行させる場合には、フォワードクラッチ５６Ａを接続状態として、リバースブレーキ５７Ａ，モータブレーキ５４及び駐車ブレーキ５８は開放状態とする［表３(ｃ)参照］。ここで、図４（ｃ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を負荷状態（発電状態）とする。これにより、キャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転し、キャリア２４の回転は中間軸２６を介してフォワードクラッチ５６ＡからＣＶＴ６の入力軸６１に伝達される。ＣＶＴ６はエンジン３と逆方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と同方向に回転して車両は前進発進する。低速時にはこの状態を維持し、速度の上昇に応じてモータ（発電状態）４の回転速度を低下させていく。
【００６９】
また、エンジン３のみで車両を走行させる場合には、フォワードクラッチ５６Ａを接続状態として、駐車ブレーキ５８及びリバースブレーキ５７Ａは開放状態として、発電状態のモータ４の速度を低下させこの速度が略０になった時点で、モータブレーキ５４を接続する［表３(ｄ)参照］。これにより、図４（ｄ）に示すように、リングギヤ２５が回転をロックされ、エンジン回転とともにサンギヤ２１が回転すると、サンギヤ２１の回転に応じてキャリア２４がサンギヤ２１と逆方向に回転する。フォワードクラッチ５６Ａが結合されているので、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１１２のフォワードクラッチ５６ＡからＣＶＴ６の入力軸６１に伝達される。ＣＶＴ６はエンジン３と逆方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と同方向に回転して車両は前進する。この時には、モータ４のロータ４１はモータブレーキ５４により停止される。
【００７０】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させる場合には、フォワードクラッチ５６Ａを接続状態として、リバースブレーキ５７Ａ，モータブレーキ５４及び駐車ブレーキ５８は開放状態とする［表３(ｅ)参照］。ここで、図４（ｅ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４をエンジン３とは逆方向に回転させる。これにより、リングギヤ２５がサンギヤ２１と逆方向に回転し、リングギヤ２５固定時［エンジン３のみでの走行、図４（ｄ）参照］よりもモータ４の回転分だけ増速されてキャリア２４が回転する。フォワードクラッチ５６Ａが結合されているので、キャリア２４の回転は中間軸２６を介して回転方向切替機構１１２のフォワードクラッチ５６ＡからＣＶＴ６の入力軸６１に伝達される。ＣＶＴ６はエンジン３と逆方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と同方向に回転して車両はエンジン３及びモータ４の出力トルクによって前進する。
【００７１】
さらに、走行中にモータ４により発電を行なう場合には、エンジン３のみでの走行状態、即ち、フォワードクラッチ５６Ａ及びモータブレーキ５４を接続して、駐車ブレーキ５８及びリバースブレーキ５７Ａは開放した状態から、モータブレーキ５４を開放する［表３(ｆ)参照］。そして、これとともに、モータ４を発電機として機能させ、エンジン出力を上げる。これにより、図４（ｆ）に示すように、エンジン３の出力は、キャリア２４側とリングギヤ２５側とに配分される。キャリア２４側に配分されたエンジン出力は中間軸２６からＣＶＴ６への入力軸６１に入力される。リングギヤ２５側に配分されたエンジン出力は、リングギヤ２５と一体のロータ４１を回転駆動し、モータ４において発電が行なわれる。
【００７２】
また、エンジン３のみでの走行状態においてエンジントルクを増幅させたい場合にも、エンジン３のみでの走行状態、即ち、フォワードクラッチ５６Ａ及びモータブレーキ５４を接続して、駐車ブレーキ５８及びリバースブレーキ５７Ａは開放した状態から、モータブレーキ５４を開放する［表３(ｇ)参照］。そして、これとともに、モータ４を発電機として機能させれば、エンジン出力を増加させることができる。これにより、図４（ｇ）に示すように、エンジン３には、車両の駆動負荷（キャリア２４側）に発電負荷（リングギヤ２５側）が加わって、速やかにエンジン３の出力トルクが上昇する。
【００７３】
また、エンジン３とモータ４との両方を用いて車両を走行させている状態、即ち、フォワードクラッチ５６Ａを接続して、リバースブレーキ５７Ａ，駐車ブレーキ５８及びモータブレーキ５４は開放した状態で［表３(ｅ)参照］、回生制動条件（例えばアクセルオフ）が成立した場合には、フォワードクラッチ５６Ａの接続及びリバースブレーキ５７Ａ，駐車ブレーキ５８及びモータブレーキ５４の開放は維持しながら［表３(ｈ)参照］、モータ４を電動機作動から発電機作動に切り替えて、ＣＶＴ６をローギヤ側に制御しエンジン出力を下げる。これにより、図４（ｈ）に示すように、ＣＶＴ６の入力軸６１の回転が中間軸２６を介してキャリア２４に伝達され、エンジン３側のサンギヤ２１が回転抑制されることから、リングギヤ２５に接続されたモータ４のロータ４１が回転駆動される。こうして、走行エネルギが発電エネルギ（モータ４を発電機として駆動するエネルギ）に変換されるエンジンブレーキ相当の回生制動が行なわれる。
【００７４】
さらに、エンジン３の出力によって車両を後退させる場合には、フォワードクラッチ５６Ａ及びリバースブレーキ５７Ａを接続状態として、駐車ブレーキ５８及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表３(ｉ)参照］。ここで、図４（ｉ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を負荷状態（発電状態）とする。リバースブレーキ５７Ａが接続されているので、キャリア２４がサンギヤ２１と同方向に回転し、ＣＶＴ６の入力軸６１もサンギヤ２１と同方向に回転する。したがって、ＣＶＴ６はエンジン３と同方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と逆方向に回転して車両は後退する。
【００７５】
また、エンジン３の出力とモータ４の出力とによって車両を後退させる場合にも、フォワードクラッチ５６Ａ及びリバースブレーキ５７Ａを接続状態として、駐車ブレーキ５８及びモータブレーキ５４は開放状態とする［表３(ｊ)参照］。ここで、図４（ｊ）に示すように、エンジン３を回転させるとともにモータ４を駆動源として作動させる。リバースブレーキ５７Ａが接続されているので、キャリア２４がサンギヤ２１と同方向に回転し、ＣＶＴ６の入力軸６１もサンギヤ２１と同方向に回転する。したがって、ＣＶＴ６はエンジン３と同方向に回転駆動されるが、ＣＶＴ６から車輪軸９Ｌ，９Ｒに伝達される際に回転方向が反転されるので、エンジン３及びモータ４の回転出力を得て車輪軸９Ｌ，９Ｒはエンジン３と逆方向に回転して車両は後退する。
【００７６】
本発明の第２実施形態としてのハイブリッド車は、上述のように構成されているので、第１実施形態と同様に、車両の走行用駆動源としてモータ４を用いずにエンジン３のみを用いる場合［表３（ｄ），図４（ｄ）参照］には、モータ４のローラ４１を停止させるので、不要なモータの回転を防止して、エネルギ損失を抑制することができ、モータの発熱を抑制することができる。これにより、モータ周囲への熱影響を抑制することができる。
【００７７】
また、モータ４のロータ４１をエンジン３と直結させない場合（リバースブレーキ５７Ａを開放）は、第１実施形態と同様に、モータ４はエンジン３よりも低速で回転することになり、モータ作動時にもモータ４の回転速度が抑えられることになる。なお、モータ４のロータ４１をエンジン３と直結させるのは、エンジン始動時等の低速回転時である。
【００７８】
この結果、モータの回転を制御するためのバッテリの必要電圧を抑えることができる。したがって、モータの回転を制御するためのバッテリ電圧は低いものでよく、バッテリにかかるコストを削減することや、バッテリの重量を削減することが可能になり、ひいては車両の重量やコストを抑えることができ、ハイブリッド車の実用性を高めることができる。
また、変速機としてＣＶＴを用いることにより、エンジンとモータとを効率良く運転して、燃費の向上と走行性能の向上との両立できる。
【００７９】
［その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００８０】
つまり、本発明は、いずれも車両の走行のために用いることのできる電動モータとエンジンとをそなえるとともに、エンジン回転軸に接続されたサンギヤと、モータ回転軸に接続されたリングギヤと、該サンギヤに噛合するインナピニオンと該リングギヤに噛合するアウタピニオンとを枢支し出力軸に接続されたキャリアとをそなえたプラネタリギヤ機構をそなえていればよく、他の構成は、上述の実施形態のものに限定されない。
【００８１】
例えば、変速機として、ベルト式無段変速機のほかにトロイダル式無段変速機を用いたり、或いは、有段変速機を用いたりすることも考えられる。
【００８２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のハイブリッド車によれば、電動機の回転速度を抑えることができ、電動機の回転を制御するためのバッテリの必要電圧を抑えることができる。したがって、電動機の回転を制御するためのバッテリにかかるコストを削減することや、バッテリの重量を削減することが可能になり、ひいては車両の重量やコストを抑えることができ、ハイブリッド車の実用性を高めることができる。
【００８３】
また、電動機を用いずに内燃機関のみを用いて車両を駆動する場合には、電動機の回転子を停止させるので、不要な電動機の回転を防止して、エネルギ損失を抑制することができ、モータの発熱を抑制することができる。これにより、電動機周囲への熱影響を抑制することができる（請求項２）。
また、変速機として無段変速機を用いることにより、エンジンとモータとを効率良く運転して、燃費の向上と走行性能の向上との両立できる（請求項３）。
【００８４】
また、該回転方向切替機構が、該キャリアに接続されたサンギヤと、該変速機の該入力軸に接続されたキャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構をそなえるようにして、該サンギヤと該キャリアとの間に該キャリアの回転を正転のまま該入力軸に出力するためのフォワードクラッチを介装し、該リングギヤと該回転方向切替機構のケーシングとの間に該キャリアの回転を逆転させて該入力軸に出力するリバースブレーキを介装することにより、回転方向の切り替えを、遊星歯車式動力伝達機構とは独立して構成することができ、電動機の回転速度をより低速に抑え易くなる（請求項４）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。
【図２】本発明の第１実施形態としてのハイブリッド車の駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図であり、作動態様毎にそれぞれ（ａ）〜（ｊ）に示す。
【図３】本発明の第２実施形態としてのハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。
【図４】本発明の第２実施形態としてのハイブリッド車の駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図であり、作動態様毎にそれぞれ（ａ）〜（ｊ）に示す。
【図５】従来技術（特許文献１）のハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。
【図６】従来技術（特許文献２）のハイブリッド車の駆動系（主としてトランスミッション）を示すスケルトン図である。
【図７】従来技術（特許文献２）のハイブリッド車の駆動系におけるプラネタリギヤの各要素の共線図であり、作動態様毎にそれぞれ（ａ）〜（ｊ）に示す。
【符号の説明】
１ トランスミッション
２ プラネタリギヤ機構
３ エンジン
３ａ エンジンの回転軸
４ 電動モータ
６ ＣＶＴ
７ カウンタシャフト
８ デファレンシャルギヤ
９Ｌ，９Ｒ 車輪軸（車輪駆動軸）
１１ トランスミッションケーシング
１２，１１２ 回転方向切替機構
１２ａ サンギヤ
１２ｂａ，１２ｂｂ プラネタリピニオン
１２ｃ キャリア
１２ｄ リングギヤ
２１ サンギヤ
２２ インナピニオン
２３ アウタピニオン
２４ プラネタリキャリア
２５ リングギヤ
２６ 中間軸（遊星歯車式動力伝達機構２Ａの出力軸）
４１ ロータ（回転子）
４２ ステ−タ
５４ モータブレーキ（回転規制手段）
５６，５６Ａ フォワードクラッチ
５７，５７Ａ リバースブレーキ
５８ 駐車ブレーキ
６１ 入力軸
６２ プライマリプーリ
６３ ベルト
６４ セカンダリプーリ
６５ 出力軸
６６ ギヤ
７１，７２ カウンタギヤ
８１ リングギヤ
Claims (4)
- 内燃機関と、
該内燃機関の回転軸と同軸上に設けられた電動機と、
該内燃機関及び該電動機の回転軸と同軸上に設けられ、該内燃機関の回転軸に接続されたサンギヤと、該電動機の回転軸に接続されたリングギヤと、該サンギヤに噛合するインナピニオンと該リングギヤに噛合するアウタピニオンとを枢支するとともに出力軸に接続されたキャリアとをそなえた遊星歯車式動力伝達機構と、
入力軸に入力された回転を変速して出力軸に出力し駆動輪に伝達する変速機と、
該遊星歯車式動力伝達機構の該出力軸と該変速機の該入力軸との間に介装されて、該キャリアの回転を正転のまま該入力軸に出力する正転状態と該キャリアの回転を逆転させて該変速機の該入力軸に出力する逆転状態とを切り替える回転方向切替機構とをそなえている
ことを特徴とする、ハイブリッド車。 - 該電動機のロータの回転を適宜規制する回転規制手段をそなえていることを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車。
- 該変速機は無段変速機であることを特徴とする、請求項１又は２記載のハイブリッド車。
- 該回転方向切替機構は、該キャリアに接続されたサンギヤと、該変速機の該入力軸に接続されたキャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構をそなえるとともに、
該サンギヤと該キャリアとの間に該キャリアの回転を正転のまま該入力軸に出力するためのフォワードクラッチが介装され、該リングギヤと該回転方向切替機構のケーシングとの間に該キャリアの回転を逆転させて該入力軸に出力するリバースブレーキが介装されている
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003034324A JP3852411B2 (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | ハイブリッド車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003034324A JP3852411B2 (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | ハイブリッド車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004243839A JP2004243839A (ja) | 2004-09-02 |
| JP3852411B2 true JP3852411B2 (ja) | 2006-11-29 |
Family
ID=33020049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003034324A Expired - Fee Related JP3852411B2 (ja) | 2003-02-12 | 2003-02-12 | ハイブリッド車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3852411B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010269765A (ja) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Ud Trucks Corp | ハイブリッド車の動力伝達機構 |
| US10385951B2 (en) * | 2017-10-04 | 2019-08-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Electric axle assembly |
| CN107599821B (zh) * | 2017-10-30 | 2023-11-17 | 吉林大学 | 双模六速比混合动力车辆驱动系统 |
| CN109795304A (zh) * | 2017-11-17 | 2019-05-24 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种混合动力系统及车辆 |
| CN108274986A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-07-13 | 綦江齿轮传动有限公司 | 油电混合动力车变速器总成 |
| CN108071756B (zh) * | 2018-01-19 | 2024-03-29 | 武城县绿舟新能源电动车研发有限公司 | 混联式混动器 |
| CN110525194B (zh) * | 2019-09-26 | 2023-11-07 | 吉孚汽车技术(苏州)有限公司 | 混合动力车辆用动力驱动系统及其控制方法 |
| CN113580920B (zh) * | 2021-08-31 | 2024-05-14 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种混合动力车辆驱动系统及混合动力车辆 |
| CN114734805B (zh) * | 2022-03-29 | 2024-04-09 | 南通大任永磁电机制造有限公司 | 电动车、混合动力装置及其传动方法 |
-
2003
- 2003-02-12 JP JP2003034324A patent/JP3852411B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004243839A (ja) | 2004-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100544400B1 (ko) | 하이브리드 차 | |
| JP4228954B2 (ja) | ハイブリッド車の駆動装置 | |
| EP3106338B1 (en) | Drive unit for hybrid vehicle | |
| EP2351661B1 (en) | Hybrid power driving system and gear position operation method thereof | |
| JP3991970B2 (ja) | ハイブリッド車の駆動装置 | |
| JP2004175320A (ja) | ハイブリッド車用駆動装置 | |
| JP5162792B2 (ja) | 動力伝達装置 | |
| JP4134998B2 (ja) | ハイブリッド車の駆動装置 | |
| JP3743444B2 (ja) | ハイブリッド車両の駆動装置 | |
| JP7496875B2 (ja) | 電動パワートレイン用ギアボックス | |
| JP4770642B2 (ja) | 動力伝達システム | |
| JP2014065383A (ja) | 車両用駆動装置 | |
| JP2000142138A (ja) | 自動車用駆動装置 | |
| CN110576730A (zh) | 混合动力变速器和车辆 | |
| JP4400676B2 (ja) | ハイブリッド車の駆動装置 | |
| JP3852411B2 (ja) | ハイブリッド車 | |
| JP2000203289A (ja) | 自動車用駆動装置 | |
| JP2004210116A (ja) | ハイブリッド車両の駆動装置 | |
| JP3852414B2 (ja) | ハイブリッド車 | |
| JP4013863B2 (ja) | ハイブリッド車両の駆動装置 | |
| JP2000289476A (ja) | ハイブリッド車 | |
| WO2019196010A1 (zh) | 混合动力变速器和混合动力车辆 | |
| JP2008195281A (ja) | 動力伝達システム | |
| JP4151646B2 (ja) | ハイブリッド車両の駆動装置 | |
| JP2004243838A (ja) | ハイブリッド車 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050518 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060509 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060710 |
|
| 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: 20060815 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060828 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3852411 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| 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 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090915 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100915 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100915 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110915 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110915 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130915 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130915 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140915 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |