JPH09267647A - ハイブリッド車の動力伝達機構 - Google Patents

ハイブリッド車の動力伝達機構

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JPH09267647A
JPH09267647A JP8035696A JP8035696A JPH09267647A JP H09267647 A JPH09267647 A JP H09267647A JP 8035696 A JP8035696 A JP 8035696A JP 8035696 A JP8035696 A JP 8035696A JP H09267647 A JPH09267647 A JP H09267647A
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JP
Japan
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continuously variable
generator motor
engine
variable transmission
transmission
Prior art date
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Pending
Application number
JP8035696A
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English (en)
Inventor
Yoshio Yamamoto
善夫 山本
Katsuyoshi Nakabachi
勝芳 中鉢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
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    • Y10S903/918—Continuously variable
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 エンジン１と発電電動機２５とを組合わ
せたハイブッリド車において、エンジン１の出力軸１２
に第１無段変速機１３と第２無段変速機２３とを取付
け、第１無段変速機１３を介して車軸１８を回動し、第
２無段変速機２３を介して発電電動機２５並びに補機類
を回動する構成とした。 【効果】 エンジンの回転数が変動するにもかかわら
ず、発電電動機を効率良く作動させることができ、エン
ジンと発電電動機並びに補機類とをそれぞれに最良の状
態で使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッド車の動
力伝達機構の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッド車の動力伝達機構として、
例えば実開平２−３１０１号公報「車両の制御装置」が
知られている。この技術は、同公報第２図によれば、エ
ンジン１の出力を、発電・電動手段２０及び無段変速機
７を介して車軸１０に伝達するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般にエンジン１の出
力特性と発電・電動手段２０の出力特性とは異なる。従
って、これらを組合せ、それぞれの有効な特性を引き出
すためには、その動力伝達機構を工夫する必要がある。
【０００４】一方、上記公報には記載されていないが、
内燃エンジンは、油圧ポンプ、コンプレッサ、ダイナモ
などの補機類を装備しているが、この補機類は、一般に
クランクシャフトでタイミングベルトを介して一括駆動
される。クランクシャフトの回転数はアイドル回転数か
ら最高回転数まで広い領域で変動し、これに追従して、
前記補機類の入力回転数も変動する。しかし、補機類の
性能を良好に発揮させる回転数は各補機で定まってい
る。従って、従来は補機類に十分な余裕をもたせたもの
を採用せざるを得ず、補機類の小型・軽量化は困難であ
った。
【０００５】そこで、本発明の目的は、発電電動機と補
機類の、性能を良好に発揮させ得る技術を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に請求項１は、エンジンと発電電動機と無段変速機とを
組合わせたハイブリッド車の動力伝達機構において、エ
ンジンの出力軸に第１無段変速機と第２無段変速機とを
接続し、第１無段変速機を介して車軸を回動し、第２無
段変速機を介して発電電動機並びに補機類を回動する構
成とした。車両の加速時には、エンジン出力に加え、発
電電動機を電動機として機能することにより車軸を駆動
することができ、減速時には、発電電動機を発電機とし
て機能させることにより、車両の減速エネルギーを車軸
から回収することができる。
【０００７】この際、発電電動機の電動効率が最良とな
る回転数になるように第２無段変速機の変速比を設定す
ることができる。従って、エンジンの回転数が変動する
にもかかわらず、発電電動機を効率良く作動させること
ができ、エンジンと発電電動機並びに補機類とをそれぞ
れに最良の状態で使用できる。
【０００８】請求項２は、第２無段変速機の変速比を第
１無段変速機の変速比のほぼ逆数に設定した。これによ
り、発電電動機並びに補機類の回転数をほぼ一定の範囲
に納めることができ、発電電動機並びに補機類をそれぞ
れ効率の良い領域にて運転可能である。また、これらの
発電電動機並びに補機類の機能保証回転レンジを狭く設
定できるので、各部品を簡略化し安価にすることができ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るハイブリッド車の動力
伝達機構の第１実施例の要部構成図であり、ハイブリッ
ド車の駆動系の要部であるエンジン１と、動力伝達系１
０と、補助伝達系３０とからなり、以下、これを詳しく
説明する。
【００１０】エンジン１は、外周部と一体で形成した複
数のシリンダ２…（…は複数を示す。以下同じ）と、こ
れらのシリンダ２…の内側を摺動するピストン３…と、
これらのピストン３…に連動するコンロッド４…と、こ
れらのコンロッド４…に連結するクランクシャフト５と
を備える。
【００１１】動力伝達系１０は、前記クランクシャフト
５にフライホイール１１を介して連結した出力軸１２
と、この出力軸１２に連結した第１ベルト式無段変速機
（以下「第１変速機」と略記する。）１３と、この第１
変速機１３の出力側プーリ１３ａに取付けた車輪駆動軸
１５と、この車輪駆動軸１５に連結した発進クラッチ１
６と、この発進クラッチ１６に接続したデフ１７と、こ
のデフ１７に連結した車軸１８と、この車軸１８に取付
けた車輪１９，１９とからなる。なお、この車輪１９の
近傍に、車速センサー２１を取付け、この車速センサー
２１の信号は制御ユニット２２にフィードバックして、
前記エンジン１の回転制御を行なう。
【００１２】補助伝達系３０は、前記出力軸１２に連結
した第２ベルト式無段変速機（以下「第２変速機」と略
記する。）３３と、この第２変速機３３の出力側プーリ
３３ａに連結した発電電動機３５及び補機類駆動用プー
リ３９とからなる。この補機類駆動用プーリ３９はベル
ト４１を介して空調用圧縮機４２及びパワーステアリン
グ用油圧ポンプ４３を駆動する部材である。なお、４６
は空調用圧縮機４２のプーリ、４７はパワーステアリン
グ用油圧ポンプ４３のプーリ、４８はバッテリである。
【００１３】以上に述べたハイブリッド車の動力伝達機
構の作用を次に説明する。図２は本発明に係るハイブリ
ッド車の動力伝達機構のシステム概念図である。エンジ
ン１の出力を矢印に示す如く第１変速機１３と発進ク
ラッチ１６とを介してデフ１７に伝達し、車軸１８を介
して車輪１９，１９を回動する。また、エンジン１の出
力を矢印に示す如く第２変速機３３を介して発電電動
機３５と、空調圧縮機３２及びパワーステアリング用油
圧ポンプ４３とを駆動する。
【００１４】一方、発電電動機３５を電動機として使用
するときは、矢印に示す如く第２変速機３３を介して
エンジン１をトルクアシストする。また、発電電動機３
５は矢印に示す如くバッテリ４８の間で、発電電動機
３５の駆動及び発電電動機３５による発電のため電力の
授受を行なう。
【００１５】制御ユニット２２は矢印に示す如くエン
ジン１に制御指示を出し、第１変速機１３に車輪用変速
比指示を出し、第２変速機３３に発電電動機及び補機類
用変速比指示を出し、発電電動機３５にトルクアシスト
量及び発電量を指示する作用をなす。また、制御ユニッ
ト２２は矢印に示す如くエンジン１の運転状態をフィ
ードバックし、車輪１９…に設けた車速センサー２１に
より車速信号をフィードバック作用をなす。
【００１６】図３（ａ）〜（ｅ）は本発明に係るハイブ
リッド車の動力伝達機構の車速との関係を示す各特性図
である。 （ａ）〜横軸は車速、縦軸はエンジン回転数であり、こ
のエンジンは図の曲線に沿って回転数制御されているも
のとする。 （ｂ）〜横軸は車速、縦軸は第１変速機の変速比であ
り、車速に応じて右下がりの曲線に沿って第１変速機を
制御する。 （ｃ）〜横軸は車速、縦軸は車輪回転数であり、当然車
速に車輪回転数が正比例することを示す。これは（ｃ）
を達成するために、（ｂ）の変速比を逆算的に決定した
ものであることを意味する。
【００１７】（ｄ）〜横軸は車速、縦軸は第２変速機の
変速比を示し車速に応じて右上がりの曲線に沿って第２
変速機を制御する。 （ｅ）〜横軸は車速、縦軸は発電電動機及び補機類の回
転数であり、エンジンの回転数を第２変速機で変速した
結果、車速にかかわらず、発電電動機及び補機類の回転
数はほぼ一定であること示す。これは、そうなる様に、
第２変速機を調整した結果である。なお、上記（ａ）に
示したエンジンの回転数特性は、発進加速時用曲線、定
速走行時用曲線の如く、複数種類を準備することが燃費
向上を図る上で有効である。従って、（ａ）の曲線が変
更になった場合には、それに応じて（ｂ），（ｄ）も別
の最適曲線に変更して、（ｃ）及び（ｅ）を達成すれば
よい。
【００１８】図４（ａ）〜（ｂ）は発電電動機並びに補
機類の使用範囲を従来技術との比較を示す各特性図であ
る。 （ａ）〜横軸は発電電動機の回転数、縦軸は発電電動機
の発電量又はトルクアシスト量であり、従来の回転域に
比べ、本発明によれば「ほぼ一定回転の範囲に納めた」
高効率の回転域で運転することを示す。 （ｂ）〜横軸は補機類の回転数、縦軸は補機類の効率で
あり、従来の回転レンジに比べ、本発明によれば「ほぼ
一定回転の範囲に納めた」高効率の回転レンジで運転で
きることを示す。
【００１９】図５は（ａ）〜（ｂ）は加速時制御を従来
技術との比較を示す各特性図である。なお、横軸は経過
時間（Ｔ）、縦軸は車速（Ｖ）又はエンジン回転数
（Ｎ）である。ここで従来技術とは非ハイブリット車を
示す。（ａ）は本発明に係る機構の加速時制御を示す。
車速（Ｖ）は経過時間（Ｔ）とともに上昇するように制
御するが、エンジン回転数（Ｎ）は不足トルクを発電電
動機でアシストするため、車速（Ｖ）とともに上昇しエ
ンジンスロットル中開度以上でも低回転側に制御する。
これにより、燃費が大幅に向上する。（ｂ）は従来技術
の加速時制御を示す。車速（Ｖ）は経過時間（Ｔ）とと
もに上昇するように制御するが、エンジン回転数（Ｎ）
は山形の曲線を描くように高回転側に制御する必要があ
る。従って、燃費は悪くなる。
【００２０】図６は（ａ）〜（ｂ）は減速時制御を従来
技術との比較を示す各特性図である。なお、横軸は経過
時間（Ｔ）、縦軸は車速（Ｖ）又はエンジン回転数
（Ｎ）である。ここで従来技術とは非ハイブリット車を
示す。（ａ）は本発明に係る機構の減速時制御を示す。
車速（Ｖ）は経過時間（Ｔ）とともに下降するよう制御
するが、エンジン回転数（Ｎ）は急激にアイドル回転域
まで下降させる。これにより、発電電動機の回生エネル
ギーを増加させ、十分な発電をすることができる。
（ｂ）は従来技術の減速時制御を示す。車速（Ｖ）は経
過時間（Ｔ）とともに下降するよう制御するが、エンジ
ン回転数（Ｎ）はアイドル回転域まで単純に下降させる
ものである。これでは、回生エネルギーを回収すること
はできない。
【００２１】図７は本発明に係るハイブリッド車の動力
伝達機構の第２実施例の要部構成図であり、ハイブリッ
ド車の駆動系の要部であるエンジン１と、動力伝達系１
０と、補助伝達系５０とからなり、以下、これらを詳し
く説明する。エンジン１は、複数のシリンダ２…と、こ
れらのシリンダ２…の内側を摺動するピストン３…と、
これらのピストン３…に連動するコンロッド４…と、こ
れらのコンロッド４…に連結するクランクシャフト５と
を備える。
【００２２】動力伝達系１０は、前記クランクシャフト
５にフライホイール１１を介して連結した出力軸１２
と、この出力軸１２に連結した第１ベルト式無段変速機
（以下「第１変速機」と略記する。）１３と、この第１
変速機１３の出力側プーリ１３ａに取付けた車輪駆動軸
１５と、この車輪駆動軸１５に連結した発進クラッチ１
６と、この発進クラッチ１６に接続したデフ１７と、こ
のデフ１７に連結した車軸１８と、この車軸１８に取付
けた車輪１９，１９とからなる。なお、この車輪１９の
近傍に、車速センサー２１を取付け、この車速センサー
２１の信号は制御ユニット２２にフィードバックして、
前記エンジン１の回転制御を行なう。
【００２３】補助伝達系５０は、前記出力軸１２に連結
した第２ベルト式無段変速機（以下「第２変速機」と略
記する。）３３と、この第２変速機３３の出力側プーリ
３３ａに連結した発電電動機３５及び第３ベルト式無段
変速機５３（以下「第３変速機」と略記する。）とから
なる。この第３変速機５３の出力側プーリ５３ａに補機
類駆動用プーリ３９を連結し、この補機類駆動用プーリ
３９はベルト４１を介して空調用圧縮機４２及びパワー
ステアリング用油圧ポンプ４３とを駆動する。なお、４
６は空調用圧縮機４２のプーリ、４７はパワーステアリ
ング用油圧ポンプ４３のプーリ、４８はバッテリであ
る。
【００２４】なお、本発明の実施の形態の第２実施例に
示す如くベルト式無段変速機は、必ずしも２台に限定す
る必要はなく、用途に応じて増設可能である。
【００２５】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、エンジンの出力軸に第１無段変速機
と第２無段変速機とを接続し、第１無段変速機を介して
車軸を回動し、第２無段変速機を介して発電電動機並び
に補機類を回動する構成とした。車両の加速時には、エ
ンジン出力に加え、発電電動機を電動機として機能する
ことにより車軸を駆動することができ、減速時には、発
電電動機を発電機として機能させることにより、車両の
減速エネルギーを車軸から回収することができる。
【００２６】この際、発電電動機の電動効率が最良とな
る回転数になるように第２無段変速機の変速比を設定す
ることができる。従って、エンジンの回転数が変動する
にもかかわらず、発電電動機を効率良く作動させること
ができ、エンジンと発電電動機並びに補機類とをそれぞ
れに最良の状態で使用できる。
【００２７】請求項２は、第２無段変速機の変速比を第
１無段変速機の変速比のほぼ逆数に設定した。これによ
り、発電電動機並びに補機類の回転数をほぼ一定の範囲
に納めることができ、発電電動機並びに補機類をそれぞ
れ効率の良い領域にて運転可能である。また、これらの
発電電動機並びに補機類の機能保証回転レンジを狭く設
定できるので、各部品を簡略化し安価にすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るハイブリッド車の動力伝達機構の
第１実施例の要部構成図
【図２】本発明に係るハイブリッド車の動力伝達機構の
システム概念図
【図３】本発明に係るハイブリッド車の動力伝達機構の
車速との関係を示す各特性図
【図４】発電電動機並びに補機類の使用範囲を従来技術
との比較を示す各特性図
【図５】加速時制御を従来技術との比較を示す各特性図
【図６】減速時制御を従来技術との比較を示す各特性図
【図７】本発明に係るハイブリッド車の動力伝達機構の
第２実施例の要部構成図
【符号の説明】
１…エンジン、１０…動力伝達系、３０，５０…補助伝
達系、１３…第１（ベルト式）無段変速機、１３ａ…出
力側プーリ、１８…車軸、３３…第２（ベルト式）無段
変速機、３３ａ…出力側プーリ、３５…発電電動機、４
２…空調圧縮機、４３…パワーステアリング用油圧ポン
プ、５３…第３（ベルト式）無段変速機、５３ａ…出力
側プーリ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンと発電電動機と無段変速機とを
    組合わせたハイブリッド車の動力伝達機構において、前
    記エンジンの出力軸に第１無段変速機と第２無段変速機
    とを接続し、前記第１無段変速機を介して車軸を回動
    し、前記第２無段変速機を介して発電電動機並びに補機
    類を回動する構成とし、前記発電電動機を電動機として
    使用するときに、前記第２無段変速機及び第１無段変速
    機を介して前記発電電動機の電動機としての駆動力を車
    軸へ伝達するようにしたことを特徴とするハイブリッド
    車の動力伝達機構。
  2. 【請求項２】 前記第２無段変速機の変速比を第１無段
    変速機の変速比のほぼ逆数に設定したことを特徴とする
    請求項１記載のハイブリッド車の動力伝達機構。
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