JPH10291421A

JPH10291421A - ハイブリッドパワートレイン

Info

Publication number: JPH10291421A
Application number: JP11507897A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Morikawa; 邦彦森川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-11-04

Abstract

(57)【要約】【課題】構造が簡単で、軽量で、かつ複雑な制御を必
要としないハイブリッドパワートレインを提供すること
を目的とする。【解決手段】モータージェネレーターとプラネタリギ
ヤを配設した第１軸と、カウンタギヤを配設した第２軸
と、デファレンシャルギヤを配設した第３軸およぴエン
ジン軸から成る。また、エンジン軸は、クラッチ機構を
介してカウンタシャフトと連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ハイブリッドパ
ワートレインに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のハイブリッドパワートレインとし
ては、例えば、第１３回国際電気自動車シンポジウム
（ＥＶＳ−１３）論文集第６０３頁〜６１０頁に記載の
ものが知られている。図４は、その従来のハイブリッド
パワートレインを模式的に示したものである。

【０００３】図４に示すように、上記従来のハイブリッ
ドパワートレインは、エンジン１と同軸上にジェネレー
ターモーター３とプラネタリギヤ４とを配設し、エンジ
ン軸１ａを該プラネタリギヤ４のキャリア４ｂに連結
し、また、ジェネレーターモーター軸３ａを該プラネタ
リギヤ４のサンギヤ４ａに連結すると共に、上記プラネ
タリギヤ４のインターナルギヤ４ｃをカウンタギヤ８が
配設されたカウンタ軸８ａに一対のヘリカルギヤ５，
５’を介して連結し、さらに、トラクションモーター２
も一対のへリカルギヤ５，５’を介してカウンタ軸８ａ
に連結し、該ジェネレーターモーター３のモード切り換
えで運転モードを切り換えるように構成されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のハイブリッドパワートレインにあっては、ジェネレ
ーターモーター３とトラクションモーター２の２個の電
動モータを用いているため、重量が重く、また、コスト
が嵩む、という課題を有していると共に、エンジン１と
ジェネレータモーター３及びトラクションモーター２を
同時に制御する構成であるため、制御が非常に複雑にな
るという課題を有していた。

【０００５】この発明は、かかる現状に鑑み創案された
ものであって、その目的とするところは、構造が簡単で
軽量であり、しかも、複雑な制御を必要としないハイブ
リッドパワートレインを提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載されたハイブリッドパワートレイン
では、ジェネレーターモーターの代わりに、クラッチ機
構を運転モードの切り換えをする手段としたことを特徴
とする。即ち、エンジン軸とカウンタ軸との間にクラッ
チを設け、このクラッチのＯＮ−ＯＦＦにより運転モー
ドを切り換えることを特徴とするものである。

【０００７】このようにジェネレーターモーターの代わ
りにエンジン軸とカウンタ軸との間にクラッチを設け、
このクラッチのＯＮ−ＯＦＦにより運転モードを切り換
えるように構成することで、重量およびコストの低減を
図ることができ、かつ、ジェネレータモーターがない
分、制御を簡略化することができる。

【０００８】また、請求項２に記載されたハイブリッド
パワートレインでは、請求項１記載のクラッチ機構をプ
ラネタリギヤとクラッチで構成したことを特徴とする。
即ち、エンジン軸とカウンタ軸との間に、プラネタリギ
ヤを配置し、該プラネタリギヤのキャリアをエンジン軸
に連結し、インターナルギヤを一対のヘリカルギヤを介
してカウンタ軸に連結し、サンギヤをクラッチを介して
ケースに固定したことを特徴とするものである。

【０００９】このように、プラネタリギヤを用いること
によりクラッチヘの入力を低減することができるので、
クラッチを小型化することができる。

【００１０】さらに、請求項３に記載されたハイブリッ
ドパワートレインでは、請求項２に記載されたモーター
ジェネレーターを中空とすると共に、請求項２に記載の
クラッチ機溝を該モータージェネレーターの端部に構成
したことを特徴とする。即ち、請求項２に記載のプラネ
タリギヤのサンギヤ軸を、モータを貫通してモータ端部
まで延長すると共に、モータ端部に設置したクラッチを
介して固定し、かつ、モータージェネレーターの出力を
カウンタ軸に直接伝えるようにしたことを特徴とするも
のである。

【００１１】このように、モータージェネレーターを中
空とし、クラッチ機構をモータ端部に設置したことによ
り、パワートレインの軸長を短縮化することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す発明の実施
の形態例に基づき、この発明を詳細に説明する。

【００１３】図１は、請求項１に記載された発明に対応
する第１形態例に係るハイブリッドパワートレインの模
式図である。

【００１４】この形態例に係るハイブリッドパワートレ
インは、エンジン１とモータージェネレーター２と、を
備え、モータージェネレーター２からの出力はプラネタ
リギヤ１１で減速され、一対のヘリカルギヤ５，５’を
介してカウンタ軸８ａに伝達される。一方、エンジン軸
１ａも一対のヘリカルギヤ１０，１０’を介してカウン
タ軸８ａに連結されている。また、エンジン軸１ａには
クラッチ１２が配置されている。尚、図中符号２ａはモ
ータージェネレーター軸を、符号６はフライホイールダ
ンパーを、符号８はカウンタギヤを、符号９はデファレ
ンシャルギヤを夫々示している。

【００１５】このように構成されたハイブリッドパワー
トレインは、車両停止時にはエンジン１も停止し、この
とき、クラッチ１２は開放されている。発進するときに
は、上記モータージェネレーター２が作動し、その出力
が、プラネタリギヤ１１で減速され、一対のヘリカルギ
ヤ５，５’を介してカウンタ軸８ａに伝達され、デファ
レンシャルギヤ９を介して左右の車輪に伝達される。こ
のとき、クラッチ１２は開放されているので、上記エン
ジン１には動力が伝達されず停止したままである。

【００１６】一方、車速が上昇し、所定の速度になった
ときには、上記クラッチ１２を締結することにより、モ
ータージェネレーター２からの出力の一部が一対のヘリ
カルギヤ１０，１０’を介してエンジン１に伝達され、
該エンジン１が始動する。また、エンジン１の始動後
は、エンジン１とモータージェネレーター２により車輪
に動力が伝達される。

【００１７】そして、車速がさらに上昇し、エンジン１
のみでも走行できる状態になったときには、モータージ
ェネレーター２をフリー或はジェネレーターとして作動
させる。また、減速時にはモータージェネレーター２を
ジェネレーターとして作動させてエネルギーを回生す
る。

【００１８】一方、後退するときには、上記クラッチ１
２を開放し、モータージェネレーター２を逆回転させ
る。

【００１９】以上説明してきたように、本形態例に係る
ハイブリッドパワートレインにあっては、ジェネレータ
ーモーターの代わりにクラッチ機構を用いて、運転モー
ドを切換る機構としたため、コスト及び重量の低減を図
ることができると共に、ジェネレータモーターがない
分、制御も簡略化することができる。

【００２０】図２は、請求項２に記載された発明に対応
する第２形態例に係るハイブリッドパワートレインの模
式図を示している。

【００２１】この形態例では、第１形態例のハイブリッ
ドパワートレインを前提とし、前記エンジン軸１ａにプ
ラネタリギヤ１３を配置し、該プラネタリギヤ１３のキ
ャリア１３ｂとエンジン軸１ａとを連結し、インターナ
ルギヤ１３ｃとカウンタ軸８ａをへリカルギヤ対１０，
１０’を介して連結すると共に、サンギヤ１３ａをクラ
ッチ１４を介してケースに固定する構造としたものであ
る。従って、第１形態例と同様の構成部分については、
第１形態例で用いた符号と同一の符号を図に付して、そ
の詳細な説明をここでは省略する。尚、同図中符号１３
ｂはプラネタリギヤ１３のキャリアを、符号１３ｃはプ
ラネタリギヤ１３のインターナルギヤを、符号１５はケ
ースを夫々示している。

【００２２】この形態例に係るハイブリッドパワートレ
インは、以上のように構成されているので、クラッチ１
４のＯＮ−ＯＦＦにより第１形態例と同様の作用をす
る。また、プラネタリギヤ１３は、カウンタ軸８ａから
エンジン１に動力が伝達するときは減速機として作用
し、エンジン１からカウンタ軸８ａに動力が伝達すると
きには増速機として作用する。

【００２３】即ち、上記サンギヤ１３ａを固定した場
合、キャリア１３ｂの回転数Ｎｃとインターナルギヤ１
３ｃの回転数Ｎｒの間には、サンギヤ１３ａの歯数Ｚｓ
とインターナルギヤ１３ｃの歯数Ｚｆの比をλ（＝Ｚｓ
／Ｚｒ）とすると次式の関係が成立する。

【００２４】（１＋λ）・Ｎｃ＝Ｎｒ

【００２５】一方、サンギヤ１３ａのトルクをＴｓ、キ
ャリア１３ｂのトルクをＴｃ、インターナルギヤ１３ｃ
のトルクをＴｆとした場合、次式の関係が成立する。

【００２６】Ｔｃ＝Ｔｓ＋Ｔｆ

【００２７】即ち、Ｔｓ＜Ｔｃとなる。

【００２８】以上説明してきたように、第２形態例のハ
イブリッドパワートレインにあっては、第１形態例と同
様の効果に加え、クラッチヘの入力を低減できるのでク
ラッチの小型化を図ることができると共に、プラネタリ
ギヤで減速することにより、エンジン始動に必要なモー
タージェネレーターのトルクを低減できる。

【００２９】図３は、請求項３に記載された発明に対応
する第３形態例に係るハイブリッドパワートレインの模
式図を示している。

【００３０】この形態例では、モータージェネレーター
２を中空とし、前記プラネタリギヤ１３のサンギヤ１３
ａ軸をモータを貫通させてモータ端部まで延長し、モー
タ端部に設置したクラッチ１４を介して固定すると共
に、モータージェネレーター２からの出力は、ヘリカル
ギヤ５，５’からカウンタギヤ８に直接伝達されるよう
に構成した他は、他の構成は第２形態例と同様であるの
で、図面には第２形態例で用いた符号と同一の符号を付
して、その詳細な説明をここでは省略する。

【００３１】この形態例に係るハイブリッドパワートレ
インにあっては、クラッチ１４のＯＮ−ＯＦＦ制御によ
り第１及び第２形態例と同様の効果に加え、パワートレ
インの軸長を短縮化することができる。

【００３２】

【発明の効果】請求項１に記載された発明にあっては、
ジェネレーターモーターの代わりにエンジン軸とカウン
タ軸との間にクラッチを設け、このクラッチのＯＮ−Ｏ
ＦＦにより運転モードを切り換える機構としたため、重
量およびコストの低減が図れ、かつ、ジェネレータモー
ターがない分、制御も簡単になる、という効果が得られ
る。

【００３３】また、請求項２に記載された発明にあって
は、上記効果に加え、プラネタリギヤを用いることによ
りクラッチヘの入力を低減できるのでクラッチの小型化
も図れるという効果が得られる。

【００３４】さらに、請求項３に記載された発明にあっ
ては、上記各効果に加え、トラクションモータを中空と
し、クラッチ機構をモータ端部に設置したことにより、
パワートレインの軸長を短縮化することができる、とい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の第１形態例に係るハイブリッ
ドパワートレインの構成を示す摸式図である。

【図２】この発明の実施の第２形態例に係るハイブリッ
ドパワートレインの構成を示す摸式図である。

【図３】この発明の実施の第３形態例に係るハイブリッ
ドパワートレインの構成を示す摸式図である。

【第４図】従来のハイブリッドパワートレインの構成を
示す摸式図である。

【符号の説明】

１エンジン２モータージェネレーター（トラクションモーター）２ａモータージェネレーター軸４，１１，１３プラネタリギヤ５，５’，５'' ヘリカルギヤ対７，１２，１４クラッチ８カウンタギヤ８ａカウンタ軸９デファレンシャルギヤ１０，１０’ ヘリカルギヤ対

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータージェネレーターとその出力を減
速するプラネタリギヤとを配設した第１軸と、カウンタ
ギヤを配設した第２軸と、デファレンシャルギヤを配設
した第３軸と、エンジン軸と、からなり、上記エンジン
軸を、動力断続要素と一対のヘリカルギヤを介して上記
カウンタ軸と連結したことを特徴とするハイブリッドパ
ワートレイン。
【請求項２】前記エンジン軸とカウンタ軸の連結に
は、前記プラネタリギヤとは別のプラネタリギヤを用
い、該プラネタリギヤの第１回転メンバを上記エンジン
軸に連結し、かつ、上記プラネタリギヤの第２回転メン
バを一対のヘリカルギヤを介して前記カウンタ軸と連結
すると共に、上記プラネタリギヤの第３回転メンバを動
力断続要素を介してケースに固定したことを特徴とする
請求項１に記載のハイブリッドパワートレイン。
【請求項３】前記モータジェネレーターを中空とし、
エンジン軸側のプラネタリギヤのサンギヤ軸を該中空穴
を通してモータ端面まで延長し、該モータ端面に設置し
た動力断続要素を介して該サンギア軸をモータケースに
固定し、前記カウンタギヤと直接噛み合うへリカルギヤ
を、上記モータジェネレーター側プラネタリギヤのキャ
リアと一体に設けたことを特徴とする請求項２に記載の
ハイブリッドパワートレイン。