JPH11301291A - Transmission gear, and vehicle and bicycle using it - Google Patents

Transmission gear, and vehicle and bicycle using it

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JPH11301291A JP34136098A JP34136098A JPH11301291A JP H11301291 A JPH11301291 A JP H11301291A JP 34136098 A JP34136098 A JP 34136098A JP 34136098 A JP34136098 A JP 34136098A JP H11301291 A JPH11301291 A JP H11301291A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make efficiency of a system including a motor and a transmission gear always high in the transmission gear using the motor and differential mechanism for converting input energy into optimum output energy. SOLUTION: A vehicle is provided with an engine 1 for generating driving energy, planetary gears 4, 6 composed of sun gears, planetary gears and ring gears, and motors 8, 9 for respectively controlling the sun gears. In the planetary gears 4, 6, the planetary gears are connected to an input shaft driven by the engine 1, and the ring gears are connected to an output shaft for driving wheels. Gear ratios from input to output of the planetary gears 4, 6 are set to different values.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はモータと差動機構か
ら構成される変速装置と、それを用いた車両及び自転車
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission including a motor and a differential mechanism, and a vehicle and a bicycle using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジンの低燃費化を図る駆動システム
として、モータの駆動力を利用するハイブリッド車があ
る。ハイブリッド車はシリーズ方式,パラレル方式な
ど、各種の方法が提案されているが、2つのモータと1
つの遊星歯車を用いたシリーズ−パラレルハイブリッド
方式が提案されている。例えば、特開平7−135701 号に
は、エンジンの駆動力を遊星歯車に入力し、遊星歯車の
出力軸から得られた駆動力により車両を駆動するように
発電機で制御される方式が記載されている。エンジンの
エネルギーの一部は発電機により発電しながら、出力軸
に連結したモータから駆動力をアシストすることで、常
にエンジンを効率の良い高トルク領域で駆動し、かつ、
変速機能を合わせ持たせることができる特徴を持ってい
る。また、特開昭49−112067号,特開昭58−191364号に
も同様の原理が記載されている。ここでは、これらの公
知例を第1の方法と呼ぶ。
2. Description of the Related Art As a drive system for reducing the fuel consumption of an engine, there is a hybrid vehicle using a driving force of a motor. For hybrid vehicles, various methods such as a series method and a parallel method have been proposed.
A series-parallel hybrid system using two planetary gears has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-135701 describes a method in which the driving force of an engine is input to a planetary gear, and the generator is controlled to drive the vehicle with the driving force obtained from the output shaft of the planetary gear. ing. A part of the engine energy is generated by the generator while assisting the driving force from the motor connected to the output shaft, so that the engine is always driven in an efficient high torque region, and
It has the feature that it can also have a shifting function. The same principle is described in JP-A-49-112067 and JP-A-58-191364. Here, these known examples are referred to as a first method.

【0003】また、特開昭60−95238 号のように、エン
ジンの駆動力を左右の駆動輪に伝達する間にそれぞれモ
ータにより制御される遊星歯車を備えた方式も提案され
ている。これを第2の方法とする。
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-95238, a system having planetary gears controlled by motors while transmitting the driving force of an engine to left and right driving wheels has been proposed. This is the second method.

【0004】第3の方法としては、特開昭57−47054 号
に記載された方法がある。複数の遊星歯車をそれぞれモ
ータにより駆動し、それらのいずれかを切り替えて出力
する構成になっているので、動作点に応じて常に最適な
モータ駆動を行うことができる特徴を持っている。
As a third method, there is a method described in JP-A-57-47054. Since a plurality of planetary gears are driven by motors and any one of them is switched and output, it has a feature that optimal motor drive can always be performed according to the operating point.

【0005】さらに、第4の方法として、Alternative
Cars in the 21st Century −A NewPersonal Transport
ation Paradigm−, Robert Q. Riley, Published bySec
ietyof Automotive Engineers, Inc., 400 Commonwealt
h Drive Warrendale, PA15096−0001, U.S.A のP149−P
153 に記載されている無段変速機CVTと遊星歯車を併
用した変速装置が知られている。この方式は無段変速機
CVTの変速比を所定の値にすることで、クラッチなし
でエンジンを回転させながら車両を停止することができ
るので、無段変速機CVTの変速比を制御するだけで、
スムーズに発進できる特徴を持っている。
Further, as a fourth method, Alternative
Cars in the 21st Century −A NewPersonal Transport
ation Paradigm−, Robert Q. Riley, Published bySec
societyof Automotive Engineers, Inc., 400 Commonwealt
h P149-P from Drive Warrendale, PA15096-0001, USA
153, there is known a transmission that uses a continuously variable transmission CVT and a planetary gear together. According to this method, the vehicle can be stopped while rotating the engine without a clutch by setting the speed ratio of the continuously variable transmission CVT to a predetermined value. Therefore, only the speed ratio of the continuously variable transmission CVT is controlled. ,
It has the feature that it can start smoothly.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、第1の方法は
変速機能を実現するためには、発電機で発電し、モータ
で駆動するため、電気的なエネルギー損失が発生する。
そのため、エンジンは常に効率の良い動作点で駆動でき
るにも関わらず、車両全体としての効率は電気のエネル
ギー損失分低下してしまうという問題点がある。
However, in the first method, in order to realize the shift function, electric power is generated by a generator and driven by a motor, so that an electric energy loss occurs.
Therefore, although the engine can always be driven at an efficient operating point, there is a problem that the efficiency of the entire vehicle is reduced by the energy loss of electricity.

【0007】第2の方法は左右の異なる出力軸に対して
それぞれ遊星歯車を用いる方法であり、通常のパラレル
ハイブリッド車の構成を左右輪に拡張したものであるの
で、変速に伴い、電気エネルギーの入出力を伴うので、
上記と同じ課題がある。
A second method is to use planetary gears for different left and right output shafts, respectively, and is an extension of a normal parallel hybrid vehicle to left and right wheels. Since it involves input and output,
There are the same issues as above.

【0008】第3の方法は第1の方法を拡張したもの
で、電気エネルギーの損失に関しては同様の問題点があ
る。
[0008] The third method is an extension of the first method, and has a similar problem with respect to loss of electric energy.

【0009】第4の方法については、車両を駆動するた
めには、エンジンを常に回転しなければならず、停車時
を含めて、走行距離当たりの燃料消費量を低減すること
に対しては限界がある。
In the fourth method, in order to drive the vehicle, the engine must be constantly rotated, and there is a limit to reducing the fuel consumption per mileage even when the vehicle is stopped. There is.

【0010】上記問題点に鑑み、本発明の第1の目的
は、モータによる無段変速機能を実現し、かつ、電気の
エネルギー損失を最小にして効率の良い変速装置を提供
することである。
[0010] In view of the above problems, a first object of the present invention is to provide a transmission device which realizes a continuously variable transmission function by a motor and minimizes energy loss of electricity and is efficient.

【0011】本発明の第2の目的は、上記変速装置を用
いて、走行距離当たりの燃料消費量をより低減した車両
を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a vehicle that uses the above-described transmission to further reduce fuel consumption per mileage.

【0012】本発明の第3の目的は、運転者の疲労がよ
り少ない自転車を提供することにある。
A third object of the present invention is to provide a bicycle with less driver fatigue.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、駆動
源のエネルギーを複数の差動機構に分配する機構と、前
記複数の差動機構に接続された複数のモータと、該複数
の差動機構の出力エネルギーを合成する機構とを備えた
ことを特徴とする変速装置により達成される。また上記
第1の目的は、モータにより入力軸と出力軸の回転数の
差を制御する複数の差動機構を備え、該複数の差動機構
の入力軸と出力軸をそれぞれ共通の軸とすることを特徴
とする変速装置により達成される。
The first object of the present invention is to provide a mechanism for distributing energy of a driving source to a plurality of differential mechanisms, a plurality of motors connected to the plurality of differential mechanisms, and a plurality of motors connected to the plurality of differential mechanisms. And a mechanism for synthesizing the output energy of the differential mechanism. Further, the first object is to provide a plurality of differential mechanisms for controlling a difference in rotation speed between an input shaft and an output shaft by a motor, and to use the input shaft and the output shaft of the plurality of differential mechanisms as a common shaft. This is achieved by a transmission characterized in that:

【0014】好ましくは、複数の差動機構の入力軸から
出力軸までのギア比を異なる値に設定することでより効
率を向上できるシステムを提供できる。
[0014] Preferably, it is possible to provide a system capable of further improving the efficiency by setting the gear ratios of the plurality of differential mechanisms from the input shaft to the output shaft to different values.

【0015】上記第2の目的は、車両を駆動する駆動エ
ネルギーを発生するエンジンと、サンギア,プラネタリ
ー及びリングギアから構成される第1及び第2の遊星歯
車と、サンギアをそれぞれ制御する第1及び第2のモー
タとを備え、前記第1及び第2の遊星歯車は、いずれも
プラネタリーとリングギアのうち一方が前記エンジンに
より駆動される入力軸に接続され、他方が車体を駆動す
る出力軸に接続されていることを特徴とする車両により
達成される。
The second object is to provide an engine for generating driving energy for driving a vehicle, first and second planetary gears comprising a sun gear, a planetary gear and a ring gear, and a first gear for controlling a sun gear. And a second motor, wherein each of the first and second planetary gears has one of a planetary gear and a ring gear connected to an input shaft driven by the engine, and the other has an output for driving a vehicle body. This is achieved by a vehicle characterized by being connected to a shaft.

【0016】上記第3の目的は、自転車において、運転
者により駆動される入力軸、車輪を出力軸とする第1及
び第2の差動機構と、第1及び第2の差動機構をそれぞ
れ制御する第1及び第2のモータを備えることにより達
成される。
A third object of the present invention is to provide a bicycle in which first and second differential mechanisms having an input shaft and wheels as output shafts driven by a driver and first and second differential mechanisms are respectively provided. This is achieved by providing first and second motors to control.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図1
により説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described below.

【0018】図1はエンジン1のエネルギーを用いて駆
動軸2を介してタイヤ3a,3bを回転し、車体を駆動
する自動車である。本発明の重要な構成要素である遊星
歯車A4,遊星歯車B6はそれぞれサンギア4s,6
s,プラネタリー4p,6p,リングギア4r,6rか
ら構成されており、サンギア4s,6sは電力変換器1
0,11で制御されたモータA8,モータB9によりそ
れぞれ駆動される。バッテリー12はこれらのモータが
必要とするエネルギーを供給したり、モータで発電した
エネルギーを蓄電するために用いられる。また、プラネ
タリー4p,6pは同一の入力軸で締結されており、エ
ンジン1の駆動トルクを遊星歯車A4,遊星歯車B6に
分配する構成となっている。リングギアについては、出
力側にギア比が異なる歯車が配置されている。リングギ
ア4rにはギア比が大きい歯車5が、リングギア6rに
はギア比が小さい歯車7がそれぞれ設置されている。こ
れらの歯車5,7は共通の出力軸となっており、遊星歯
車A4,遊星歯車B6から出力された出力トルクτv
a,τvbはここで合成されて、車両駆動トルクτvと
なる。これによって、車両は運転者が意図した加減速を
得ることができる。また、電力変換器10,11によ
り、モータA8,モータB9のモータトルクτa,τb
やモータ速度ωa,ωbを制御することで、サンギア4
s,6sを駆動すれば、車両駆動トルクτvやエンジン
速度ωeを調整させることが可能である。
FIG. 1 shows an automobile in which tires 3a and 3b are rotated via a drive shaft 2 using energy of an engine 1 to drive a vehicle body. Planet gears A4 and B6, which are important components of the present invention, are sun gears 4s and 6g, respectively.
s, planetaries 4p and 6p, and ring gears 4r and 6r, and the sun gears 4s and 6s
Driven by motors A8 and B9 controlled by 0 and 11, respectively. The battery 12 is used to supply energy required by these motors or to store energy generated by the motors. The planetaries 4p and 6p are fastened by the same input shaft, and are configured to distribute the driving torque of the engine 1 to the planetary gears A4 and B6. As for the ring gear, gears having different gear ratios are arranged on the output side. A gear 5 having a large gear ratio is provided on the ring gear 4r, and a gear 7 having a small gear ratio is provided on the ring gear 6r. These gears 5 and 7 serve as a common output shaft, and output torque τv output from the planetary gears A4 and B6.
a and τvb are combined here to become the vehicle drive torque τv. Thereby, the vehicle can obtain acceleration / deceleration intended by the driver. In addition, the power converters 10 and 11 control the motor torques τa and τb of the motors A8 and B9.
By controlling the motor speeds ωa and ωb, the sun gear 4
By driving s and 6s, it is possible to adjust the vehicle drive torque τv and the engine speed ωe.

【0019】次に、図1のエンジン1,モータA8,モ
ータB9の制御を行うための基本的な処理方法について
図2のフローチャートを用いて説明する。図2のステッ
プ101において、アクセル踏み込み量Xa,ブレーキ
踏み込み量Xb,前後進・ニュートラルなどを指示する
切替信号Xcなど、運転者が意図する運転指令を入力す
るとともに、車両速度ωv,バッテリー12の充電状
態,各部の温度など、車両状態も入力する。ステップ1
02では、これらの値に基づいて、車両の駆動力指令値
τrを演算する。次に、ステップ103は車両駆動力指
令値τrと車両速度ωvにより、理想的な運転方法を示
す基準運転モードMref を決定する。
Next, a basic processing method for controlling the engine 1, the motor A8, and the motor B9 in FIG. 1 will be described with reference to the flowchart in FIG. In step 101 of FIG. 2, a driving command intended by the driver, such as an accelerator depression amount Xa, a brake depression amount Xb, a switching signal Xc for instructing forward / backward / neutral, and the like, is input, and the vehicle speed ωv and the battery 12 are charged. The vehicle state such as the state and the temperature of each part is also input. Step 1
In 02, a driving force command value τr of the vehicle is calculated based on these values. Next, in step 103, a reference driving mode Mref indicating an ideal driving method is determined based on the vehicle driving force command value τr and the vehicle speed ωv.

【0020】例えば、図3に示すように、車両速度ωv
が低速のときや後進時には、エンジン1を停止して、モ
ータA8,モータB9だけで駆動するモータ駆動モード
とする。図3において、斜線で示されたモータ駆動モー
ド以外の領域はエンジン1を始動して、エンジン1の駆
動力を用いる1速モード,2速モード,CVTモードか
ら構成されている。1速モードは車両速度ωvが低速
で、かつ、駆動力が必要な場合で、変速状態をローギア
相当に制御するための領域である。車両速度ωvが中速
以上で、かつ、低トルク領域の場合には、エンジン効率
を向上できる2速モードと設定している。また、CVT
モードは中速以上の車両速度ωvで、かつ、高トルクが
必要な場合に設定するもので、モータの駆動トルクを加
算して高トルクの駆動力を得ることを主旨としている。
なお、駆動力指令値τrが負の場合にはできるだけモー
タA8,モータB9を発電機として用いて回生エネルギ
ーをバッテリー12に蓄電するために、CVTモードに
より制御される。
For example, as shown in FIG.
When the speed is low or when the vehicle is moving backward, the engine 1 is stopped and the motor drive mode is set in which the motor 1 is driven only by the motors A8 and B9. In FIG. 3, regions other than the motor drive mode indicated by oblique lines include a first speed mode, a second speed mode, and a CVT mode in which the engine 1 is started and the driving force of the engine 1 is used. The first speed mode is an area for controlling the shift state to be equivalent to a low gear when the vehicle speed ωv is low and a driving force is required. When the vehicle speed ωv is equal to or higher than the medium speed and in the low torque range, the second speed mode in which the engine efficiency can be improved is set. Also, CVT
The mode is set when the vehicle speed ωv is a medium speed or higher and a high torque is required, and is intended to obtain a high torque driving force by adding a motor driving torque.
When the driving force command value τr is negative, control is performed in the CVT mode in order to store regenerative energy in the battery 12 by using the motors A8 and B9 as a generator as much as possible.

【0021】ところで、図3の運転モードは固定されて
いるものではなく、バッテリー12の充電状態やバッテ
リー温度などによって、適宜変更することが可能であ
る。また、実際の運転モードMは現在までの運転モード
と上記方法により求められた基準運転モードMrefをもと
に決定される。例えば、モータ駆動モードで運転してい
た状態で、基準運転モードMrefが1速モードになった場
合でも、エンジン1を急に駆動することはできないの
で、エンジン1を始動する処理を行わなければならな
い。また、エンジン1の起動停止を必要以上に繰り返す
ことは逆に燃料消費量を増大させることになってしまう
ので、エンジン1が起動した場合や停止した場合には所
定時間は変更した運転モードを維持する処理を行う。こ
のようなことを考慮した演算がステップ103で行わ
れ、現在までの運転モードと基準運転モードMrefから運
転モードMが決定される。
Incidentally, the operation mode in FIG. 3 is not fixed, but can be changed as appropriate according to the state of charge of the battery 12 and the battery temperature. The actual operation mode M is determined based on the current operation mode and the reference operation mode Mref obtained by the above method. For example, even if the reference operation mode Mref is set to the first speed mode while the motor 1 is being driven in the motor drive mode, the engine 1 cannot be suddenly driven, so that the engine 1 must be started. . In addition, if the start and stop of the engine 1 are repeated more than necessary, the fuel consumption will be increased. Therefore, when the engine 1 is started or stopped, the changed operation mode is maintained for a predetermined time. Perform the following processing. The calculation considering such a thing is performed in step 103, and the operation mode M is determined from the operation mode up to the present and the reference operation mode Mref.

【0022】ステップ104では、運転モードMが図3
に示した通常モードか、運転モードを変更するための移
行モードかを判断する。その判断をもとにステップ10
5の通常モード処理、または、ステップ106の移行モ
ード処理が行われる。
In step 104, the operation mode M
It is determined whether the mode is the normal mode shown in (1) or the transition mode for changing the operation mode. Step 10 based on the judgment
5 normal mode processing or step 106 transition mode processing.

【0023】図4に運転モードMの状態遷移を表す状態
遷移図の一例を示す。通常モードはモータ駆動モード,
1速モード,2速モード,CVTモードであり、移行モ
ードはエンジン始動モード,締結装置B解除モードから
なる。キーオフモードはキーがオフされているときの状
態で、キーがオンすると、車両起動モードとなって各種
の制御装置が制御可能な状態に立ち上がる。すべての起
動処理が行われると、モータ駆動モードとなって、運転
者がアクセルを操作することによりモータA8,モータ
B9が回転し、車両を駆動することができる。車両速度
ωvが中速以上になった場合や大きい駆動トルクが必要
になった場合には、1速モード,2速モード、または、
CVTモードにする必要が発生する。そのときには、エ
ンジンを始動するためのエンジン始動モードという移行
モードを介して、エンジンで駆動する所定の通常モード
に変更される。1速モード,2速モード,CVTモード
の間では、本来移行モードを介することなく、モード変
更を行うことができるが、後述する締結手法を採用する
本実施形態の場合には、2速モードから他のモードに変
更する際には、締結装置B解除モードという移行モード
の処理を行った後、他のモードに変更する方法を採用し
ている。なお、何らかのフェイルが生じた場合には、そ
れに対応したフェイルモードに移行し、適切な処理が行
われる。さらに、キーがオフした場合には、安全な停止
処理が行われた後、キーオフモードで制御を停止するよ
うになっている。
FIG. 4 shows an example of a state transition diagram representing the state transition of the operation mode M. Normal mode is motor drive mode,
There are a first speed mode, a second speed mode, and a CVT mode, and the transition mode includes an engine start mode and a fastening device B release mode. The key-off mode is a state in which the key is turned off. When the key is turned on, the vehicle is in the vehicle start-up mode, and the various control devices start up in a controllable state. When all the starting processes are performed, the motor driving mode is set, and the driver operates the accelerator to rotate the motors A8 and B9 to drive the vehicle. When the vehicle speed ωv is higher than the middle speed or when a large driving torque is required, the first speed mode, the second speed mode, or
It is necessary to switch to the CVT mode. At that time, the mode is changed to a predetermined normal mode driven by the engine via a transition mode called an engine start mode for starting the engine. Between the first speed mode, the second speed mode, and the CVT mode, the mode can be changed without going through the transition mode, but in the case of the present embodiment employing the fastening method described later, the mode is changed from the second speed mode. When changing to another mode, a method of changing to another mode after performing processing of a transition mode called a fastening device B release mode is adopted. If any failure occurs, the process shifts to a failure mode corresponding to the failure and appropriate processing is performed. Further, when the key is turned off, the control is stopped in the key-off mode after a safe stop process is performed.

【0024】次に、図2で示した通常モードの処理方法
について、その詳細を図5を用いて説明する。ここで、
説明を容易にするために、図1のシステム構成において
成り立つ数1から数10までの等式を下記に示す。
Next, the processing method in the normal mode shown in FIG. 2 will be described in detail with reference to FIG. here,
For ease of explanation, equations 1 to 10 that hold in the system configuration of FIG. 1 are shown below.

【0025】[0025]

【数1】ωe=kpωa+kaωvΩe = kpωa + kaωv

【0026】[0026]

【数2】ωe=kpωb+kbωvΩe = kpωb + kbωv

【0027】[0027]

【数3】τe=τea+τebΤe = τea + τeb

【0028】[0028]

【数4】τv=τva+τvbΤv = τva + τvb

【0029】[0029]

【数5】τea=τa/kp=τva/kaΤea = τa / kp = τva / ka

【0030】[0030]

【数6】τeb=τb/kp=τvb/kbΤeb = τb / kp = τvb / kb

【0031】[0031]

【数7】Pe=Pea+Peb## EQU7 ## Pe = Pea + Peb

【0032】[0032]

【数8】Pv=Pva+PvbPv = Pva + Pvb

【0033】[0033]

【数9】Pea=Pa+PvaEquation 9: Pea = Pa + Pva

【0034】[0034]

【数10】Peb=Pb+Pvb ただし、ωe,ωv,ωa,ωbはエンジン速度,車両
速度,モータA速度,モータB速度を、τe,τea,
τeb,τa,τb,τv,τva,τvbはエンジン
トルク,遊星歯車A分担エンジントルク,遊星歯車B分
担エンジントルク,モータAトルク,モータBトルク,
車両トルク,遊星歯車A分担車両トルク,遊星歯車B分
担車両トルクをそれぞれ表す。また、Pe,Pea,P
eb,Pa,Pb,Pv,Pva,Pvbはそれぞれエ
ンジンパワー,遊星歯車A入力パワー,遊星歯車B入力
パワー,モータAパワー,モータBパワー,車両駆動パ
ワー,遊星歯車A出力パワー,遊星歯車B出力パワーを
表す。さらに、ギア比の関係を示す定数kaとkbの関
係は次式のとおりとする。
Pb = Pb + Pvb where ωe, ωv, ωa, ωb are engine speed, vehicle speed, motor A speed, motor B speed, τe, τea,
τeb, τa, τb, τv, τva, τvb are engine torque, planetary gear A shared engine torque, planetary gear B shared engine torque, motor A torque, motor B torque,
The vehicle torque, the planetary gear A shared vehicle torque, and the planetary gear B shared vehicle torque are respectively represented. Also, Pe, Pea, P
eb, Pa, Pb, Pv, Pva, Pvb are engine power, planetary gear A input power, planetary gear B input power, motor A power, motor B power, vehicle driving power, planetary gear A output power, and planetary gear B output, respectively. Represents power. Further, the relationship between the constants ka and kb indicating the relationship of the gear ratio is as follows.

【0035】[0035]

【数11】ka>kb つまり、遊星歯車Aの入力と出力のギア比は遊星歯車B
のそれよりも大きくなるように構成しておく。
Ka> kb That is, the gear ratio between the input and output of the planetary gear A is the planetary gear B
It is configured to be larger than that of.

【0036】通常モードは上述したように4つの動作モ
ードがあり、図5のステップ111で動作モードMを判
断する。
The normal mode has four operation modes as described above, and the operation mode M is determined in step 111 in FIG.

【0037】モータ駆動モードの場合には、ステップ1
12からステップ114までの処理を行う。ステップ1
12では、数2に従い、車両速度ωvを基にモータB速
度ωbを制御してエンジン速度ωeが0となるように、
速度制御を行う。次のステップ113では、モータAの
トルクτaを制御することにより、車両駆動トルクτv
を制御する。このとき、数3において、τe=0となる
ように制御されながら、数4から数6までの式により車
両駆動トルクτvが決定される。
In the case of the motor drive mode, step 1
The processing from step 12 to step 114 is performed. Step 1
At 12, the motor B speed ωb is controlled based on the vehicle speed ωv in accordance with Equation 2 so that the engine speed ωe becomes zero.
Perform speed control. In the next step 113, the vehicle driving torque τv is controlled by controlling the torque τa of the motor A.
Control. At this time, the vehicle drive torque τv is determined by the equations from Equations 4 to 6, while controlling so that τe = 0 in Equation 3.

【0038】通常、τv>0とするためには、数11の
関係から、モータAが力行状態,モータBが発電状態で
車両が駆動されることになる。当然のことながら、エン
ジン制御は停止し続けるようにステップ114で処理が
行われる。
Normally, in order to satisfy τv> 0, the vehicle is driven with the motor A in the power running state and the motor B in the power generation state from the relationship of Expression 11. Naturally, processing is performed in step 114 so that the engine control continues to stop.

【0039】1速モードでは、ステップ115でモータ
A速度ωaを0とする速度制御を行うとともに、ステッ
プ116でモータBの制御を停止する処理を行う。これ
により、モータAは電気的にロック状態に、モータBを
フリーラン状態にすることができる。この処理により、
入力と出力のギア比が大きい遊星歯車A4がサンギア4
sを固定した状態で、エンジン1により駆動されること
になる。つまり、通常のマニュアル変速機をローギアに
設定したことと等価になるため、エンジントルクτeを
増大させられる。従って、ステップ117においてエン
ジン制御を行うことにより、必要な車両駆動トルクを制
御することができる。しかも、モータA8,モータB9
ともにエネルギーの入出力を行わないので、電気的エネ
ルギー損失を最小にすることができる特徴を持ってい
る。
In the first speed mode, speed control for setting the motor A speed ωa to 0 is performed in step 115, and processing for stopping control of the motor B is performed in step 116. Thereby, the motor A can be electrically locked and the motor B can be in the free-run state. With this process,
The planetary gear A4 having a large input / output gear ratio is a sun gear 4
The engine 1 is driven with s fixed. In other words, this is equivalent to setting the normal manual transmission to the low gear, so that the engine torque τe can be increased. Therefore, the required vehicle drive torque can be controlled by performing engine control in step 117. Moreover, the motor A8 and the motor B9
Both have no input and output of energy, so they have the feature of minimizing electrical energy loss.

【0040】CVTモードでは、ステップ118でモー
タAトルクτaを制御し、ステップ119でモータB速
度ωbを制御するとともに、ステップ120でエンジン
制御によりエンジン1のパワーを制御することで無段変
速機能を実現することができる。この詳細の説明につい
ては、図7から図9により後述する。
In the CVT mode, the motor A torque τa is controlled in step 118, the motor B speed ωb is controlled in step 119, and the power of the engine 1 is controlled by the engine control in step 120, thereby providing the continuously variable transmission function. Can be realized. This will be described later in detail with reference to FIGS.

【0041】2速モードについては、ステップ121か
らステップ126までの処理を行う。まず、ステップ1
21において、モータB速度ωbが0になったかを判断
し、モータBが停止状態でない場合には、ステップ12
2でモータB速度ωbを0にする速度制御を行う。モー
タAについては、ステップ123で制御を停止し、フリ
ーラン状態にする。この制御により、1速モードと反対
に入力と出力のギア比が小さい遊星歯車B6のサンギア
6sが固定されることになるので、通常のマニュアル変
速機のハイギアに切り替えたことと等価になる。この状
態で、ステップ124でエンジン制御を行えば、エンジ
ン1は常に高トルク領域で駆動することになるので、エ
ンジン1の高効率運転が可能になる。そのとき、1速モ
ードと同様に、モータA8,モータB9ともに、エネル
ギーの入出力を行わないので、電気的エネルギーの損失
も最小にすることが可能である。
In the second speed mode, the processing from step 121 to step 126 is performed. First, step 1
At 21, it is determined whether or not the motor B speed ωb has become zero.
In Step 2, the speed control for setting the motor B speed ωb to 0 is performed. The control of the motor A is stopped in step 123, and the motor A is brought into a free-run state. This control fixes the sun gear 6s of the planetary gear B6 having a small input / output gear ratio contrary to the first speed mode, which is equivalent to switching to the normal manual transmission high gear. If the engine control is performed in step 124 in this state, the engine 1 is always driven in the high torque region, so that the engine 1 can be operated with high efficiency. At this time, similarly to the first speed mode, since neither the motor A8 nor the motor B9 performs input / output of energy, loss of electric energy can be minimized.

【0042】なお、ステップ121において、モータB
速度ωbが0であると判断された場合には、ステップ1
25にジャンプして、締結装置B13をオンし、サンギ
ア6sを機械的にロック状態にする。次に、ステップ1
26でモータA8,モータB9ともに制御を停止した
後、ステップ124のエンジン制御を行う。このように
すると、モータB9の電流で電気的にロック状態にした
場合に流れる電流により発生する損失を0とすることが
できるので、さらに、車両の低燃費化を図れる特徴が得
られる。エンジン1で駆動する場合、加速時を除いて、
長時間、2速モードで駆動されることになるので、2速
モードで電気的なエネルギーの損失を防止できることが
低燃費化に大きく貢献することになる。
In step 121, the motor B
If it is determined that the speed ωb is 0, step 1
Jumping to step 25, the fastening device B13 is turned on to mechanically lock the sun gear 6s. Next, step 1
After stopping the control of both the motor A8 and the motor B9 at 26, the engine control of step 124 is performed. By doing so, the loss caused by the current flowing when the motor B9 is electrically locked by the current of the motor B9 can be reduced to zero, so that a further feature of reducing the fuel consumption of the vehicle can be obtained. When driving with engine 1, except when accelerating,
Since the motor is driven in the second speed mode for a long time, the ability to prevent loss of electrical energy in the second speed mode greatly contributes to lower fuel consumption.

【0043】次に、図6を用いて、通常モードの間を移
行するための移行モードについて説明する。
Next, a transition mode for transitioning between the normal modes will be described with reference to FIG.

【0044】移行モードには、エンジン始動モードと締
結装置B解除モードがあるので、ステップ131でいず
れのモードかを判断し、エンジン始動モードの場合に
は、ステップ132からステップ135までの処理を、
締結装置B解除モードの場合には、ステップ136から
ステップ139までの処理をそれぞれ行う。
Since the transition mode includes an engine start mode and a fastening device B release mode, it is determined at step 131 which mode is selected. In the case of the engine start mode, the processing from step 132 to step 135 is performed.
In the case of the fastening device B release mode, the processing from step 136 to step 139 is performed.

【0045】エンジン始動モードの場合には、通常モー
ドのモータ駆動モードからの移行処理であり、はじめ
に、ステップ132でモータA8とモータB9の速度制
御をそれぞれ行う。数1,数2から
In the case of the engine start mode, the process is a shift from the motor drive mode of the normal mode. First, in step 132, the speed control of the motor A8 and the motor B9 is respectively performed. From Equations 1 and 2

【0046】[0046]

【数12】 ωv=kp(ωa−ωb)/(ka−kb)Ωv = kp (ωa−ωb) / (ka−kb)

【0047】[0047]

【数13】 ωe=kp(kaωb−kbωa)/(ka−kb) という等式が得られるので、この式で車両速度ωvを現
在の値で一定にする制御を行いながら、エンジン1を徐
々に加速するように、数12,数13に従って制御す
る。これにより、エンジン始動に伴う車両トルクの変動
を発生することなく、エンジン速度ωeを所定のエンジ
ン始動速度まで上昇させることができる。数12,数1
3からわかるように、この制御は車両速度ωvの大きさ
に関係なく、停止状態でも、走行状態でも、エンジン1
を始動できることを意味している。このように、本実施
形態はクラッチレスであるにも関わらず、エンジン始動
に伴うショックを防止しながらいつでもエンジンを始
動,停止することができる。次に、ステップ133で
は、エンジン1が所定の始動速度に達したか、否かを判
断し、始動速度に達しない場合には、ステップ135で
エンジン制御を停止状態のままとしている。始動するの
に十分な始動速度に達した場合には、ステップ134で
エンジン制御を開始し、エンジン1を駆動制御する通常
モードに移行を完了する。
The following equation is obtained: ωe = kp (kaωb−kbωa) / (ka−kb), and the engine 1 is gradually started while controlling to keep the vehicle speed ωv constant at the current value by this equation. Control is performed according to Equations 12 and 13 so as to accelerate. As a result, the engine speed ωe can be increased to a predetermined engine starting speed without causing a change in vehicle torque accompanying the engine starting. Equation 12, Equation 1
As can be seen from FIG. 3, this control is performed regardless of the magnitude of the vehicle speed ωv, whether the engine 1 is stopped or running.
It means that you can start. As described above, in the present embodiment, the engine can be started and stopped at any time while preventing a shock accompanying the engine start, even though the embodiment is clutchless. Next, in step 133, it is determined whether or not the engine 1 has reached a predetermined starting speed. If the starting speed has not been reached, the engine control is stopped in step 135. If the engine has reached a starting speed sufficient for starting, the engine control is started in step 134, and the transition to the normal mode for controlling the driving of the engine 1 is completed.

【0048】締結装置B解除モードを行う場合とは、図
4の状態遷移図に示すように、2速モードから他のモー
ドに変更するときであり、はじめにステップ136で締
結装置Bをオフする。これにより、サンギア6sは機械
的なロック状態から開放される。次のステップ137に
おいて、モータB速度ωbを0とする速度制御を行う。
これにより、締結装置Bをオフしたことによる車両駆動
トルクτvの変動を防止することができる。ステップ1
38では、モータAの制御は停止状態のままにしておく
処理を行う。さらに、ステップ139でエンジン制御に
より車両の駆動トルクτvを制御する。つまり、締結装
置Bは開放しながら、2速モードと同じ制御を行うこと
により、モード変更に伴うショックを防止することがで
きる。
The case where the fastening device B release mode is performed is when the second speed mode is changed to another mode as shown in the state transition diagram of FIG. 4. First, the fastening device B is turned off at step 136. As a result, the sun gear 6s is released from the mechanically locked state. In the next step 137, speed control for setting the motor B speed ωb to 0 is performed.
Thus, it is possible to prevent a change in the vehicle driving torque τv caused by turning off the fastening device B. Step 1
At 38, a process for keeping the control of the motor A in a stopped state is performed. Further, at step 139, the vehicle driving torque τv is controlled by engine control. That is, by performing the same control as in the second speed mode while opening the fastening device B, it is possible to prevent the shock accompanying the mode change.

【0049】なお、移行モードを介しないで直接通常モ
ード間の変更を行う場合には、モータ制御の方法を変更
することもあるので、モード変更した場合には、制御の
初期値の設定を前モードの場合とあわせる方法を採用す
ることにより、モード変更に伴うトルク変動を防止する
ことができる。
When the change between the normal modes is performed directly without going through the transition mode, the method of motor control may be changed. By adopting a method that matches with the case of the mode, it is possible to prevent torque fluctuation due to the mode change.

【0050】さて、先に説明したCVTモードに関し
て、図1のシステム構成でなぜ無段変速機能を実現でき
るかについてわかりづらいので、図7,図8を用いてエ
ネルギーの流れを詳細に説明していく。これらの図面で
は、ka=2,kb=0.5 とした場合の特性を示して
いる。従って、1速モード,2速モードでは、ギア比は
それぞれ2,0.5 となり、その中間領域において変速
比を任意に得るCVTモードの動作を説明する。
Now, with respect to the CVT mode described above, it is difficult to understand why the system configuration of FIG. 1 can realize the continuously variable transmission function. Therefore, the flow of energy will be described in detail with reference to FIGS. Go. These figures show the characteristics when ka = 2 and kb = 0.5. Therefore, in the first speed mode and the second speed mode, the gear ratio is 2,0.5, respectively, and the operation in the CVT mode for arbitrarily obtaining the speed ratio in the intermediate region will be described.

【0051】図7は変速比が0.5から1.0の間の場合
の動作を示したトルク−速度特性図である。図7(a)
に示すように、エンジンの動作点×に対して、駆動した
い車両の動作点○が低速、高トルク方向(図面で左上方
向)にある場合、遊星歯車A4,遊星歯車B6にはそれ
ぞれ遊星歯車A入力パワーPea、遊星歯車B入力パワ
ーPebがエンジンパワーPeを分配して入力される。
遊星歯車A4,遊星歯車B6の入力軸の速度は同じであ
り、エンジントルクτeを遊星歯車A分担エンジントル
クτea,遊星歯車B分担エンジントルクτebに分割
することで、それぞれのパワーが決定される。なお、こ
の分担の割合については、すべてのエネルギー収支の関
係で決まるので、一方のモータの制御だけで決定される
ものではない。図7(b)に示す遊星歯車Aの入力側の
動作点□では、エンジンから入力された遊星歯車A入力
パワーPeaにモータA8でサンギア4sを駆動するこ
とにより入力されるモータAパワーPaを加算すること
で決定される。遊星歯車は増速,減速することでエネル
ギーの入出力を行うことになるので、横軸の速度方向に
エネルギーが追加されることになる。図7(c)につい
ては、遊星歯車A4の出力側でギア比ka=2により減
速されるので、車両速度ωvがkaωvに対して1/2
倍に、遊星歯車A分担車両トルクτvaが遊星歯車A分
担エンジントルクτeaに対して2倍になっている。つ
まり、動作点□から動作点△に動作点が変わることを示
している。
FIG. 7 is a torque-speed characteristic diagram showing the operation when the gear ratio is between 0.5 and 1.0. FIG. 7 (a)
As shown in the figure, when the operating point of the vehicle to be driven is in the low-speed, high-torque direction (upper left direction in the drawing) with respect to the operating point x of the engine, the planetary gear A4 and the planetary gear B6 respectively have the planetary gear A. The input power Pea and the planetary gear B input power Peb are input by distributing the engine power Pe.
The speeds of the input shafts of the planetary gears A4 and B6 are the same, and the respective powers are determined by dividing the engine torque τe into the planetary gear A shared engine torque τea and the planetary gear B shared engine torque τeb. It should be noted that the share ratio is determined by all the energy balances, and is not determined only by controlling one motor. At the operating point □ on the input side of the planetary gear A shown in FIG. 7B, the motor A power Pa input by driving the sun gear 4s with the motor A8 is added to the planetary gear A input power Pea input from the engine. It is determined by doing. Since the planetary gears input and output energy by increasing and decreasing the speed, energy is added in the speed direction on the horizontal axis. In FIG. 7 (c), the vehicle speed ωv is reduced by 1/2 with respect to kaωv since the output is reduced by the gear ratio ka = 2 on the output side of the planetary gear A4.
The planetary gear A shared vehicle torque τva is twice as large as the planetary gear A shared engine torque τea. That is, the operating point changes from the operating point □ to the operating point △.

【0052】同様に、図7(d)は遊星歯車Bの入力側
の動作点□のエネルギーの流れを示したものである。遊
星歯車B入力パワーPebに対して、モータB9はサン
ギア6sにより出力側の速度を下げる方向に動作するた
め、発電状態となる。従って、モータBパワーPbによ
り動作点□が図7(d)の位置になる。遊星歯車B6の
出力側ではギア比kb=0.5 により増速されることに
なるので、図7(e)の動作点□と動作点△で示すよう
に、車両速度ωvは2倍に増速、遊星歯車B分担車両ト
ルクτvbは半減する。遊星歯車A分担車両トルクτv
aと遊星歯車B分担車両トルクτvbを合計したトルク
が車両トルクτvであり、図7(a)の動作点○の位置
で動作することになる。以上のような動作原理により、
エンジン1の動作点を低速で、かつ、高トルク領域に変
速することができる。各モータのパワーを制御すれば、
エンジン1の動作点を一定にしながら車両の動作点を任
意に制御することが可能であることがわかる。また、モ
ータAで駆動するパワーPaとモータBで発電するパワ
ーPbの絶対値を一致させれば、バッテリー12の充放
電動作を伴わないので、バッテリー容量を小さい値にす
ることができ、車両の重量低減に効果がある。なお、1
速モードとは、図7においてモータA速度ωaを0、モ
ータBトルクτbを0としたときのモードであり、CV
Tモードの特殊な場合であると考えることもできる。
Similarly, FIG. 7D shows the flow of energy at the operating point □ on the input side of the planetary gear B. With respect to the planetary gear B input power Peb, the motor B9 is operated by the sun gear 6s in a direction in which the speed on the output side is reduced, so that a power generation state is established. Therefore, the operating point □ is set to the position shown in FIG. 7D by the motor B power Pb. On the output side of the planetary gear B6, the speed is increased by the gear ratio kb = 0.5, so that the vehicle speed ωv is doubled as shown by the operating points □ and △ in FIG. The speed and the planetary gear B shared vehicle torque τvb are halved. Planet gear A shared vehicle torque τv
The total torque of the vehicle torque τvb and the vehicle torque τvb is the vehicle torque τv, and operates at the position of the operating point の in FIG. By the above operation principle,
The operating point of the engine 1 can be shifted at a low speed to a high torque region. By controlling the power of each motor,
It can be seen that it is possible to arbitrarily control the operating point of the vehicle while keeping the operating point of the engine 1 constant. If the absolute value of the power Pa driven by the motor A and the absolute value of the power Pb generated by the motor B are matched, the charge and discharge operation of the battery 12 is not involved, so that the battery capacity can be reduced to a small value. Effective for weight reduction. In addition, 1
The speed mode is a mode when the motor A speed ωa is 0 and the motor B torque τb is 0 in FIG.
It can also be considered a special case of the T mode.

【0053】図8は変速比が1から2の間の場合の動作
を示したトルク−速度特性図である。図8(a)はエン
ジンの動作点×から駆動したい車両の動作点○に変速す
る場合の動作原理を示したもので、図8(b),(c)に
示す遊星歯車Aの入力と出力側の動作点は図7の場合よ
りもさらに高速,低トルク側に移動していることがわか
る。モータA8は高速回転しながら、低トルクで駆動す
ることになる。これに対して、図8(d),(e)に示す
遊星歯車Bの入力及び出力側の動作点では、図7よりも
モータB速度ωbが小さく、モータBトルクτbが大き
くなっている。2速モードの場合には、モータAトルク
τaを0に、モータB速度ωbを0にした場合であるの
で、1速モードから2速モードまでモータAとモータB
を制御すれば、連続的に変速する無段変速機能を達成で
きる。以上のことから、通常の低トルク運転ではギア比
を最も小さくした制御をするため、エンジン1を高トル
クで、高効率な動作点で運転できる他、トルクが必要な
場合には、高速にCVTモードに移行できるので、快適
な運転性を得られる特徴がある。
FIG. 8 is a torque-speed characteristic diagram showing the operation when the gear ratio is between 1 and 2. FIG. 8A shows the principle of operation when shifting from the operating point x of the engine to the operating point o of the vehicle to be driven. The input and output of the planetary gear A shown in FIGS. 8B and 8C are shown. It can be seen that the operating point on the side moves to a higher speed and lower torque side than in the case of FIG. The motor A8 is driven at low torque while rotating at high speed. On the other hand, at the operating points on the input and output sides of the planetary gear B shown in FIGS. 8D and 8E, the motor B speed ωb is smaller and the motor B torque τb is larger than in FIG. In the case of the second speed mode, the motor A torque τa is set to 0 and the motor B speed ωb is set to 0, so that the motor A and the motor B are changed from the first speed mode to the second speed mode.
, A continuously variable transmission function of continuously shifting can be achieved. From the above, in the normal low torque operation, the gear ratio is controlled to be the smallest, so that the engine 1 can be operated at a high torque and a high efficiency operating point, and when the torque is required, the CVT is rapidly performed. Since the mode can be shifted to the mode, there is a characteristic that a comfortable driving performance can be obtained.

【0054】図9は車両に搭載したバッテリー12を有
効に用いてより高出力のハイブリッド車を実現するため
の制御方法を行ったときの動作点の変更を示したもので
ある。図9(a)は図7(a)のエンジン動作点×をX
の点からYの点に移動したときの特性図である。車両の
動作点○が変化しないようにモータA,モータBを制御
すると、エンジン1で発生したエネルギーが余剰となる
ため、駆動に必要なモータAのパワーPaは減少し、モ
ータBの発電するパワーPbの絶対値は増加することに
なる。そのため、バッテリー12にはエンジン1の高効
率駆動より得られた余剰エネルギーが充電される。
FIG. 9 shows a change in operating point when a control method for realizing a higher output hybrid vehicle is performed by effectively using the battery 12 mounted on the vehicle. FIG. 9A shows the engine operating point x of FIG.
FIG. 10 is a characteristic diagram when the point moves from point to point Y. If the motors A and B are controlled so that the operating point ○ of the vehicle does not change, the energy generated by the engine 1 becomes excessive, so that the power Pa of the motor A required for driving is reduced and the power generated by the motor B is reduced. The absolute value of Pb will increase. Therefore, the battery 12 is charged with the surplus energy obtained from the highly efficient driving of the engine 1.

【0055】図9(b)はバッテリー12に蓄電された
エネルギーを有効に利用しようとした場合の動作点の変
更例である。図8(a)の場合のエンジンの動作点×を
UからVにエンジンの出力を低下させながら移動し、か
つ、車両の動作点○を一定にしたときの状態を示してい
る。このように動作点を設定するためには、モータA速
度ωaを増加させてモータAパワーPaを増やし、モー
タB速度ωbを減速させることで発電パワーを低減する
ことになる。これにより、相対的にはモータの駆動力で
エンジンの駆動力をアシストすることになる。実際に
は、常にエンジンの燃費が良好な動作点で駆動するよう
にバッテリーの入出力パワーの制御をすることで、低燃
費化を図ることができる。
FIG. 9B shows an example of changing the operating point when the energy stored in the battery 12 is to be used effectively. FIG. 8A shows a state in which the operating point x of the engine is moved from U to V while reducing the output of the engine, and the operating point の of the vehicle is kept constant. In order to set the operating point in this manner, the power generation power is reduced by increasing the motor A speed ωa to increase the motor A power Pa and decreasing the motor B speed ωb. Thus, the driving force of the engine is relatively assisted by the driving force of the motor. Actually, by controlling the input / output power of the battery so that the engine is always driven at a good operating point, the fuel efficiency can be reduced.

【0056】図10は2つのモータのいずれかが故障し
た場合の処理方法を示したフローチャートである。ステ
ップ141では、2つのモータのうち、制御して正常に
駆動可能なモータがあるか、2つのモータともに故障し
ているかを判断し、正常に動作可能なモータがある場合
にはステップ142に、ない場合にはステップ148の
処理を行う。1つでもモータが正常に制御可能な場合に
は、ステップ142において、エンジン1が回転中であ
るか、否かを判断する。エンジン1が回転していないと
きには、ステップ142からステップ145までの処理
により、エンジン1を始動した後、ステップ146から
ステップ147の処理によりエンジン1と正常に制御で
きるモータで車両を駆動するための制御を行う。なお、
ステップ142でエンジン1が回転していると判断した
場合には、ステップ146からの処理を行えばよい。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing method when one of the two motors fails. In step 141, it is determined whether there is a motor that can be controlled and driven normally or two motors are out of order, and if there is a motor that can operate normally, the process proceeds to step 142. If not, the process of step 148 is performed. If at least one of the motors can be controlled normally, it is determined in step 142 whether or not the engine 1 is rotating. When the engine 1 is not rotating, the engine 1 is started by the processing from step 142 to step 145, and then the control for driving the vehicle with a motor that can be normally controlled with the engine 1 by the processing from step 146 to step 147. I do. In addition,
If it is determined in step 142 that the engine 1 is rotating, the processing from step 146 may be performed.

【0057】ステップ143では、車両の走行状態を車
両速度ωvから判断し、走行していないときには、ステ
ップ144で車両を停止状態のままにしておくために、
タイヤ3a,3bをロックする操作を行う。この操作
は、締結,開放が可能なブレーキ装置を備えておいて、
制御装置で自動的に制御する方法を採用することもでき
るし、運転者への報知手段を設けておいて、その指示に
従って運転者がブレーキを操作したことを判断する方法
を採用しても良い。次のステップ145では、正常に制
御できるモータを用いて、そのモータ速度を増加するこ
とによりエンジン1の始動速度までエンジン速度ωeを
上昇させる。停車状態の時には、ステップ144で車両
をロック状態にしているので、反力で車両が後進するこ
とはない。また、車両が走行中は、車両速度ωvに応じ
てモータ速度を上昇させることにより、エンジン1を始
動することができる。その際、エンジン1を始動する反
力でわずかに車両に負の駆動トルクが発生することにな
るが、エンジン1に対して、車体の慣性は非常に大きい
ので、運転性を低下させることにはならない。このよう
にして、エンジン速度ωeが始動速度まで達したとき、
燃料噴射制御,スロットル制御などによりエンジン制御
を行えば、エンジン1を駆動することができる。このよ
うな状態で、ステップ146で正常に駆動できるモータ
の速度制御を行うことで、エンジン1のエンジン速度ω
eを所定の値に制御することができる。さらに、エンジ
ン制御を行うことにより、車両トルクτvを制御できる
ので、1つのモータが故障した場合にも、車両を走行す
ることが可能である。なお、バッテリー12に蓄電され
ているエネルギーにより、モータでアシストできる時間
やパワーが制限されるため、車両速度ωvなどで制約さ
れた運転方法しかとれない場合もある。
In step 143, the running state of the vehicle is determined from the vehicle speed ωv, and when the vehicle is not running, in step 144, the vehicle is kept stopped.
An operation of locking the tires 3a and 3b is performed. This operation is provided with a brake device that can be fastened and released.
It is also possible to adopt a method of automatically controlling with the control device, or a method of providing a means for informing the driver and judging that the driver has operated the brake according to the instruction. . In the next step 145, the motor speed ωe is increased to the starting speed of the engine 1 by increasing the motor speed by using a normally controllable motor. When the vehicle is stopped, the vehicle is locked in step 144, so that the vehicle does not move backward due to the reaction force. Further, while the vehicle is running, the engine 1 can be started by increasing the motor speed according to the vehicle speed ωv. At this time, a negative driving torque is slightly generated in the vehicle due to the reaction force to start the engine 1. However, since the inertia of the vehicle body with respect to the engine 1 is very large, it is necessary to reduce the drivability. No. Thus, when the engine speed ωe reaches the starting speed,
If engine control is performed by fuel injection control, throttle control, etc., the engine 1 can be driven. In such a state, by controlling the speed of the motor that can drive normally in step 146, the engine speed ω of the engine 1 is
e can be controlled to a predetermined value. Further, by controlling the engine, the vehicle torque τv can be controlled, so that the vehicle can run even when one motor fails. Note that the time and power that can be assisted by the motor are limited by the energy stored in the battery 12, so that there are some cases where only the driving method restricted by the vehicle speed ωv or the like can be used.

【0058】ステップ141で正常に制御できるモータ
がないと判断された場合には、ステップ148からステ
ップ151までの処理を行う。まず、ステップ148で
は、エンジン1が回転中であるかを確認する。エンジン
1が回転している場合には、ステップ149でエンジン
制御を行うとともに、ステップ150で締結装置B13の
オンオフ制御を行い、エンジン1が停止しないように制
御する。車両速度ωvが中速以上のときのように、エン
ジン1が停止しないような場合には締結装置B13はオ
ン状態にしてサンギア6sをロックすることが望まし
い。
If it is determined in step 141 that there is no motor that can be controlled normally, the processing from step 148 to step 151 is performed. First, in step 148, it is checked whether the engine 1 is rotating. If the engine 1 is rotating, the engine control is performed in step 149, and the on / off control of the fastening device B13 is performed in step 150 to control the engine 1 so as not to stop. When the engine 1 does not stop, such as when the vehicle speed ωv is at or above the medium speed, it is desirable that the fastening device B13 be turned on to lock the sun gear 6s.

【0059】エンジン1が回転していない場合には、駆
動することができないので、ステップ151でフェイル
ランプを点灯する処理を行う。以上のような処理を行う
ことで、モータ故障時にも、ある程度車両を駆動するこ
とができるので、信頼性を向上することができる。
If the engine 1 is not rotating, it cannot be driven, so that a process of turning on the fail lamp is performed in step 151. By performing the processing described above, the vehicle can be driven to some extent even when the motor fails, so that the reliability can be improved.

【0060】本実施形態では、できるだけ電気のエネル
ギーの授受を行わないで、エンジン効率の最も良い領域
で常に運転することができるので、大幅な低燃費化を図
ることができる特徴を持っている。また、2つのモータ
を協調して制御することにより、無段変速機と同等の機
能を得ることができるので、変速ショックがない自動車
を提供できるなど、多くの特徴を持っている。
The present embodiment is characterized in that the vehicle can always be operated in a region where the engine efficiency is highest without transmitting and receiving electric energy as much as possible, so that a great reduction in fuel consumption can be achieved. In addition, by controlling the two motors in a coordinated manner, it is possible to obtain a function equivalent to that of the continuously variable transmission, so that there are many features such as providing an automobile without shift shock.

【0061】図11は図1とギアなどのシステムの構成
方法が異なるハイブリッド車の他の実施形態である。こ
のシステムでは、バッテリー12の代わりにコンデンサ
14を用いている。コンデンサ14はバッテリー12に
比べて重量当たりのパワーを大きくできるので、車両に
搭載する蓄電装置の重量を大幅に低減することができ
る。これにより、車重を低減できるので、燃料に対する
走行距離の割合をさらに延長できる。なお、エネルギー
密度はコンデンサのほうが小さいので、コンデンサ14
のエネルギーの入出力は図1の実施形態よりは少なくな
るように制御する。
FIG. 11 shows another embodiment of a hybrid vehicle which differs from FIG. 1 in the method of configuring the system such as gears. In this system, a capacitor 14 is used instead of the battery 12. Since the power per unit weight of the capacitor 14 can be larger than that of the battery 12, the weight of the power storage device mounted on the vehicle can be significantly reduced. As a result, the vehicle weight can be reduced, so that the ratio of the travel distance to the fuel can be further extended. Note that the energy density of the capacitor is smaller than that of the capacitor.
Is controlled so that the input / output of the energy is smaller than that of the embodiment of FIG.

【0062】また、締結装置17,18,19をエンジ
ン1,モータA8,車両駆動軸の回転部に備えた点、遊
星歯車A4と遊星歯車B6とのギア比を変えるための歯
車を図1の歯車5,7から歯車15,16に変更した点
も図1の実施形態と異なる。締結装置17,18,19
はそれぞれ次のような役割をする。まず、締結装置17
はエンジン1の回転を停止するための装置で、エンジン
1で駆動しない場合に、締結装置17をオンして締結す
る。このような状態で、モータ駆動モードにより制御し
た場合、モータA8とモータB9はエンジン速度ωeが
0となるような協調速度制御を行う必要がないので、一
方だけ、あるいは、両方のモータで車両トルクτvを制
御すればよい。つまり、モータの制御方法が非常に簡単
になるという特徴がある。また、図1の実施形態の場
合、協調制御を行うと、一方のモータが駆動、他方のモ
ータが発電となるため、入出力する電気エネルギーが大
きかったのに対して、本実施形態では、駆動に必要な最
小限の電気エネルギーを用いればよい。そのため、さら
に、損失を低減できる効果がある。
Further, a point that the fastening devices 17, 18, and 19 are provided in the rotating portion of the engine 1, the motor A8, and the vehicle drive shaft, and a gear for changing the gear ratio between the planetary gear A4 and the planetary gear B6 is shown in FIG. The point that the gears 5 and 7 are changed to the gears 15 and 16 also differs from the embodiment of FIG. Fastening devices 17, 18, 19
Play the following roles. First, the fastening device 17
Is a device for stopping the rotation of the engine 1. When the engine 1 is not driven, the fastening device 17 is turned on for fastening. In such a state, when control is performed in the motor drive mode, the motor A8 and the motor B9 do not need to perform the cooperative speed control such that the engine speed ωe becomes 0. Therefore, the vehicle torque is controlled by only one or both motors. τv may be controlled. That is, there is a feature that the control method of the motor becomes very simple. Further, in the case of the embodiment of FIG. 1, when the cooperative control is performed, one of the motors is driven and the other motor is for generating electric power. It is sufficient to use the minimum electric energy required for the operation. Therefore, there is an effect that the loss can be further reduced.

【0063】なお、締結装置17はワンウェイクラッチ
を用いても良い。ワンウェイクラッチを用いた場合に
は、エンジン1を停止しているときに、逆方向に回転さ
せるトルクが発生しても、自動的に停止状態を保持でき
るので、締結装置17を制御する必要がない特徴があ
る。
The fastening device 17 may use a one-way clutch. When the one-way clutch is used, even if a torque for rotating in the reverse direction is generated when the engine 1 is stopped, the stopped state can be automatically maintained, so that there is no need to control the fastening device 17. There are features.

【0064】締結装置18はモータA8をロックするた
めのもので、1速モードにおいて、モータA速度ωaを
0に制御した後にオンする。その後、モータA8の制御
を停止する。これにより、1速モードでも、モータで電
気エネルギーを使用せずにエンジン1を駆動することに
なるので、さらに、低燃費化を図ることができる。
The fastening device 18 locks the motor A8 and turns on after controlling the motor A speed ωa to 0 in the first speed mode. Thereafter, the control of the motor A8 is stopped. Accordingly, even in the first speed mode, the engine 1 is driven without using electric energy by the motor, so that further reduction in fuel consumption can be achieved.

【0065】締結装置19は車両をロックするために制
御できるので、図10のステップ143で示した車両ロ
ック処理を制御装置で自動的に行える。そのため、運転
者に負担をかけることなく、モータ故障時のエンジン始
動を行える特徴がある。
Since the fastening device 19 can be controlled to lock the vehicle, the vehicle locking process shown in step 143 of FIG. 10 can be automatically performed by the control device. Therefore, there is a feature that the engine can be started when the motor fails without putting a burden on the driver.

【0066】図1の歯車5,7から歯車15,16に変
更すると、機能的には同様の効果が得られるほか、遊星
歯車A4,遊星歯車B6の出力から駆動軸2までの構成
が簡単になるため、モータA8,モータB9を含めて変
速装置部分を駆動軸まわりにコンパクトに配置すること
ができる。従って、ハイブリッド車であるにも関わら
ず、エンジンルーム内におけるエンジンの配置を自由に
設定することもできる。以上のように、本実施形態を用
いれば、さらにシステムの高効率化を図ることができる
特徴を持っている。
When the gears 5 and 7 in FIG. 1 are changed to the gears 15 and 16, the same effect can be obtained functionally, and the configuration from the outputs of the planetary gears A4 and B6 to the drive shaft 2 can be simplified. Therefore, the transmission portion including the motor A8 and the motor B9 can be compactly arranged around the drive shaft. Therefore, the arrangement of the engine in the engine room can be freely set in spite of being a hybrid vehicle. As described above, the present embodiment has a feature that the efficiency of the system can be further improved.

【0067】図12は図1と異なる他の実施形態を示す
構成図である。このシステムは遊星歯車20,21の入
力と出力のギア比を同じに設定している。ギア比を変え
ることにより得られる1速モード,2速モードという特
徴はないものの、本システムでは、パラレルハイブリッ
ド車として、新たな効果が得られる。つまり、バッテリ
ー12からのエネルギーを用いて、エンジン1の駆動力
をモータによりアシストするときを考える。そのアシス
トすべき駆動トルクが小さい場合には、モータA8、あ
るいは、モータB9の一方だけを駆動することによりモ
ータを効率の良い動作点で制御することになる。また、
アシストすべき駆動トルクが1つのモータ容量を超える
ような場合には、両者のモータを用いることにより、対
応することができるので、従来のパラレルハイブリッド
車の場合よりもコンパクトにシステムを構成することが
できる。
FIG. 12 is a block diagram showing another embodiment different from FIG. In this system, the input and output gear ratios of the planetary gears 20 and 21 are set to be the same. Although there is no feature of the first-speed mode and the second-speed mode that can be obtained by changing the gear ratio, this system provides a new effect as a parallel hybrid vehicle. That is, consider the case where the driving force of the engine 1 is assisted by the motor using the energy from the battery 12. When the driving torque to be assisted is small, the motor is controlled at an efficient operating point by driving only one of the motor A8 and the motor B9. Also,
If the driving torque to be assisted exceeds one motor capacity, it is possible to cope with the situation by using both motors, so that the system can be configured more compactly than in the case of the conventional parallel hybrid vehicle. it can.

【0068】次に、図13は本発明の変速装置を自転車
に適用した場合の実施形態である。自転車の車体22に
取り付けられた変速装置23は運転者がペダル24a,
24bを踏むことにより得られる回転駆動力を変速する。
その変速した後の回転駆動力はチェーン30を介して後
輪のタイヤ25bに伝達されて自転車が前進することに
なる。変速装置23は薄型のモータ26,27と、それ
らによって制御される遊星歯車28,29から構成され
ている。遊星歯車28,29の入力と出力のギア比は図
1の実施形態と同じように異なる値に設定することによ
り、1速モード,2速モード,CVTモードを実現する
ことができる。従って、記述していない変速指示装置に
より、運転者が希望する変速比となるようにモータ2
6,27を制御する。これにより、運転者が最も楽に運
転できるので、快適な運転性を持つ自転車を提供でき
る。また、蓄電装置を搭載することにより、下り坂や平
坦路で徐々に充電したエネルギーを用いて上り坂を最適
な変速比で楽に登坂することができる。
FIG. 13 shows an embodiment in which the transmission of the present invention is applied to a bicycle. The transmission 23 mounted on the bicycle body 22 allows the driver to operate the pedal 24a,
The rotational driving force obtained by stepping on 24b is shifted.
The rotational driving force after the speed change is transmitted to the rear tire 25b via the chain 30, and the bicycle moves forward. The transmission 23 comprises thin motors 26 and 27 and planetary gears 28 and 29 controlled by them. The first-speed mode, the second-speed mode, and the CVT mode can be realized by setting the input and output gear ratios of the planetary gears 28 and 29 to different values as in the embodiment of FIG. Therefore, the motor 2 is controlled by a speed change instruction device not described so that the speed ratio desired by the driver is achieved.
6, 27 are controlled. As a result, the driver can drive the bicycle most easily, so that a bicycle having comfortable driving characteristics can be provided. In addition, by mounting the power storage device, it is possible to easily climb uphill with an optimal speed ratio by using energy gradually charged on downhill or flat road.

【0069】また、図14は図13とは変速装置の回転
方向を90度換えたときの他の実施形態である。図14
が図13と異なる点は変速装置31の配置方向が90度
換わっている点、チェーン30の代わりにシャフト37
により駆動力をタイヤ25bに伝達する点である。ペダ
ル24a,24bの回転駆動力は傘歯車を介して、シャ
フト36に伝達されて、変速装置に入力される。この変
速装置31はモータ32,33、遊星歯車34,35か
ら構成されており、他の実施形態を同様に変速動作を行
うことができるが、その回転方向が自転車の進行方向に
対して90度異なる横方向である。変速した回転駆動力
はシャフト37によりそのままタイヤ25bまで伝達す
ることができるので、チェーンを用いる必要がない。そ
のため、簡単な構成で伝達効率の良い自転車を構成でき
る。また、図13に比べて図14の実施形態ではペダル
間に配置する変速装置の幅を小さくできるので、自転車
への搭載性にも優れている特徴を持っている。従って、
本実施形態によれば、運転者はより軽い力で自転車を踏
みながら走行することができる。なお、この変速装置を
回転軸が垂直方向になるように配置すれば、ジャイロ効
果を持たせることができるため、自転車の姿勢を安定化
させる効果を併せて持たせることができる。
FIG. 14 shows another embodiment in which the rotation direction of the transmission is changed by 90 degrees from that of FIG. FIG.
13 is different from FIG. 13 in that the direction of the transmission 31 is changed by 90 degrees, and the shaft 37 is replaced with the shaft 37.
Thus, the driving force is transmitted to the tire 25b. The rotational driving force of the pedals 24a and 24b is transmitted to the shaft 36 via the bevel gear and input to the transmission. The transmission 31 is composed of motors 32 and 33 and planetary gears 34 and 35, and can perform a shift operation in the same manner as the other embodiments, but the rotation direction is 90 degrees with respect to the traveling direction of the bicycle. Different lateral directions. Since the changed rotational driving force can be transmitted to the tire 25b by the shaft 37 as it is, there is no need to use a chain. Therefore, it is possible to configure a bicycle having a high transmission efficiency with a simple configuration. Further, in the embodiment of FIG. 14, the width of the transmission arranged between the pedals can be smaller than that of FIG. Therefore,
According to the present embodiment, the driver can travel while stepping on the bicycle with a lighter force. If the transmission is arranged so that the rotation axis is in the vertical direction, a gyro effect can be provided, and thus the effect of stabilizing the posture of the bicycle can be provided.

【0070】以上が、本発明の一実施形態であり、モー
タにより制御される2つの遊星歯車から構成される変速
装置とそれを用いたハイブリッド車,自転車について説
明した。遊星歯車は3つ以上の場合にも適用できるの
で、さらに多段の変速装置を構成することもできる。モ
ータは主に遊星歯車のサンギアを制御する方式を示した
が、他のギアを制御する方式とすることもできる。ま
た、例えば、一方の遊星歯車はサンギアを、他方の遊星
歯車はプラネタリーをそれぞれモータで制御するような
左右が対称とならない構成方法にも適用できる。差動機
構としては、遊星歯車の場合について述べているが、一
般的な差動ギアでも適用できるほか、静粛性を重視する
ためには、ハーモニックギアで実現しても良い。さら
に、自動車だけでなく、船舶,鉄道車両なども本発明を
適用できることはいうまでもない。
The embodiment of the present invention has been described above, and the description has been given of the transmission including the two planetary gears controlled by the motor, and the hybrid vehicle and the bicycle using the same. Since three or more planetary gears can be applied, a multi-stage transmission can be further configured. Although the method of controlling the motor mainly controls the sun gear of the planetary gear has been described, a method of controlling another gear may be used. Further, for example, one planetary gear can be applied to a sun gear, and the other planetary gear can be applied to a configuration method in which the left and right are not symmetric such that the planetary is controlled by a motor. Although the case of a planetary gear is described as the differential mechanism, a general differential gear can be applied, and in order to emphasize silence, a harmonic gear may be used. Further, it goes without saying that the present invention can be applied not only to automobiles but also to ships and railway vehicles.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明によれば、駆動源のエネルギーを
複数の差動機構に分配する機構と、前記複数の差動機構
に接続された複数のモータと、該複数の差動機構の出力
エネルギーを合成する機構とを備えたことを特徴とする
変速装置、またはモータにより入力軸と出力軸の回転数
の差を制御する複数の差動機構を備え、該複数の差動機
構の入力軸と出力軸をそれぞれ共通の軸とすることを特
徴とする変速装置により、モータによる無段変速機能を
実現し、かつ、電気のエネルギー損失を最小にして効率
の良い変速装置を提供することができる。
According to the present invention, a mechanism for distributing the energy of a drive source to a plurality of differential mechanisms, a plurality of motors connected to the plurality of differential mechanisms, and an output of the plurality of differential mechanisms A transmission device comprising a mechanism for synthesizing energy, or a plurality of differential mechanisms for controlling a difference in the number of revolutions of an input shaft and an output shaft by a motor, wherein the input shafts of the plurality of differential mechanisms are provided. A transmission characterized by using a common shaft for the output shaft and the output shaft can realize a continuously variable transmission function by a motor, and can provide an efficient transmission by minimizing electric energy loss. .

【0072】また本発明によれば、車両を駆動する駆動
エネルギーを発生するエンジンと、サンギア,プラネタ
リー及びリングギアから構成される第1及び第2の遊星
歯車と、サンギアをそれぞれ制御する第1及び第2のモ
ータとを備え、前記第1及び第2の遊星歯車は、いずれ
もプラネタリーとリングギアのうち一方が前記エンジン
により駆動される入力軸に接続され、他方が車体を駆動
する出力軸に接続されることにより、加速時を除いてで
きるだけ電気エネルギーを用いないで、機械的な歯車に
より駆動トルクを伝達する無段変速機能を構成でき、エ
ンジンも常に高効率の動作点で駆動できるので、走行距
離当たりの燃料消費量をより低減した車両を提供するこ
とができる。
Further, according to the present invention, an engine for generating driving energy for driving a vehicle, first and second planetary gears including a sun gear, a planetary gear and a ring gear, and a first gear for controlling a sun gear, respectively. And a second motor, wherein each of the first and second planetary gears has one of a planetary gear and a ring gear connected to an input shaft driven by the engine, and the other has an output for driving a vehicle body. By being connected to the shaft, a continuously variable transmission function that transmits drive torque by mechanical gears without using electric energy as much as possible except during acceleration can be configured, and the engine can always be driven at a highly efficient operating point Therefore, it is possible to provide a vehicle in which the fuel consumption per mileage is further reduced.

【0073】さらに本発明によれば、運転者により駆動
される入力軸,車輪を出力軸とする第1及び第2の差動
機構と、第1及び第2の差動機構をそれぞれ制御する第
1及び第2のモータを備えることにより、運転者の疲労
がより少ない自転車を提供することができる。
Further, according to the present invention, the first and second differential mechanisms having the input shaft and wheels driven by the driver as output shafts, and the first and second differential mechanisms controlling the first and second differential mechanisms, respectively. By providing the first and second motors, a bicycle with less driver fatigue can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】モータによりサンギアを制御する遊星歯車を2
つ用いて、変速機能を実現するハイブリッド車に本発明
を適用したときの一実施形態を示す構成図である。
FIG. 1 shows two planetary gears whose sun gears are controlled by a motor.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment when the present invention is applied to a hybrid vehicle that realizes a shift function using the present invention.

【図2】図1のハイブリッド車を駆動する制御方法の概
要を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of a control method for driving the hybrid vehicle of FIG. 1;

【図3】駆動状態に対して動作すべき理想モードを決定
する動作点の範囲を示す駆動力−車速特性である。
FIG. 3 is a driving force-vehicle speed characteristic showing a range of an operating point for determining an ideal mode to operate in a driving state.

【図4】図1のハイブリッド車を運転するときの動作モ
ードの遷移方法を示す状態遷移図である。
FIG. 4 is a state transition diagram showing a transition method of an operation mode when driving the hybrid vehicle of FIG. 1;

【図5】図2の通常モード処理の制御方法を示すフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method of a normal mode process of FIG. 2;

【図6】図2の移行モード処理の制御方法を示すフロー
チャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a control method of a transition mode process of FIG. 2;

【図7】CVTモードでギア比を上げて駆動するとき、
エンジン,モータ,遊星歯車についてエネルギーの流
れ,速度,トルクの関係を示すトルク−速度特性の1例
である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a driving operation in which a gear ratio is increased in a CVT mode.
5 is an example of a torque-speed characteristic showing a relationship between an energy flow, a speed, and a torque for an engine, a motor, and a planetary gear.

【図8】CVTモードでギア比を下げて駆動するとき、
エンジン,モータ,遊星歯車についてエネルギーの流
れ,速度,トルクの関係を示すトルク−速度特性の1例
である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a case where the gear ratio is reduced and the drive is performed in the CVT mode.
5 is an example of a torque-speed characteristic showing a relationship between an energy flow, a speed, and a torque for an engine, a motor, and a planetary gear.

【図9】CVTモードで駆動しながら、バッテリーに充
電したり、バッテリーのエネルギーでモータ駆動をアシ
ストするための動作点の変更方法を示すトルク−速度特
性図である。
FIG. 9 is a torque-speed characteristic diagram showing a method of changing an operating point for charging a battery while driving in a CVT mode or assisting motor driving with the energy of the battery.

【図10】モータが故障した場合の処理方法を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing method when a motor fails.

【図11】歯車の構成方法が図1と異なるハイブリッド
車の一実施形態を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing an embodiment of a hybrid vehicle in which a gear configuration method is different from that of FIG. 1;

【図12】2つの遊星歯車の入力と出力のギア比が同じ
場合の一実施形態を示す構成図である。
FIG. 12 is a configuration diagram illustrating an embodiment in which the input and output gear ratios of two planetary gears are the same.

【図13】自転車に本発明を適用した場合の一実施形態
を示す構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram showing one embodiment when the present invention is applied to a bicycle.

【図14】チェーンを用いないで駆動系を構成する自転
車に本発明を適用した場合の一実施形態を示す構成図で
ある。
FIG. 14 is a configuration diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a bicycle that forms a drive system without using a chain.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エンジン、2…駆動軸、3a,3b,25a,25
b…タイヤ、4,6,20,21,28,29,34,
35…遊星歯車、5,7,15,16…歯車、8,9,
26,27,32,33…モータ、10,11…電力変
換器、12…バッテリー、13,17,18,19…締
結装置、14…コンデンサ、22…自転車車体、23,
31…変速装置、24a,24b…ペダル、30…チェ
ーン、36,37…回転軸。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Engine, 2 ... Drive shaft, 3a, 3b, 25a, 25
b: tire, 4, 6, 20, 21, 28, 29, 34,
35 ... planet gears, 5, 7, 15, 16 ... gears, 8, 9,
26, 27, 32, 33 ... motor, 10, 11 ... power converter, 12 ... battery, 13, 17, 18, 19 ... fastening device, 14 ... condenser, 22 ... bicycle body, 23,
31: transmission, 24a, 24b: pedal, 30: chain, 36, 37: rotating shaft.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B62M 23/02 F16H 3/72 A F02D 29/02 B60K 9/00 Z // F16H 3/72 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B62M 23/02 F16H 3/72 A F02D 29/02 B60K 9/00 Z // F16H 3/72

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動源のエネルギーを複数の差動機構に分
配する機構と、前記複数の差動機構に接続された複数の
モータと、該複数の差動機構の出力エネルギーを合成す
る機構とを有する変速装置。
1. A mechanism for distributing energy of a driving source to a plurality of differential mechanisms, a plurality of motors connected to the plurality of differential mechanisms, and a mechanism for combining output energies of the plurality of differential mechanisms. A transmission having the following.
【請求項2】モータにより入力軸と出力軸の回転数の差
を制御する複数の差動機構を備え、該複数の差動機構の
入力軸と出力軸をそれぞれ共通の軸とする変速装置。
2. A transmission having a plurality of differential mechanisms for controlling a difference in rotation speed between an input shaft and an output shaft by a motor, wherein the input shaft and the output shaft of the plurality of differential mechanisms are each a common shaft.
【請求項3】車両を駆動する駆動エネルギーを発生する
エンジンと、該エンジンの回転速度を変速して車輪に駆
動力を伝達する変速装置とを有し、前記変速装置は、少
なくとも前記エンジンが発生する駆動力を入力としかつ
前記車輪の駆動力を出力とする第1及び第2の差動機構
と、該第1及び第2の差動機構をそれぞれ制御する第1
及び第2のモータとを有する車両。
3. An engine for generating driving energy for driving a vehicle, and a transmission for shifting the rotational speed of the engine to transmit driving force to wheels, wherein the transmission includes at least the engine generated by the engine. First and second differential mechanisms that input a driving force to be input and output a driving force of the wheels, and a first differential mechanism that controls the first and second differential mechanisms, respectively.
And a second motor.
【請求項4】車両を駆動する駆動エネルギーを発生する
エンジンと、サンギア,プラネタリー及びリングギアか
ら構成される第1及び第2の遊星歯車と、サンギアをそ
れぞれ制御する第1及び第2のモータとを有し、前記第
1及び第2の遊星歯車は、いずれもプラネタリーとリン
グギアのうち一方が前記エンジンにより駆動される入力
軸に接続され、他方が車体を駆動する出力軸に接続され
る車両。
4. An engine for generating driving energy for driving a vehicle, first and second planetary gears including a sun gear, a planetary gear and a ring gear, and first and second motors for controlling a sun gear, respectively. In the first and second planetary gears, one of a planetary gear and a ring gear is connected to an input shaft driven by the engine, and the other is connected to an output shaft driving a vehicle body. Vehicle.
【請求項5】請求項3または請求項4記載のいずれかに
おいて、前記第1及び第2のモータを駆動するエネルギ
ーを蓄電する蓄電手段を有する車両。
5. The vehicle according to claim 3, further comprising a power storage unit for storing energy for driving the first and second motors.
【請求項6】請求項5記載において、前記第1の差動機
構は、共通の入力軸から出力軸までのギア比が前記第2
の差動機構のギア比よりも大きい車両。
6. The first differential mechanism according to claim 5, wherein a gear ratio from a common input shaft to an output shaft is the second gear ratio.
The vehicle is larger than the gear ratio of the differential mechanism.
【請求項7】請求項5記載において、前記エンジンは、
前記第1及び第2のモータを前記蓄電手段のエネルギー
を用いて制御することにより始動される車両。
7. The engine according to claim 5, wherein:
A vehicle started by controlling the first and second motors using energy of the power storage means.
【請求項8】請求項6記載において、前記エンジンは、
前記第1及び第2のモータを制御することにより車両の
速度を一定に保持しながら始動される車両。
8. The engine according to claim 6, wherein:
A vehicle that is started while controlling the speed of the vehicle at a constant by controlling the first and second motors.
【請求項9】請求項6記載において、前記車両は、第1
及び第2のモータにより前記エンジンを停止しながら駆
動される車両。
9. The vehicle according to claim 6, wherein the vehicle is a first vehicle.
And a vehicle driven by the second motor while the engine is stopped.
【請求項10】請求項6記載において、前記エンジンに
より車両を駆動するとき、前記第1のモータをロック
し、前記第2のモータをフリーラン状態とする第1の運
転モードと、前記第1のモータをフリーラン状態とし、
前記第2のモータをロックする第2の運転モードとを有
する車両。
10. A first operation mode in which the first motor is locked and the second motor is in a free-run state when the vehicle is driven by the engine. Motor in free-run state,
A vehicle having a second operation mode for locking the second motor.
【請求項11】請求項10記載において、前記第2のモ
ータは、機械的に締結される締結手段を有する車両。
11. A vehicle according to claim 10, wherein said second motor has fastening means for mechanically fastening.
【請求項12】請求項10記載において、前記第1及び
第2のモータは、機械的に締結される締結手段を有する
車両。
12. A vehicle according to claim 10, wherein said first and second motors have fastening means mechanically fastened.
【請求項13】請求項11または請求項12記載のいず
れかにおいて、前記締結手段は、前記第1あるいは第2
の運転モードに移行したとき、前記第1または第2のモ
ータが電気的にロックされた後、該モータの軸を機械的
に締結する車両。
13. The method according to claim 11, wherein said fastening means comprises:
A vehicle in which the shaft of the first or second motor is mechanically locked after the first or second motor is electrically locked when the operation mode is shifted to.
【請求項14】請求項6記載において、前記エンジンに
より車両を駆動するとき、前記第1のモータは力行状態
とされ、前記第2のモータは力行状態または回生状態と
される車両。
14. The vehicle according to claim 6, wherein when the vehicle is driven by the engine, the first motor is in a power running state, and the second motor is in a power running state or a regenerative state.
【請求項15】請求項6記載において、前記第1のモー
タは、前記エンジンにより車両を駆動するとき、前記第
2のモータにより発電したエネルギーによる力行状態と
される車両。
15. The vehicle according to claim 6, wherein the first motor is in a power running state by energy generated by the second motor when the vehicle is driven by the engine.
【請求項16】請求項3または請求項4記載のいずれか
において、前記第1または第2のいずれかのモータが制
御不能であるとき、制御可能な他方のモータと前記エン
ジンにより駆動される車両。
16. A vehicle driven by the other engine which is controllable and the engine when the first or second motor is uncontrollable according to any one of claims 3 and 4. .
【請求項17】請求項3または請求項4記載のいずれか
において、前記車両は、停車時に前記第1あるいは第2
のモータが制御不能であるとき、制御可能な他方のモー
タにより前記エンジンを始動した後、前記制御可能なモ
ータとエンジンにより駆動される車両。
17. The vehicle according to claim 3, wherein the first or second vehicle is stopped when the vehicle stops.
A vehicle driven by the controllable motor and the engine after the engine is started by the other controllable motor when the motor is not controllable.
【請求項18】請求項4記載において、前記第1及び第
2の遊星歯車の出力側ギアから出力軸までのギア比が互
いに異なる値である車両。
18. The vehicle according to claim 4, wherein the first and second planetary gears have different gear ratios from an output gear to an output shaft.
【請求項19】運転者が発生する駆動力を入力、車輪を
駆動する駆動力を出力とする第1及び第2の差動機構
と、該第1及び第2の差動機構をそれぞれ制御する第1
及び第2のモータを有する自転車。
19. A first and second differential mechanism for inputting a driving force generated by a driver and outputting a driving force for driving wheels, and controls the first and second differential mechanisms, respectively. First
And a bicycle having a second motor.
【請求項20】入力軸と出力軸をそれぞれ共通の軸とす
る複数の差動機構を有し、該複数の差動機構のうち、少
なくとも1つの差動機構は第1のモータにより入力軸と
出力軸の回転数の差を制御し、他の少なくとも1つの差
動機構は第2のモータによりトルク制御する変速装置。
20. A vehicle comprising a plurality of differential mechanisms each having an input shaft and an output shaft as a common axis, wherein at least one of the plurality of differential mechanisms is connected to the input shaft by a first motor. A transmission that controls a difference in the number of revolutions of an output shaft and controls torque of another at least one differential mechanism by a second motor.
【請求項21】入力軸と出力軸をそれぞれ共通の軸と
し、少なくとも3つのギア要素から構成された複数の差
動機構と、該差動機構の3つのギア要素のうち、前記入
力軸及び前記出力軸に接続された要素とは異なる他のギ
ア要素の軸にそれぞれ直結された複数のモータを有する
変速装置。
21. A plurality of differential mechanisms each having at least three gear elements, each of which has an input shaft and an output shaft as common axes, and among the three gear elements of the differential mechanism, the input shaft and the A transmission having a plurality of motors each directly connected to a shaft of another gear element different from the element connected to the output shaft.
【請求項22】エンジンと、サンギア,プラネタリー及
びリングギアから構成される第1および第2の遊星ギア
と、前記サンギアをそれぞれ制御する第1及び第2のモ
ータとを有し、前記第1及び第2の遊星ギアは、いずれ
もプラネタリーとリングギアのうち一方が前記エンジン
により駆動される入力軸に接続され、他方が車体を駆動
する出力軸に接続されている車両。
22. An engine, first and second planetary gears comprising a sun gear, a planetary gear and a ring gear, and first and second motors for controlling said sun gear, respectively. And a second planetary gear in which one of a planetary gear and a ring gear is connected to an input shaft driven by the engine, and the other is connected to an output shaft driving a vehicle body.
【請求項23】エンジンと、前記エンジンの駆動力を入
力とする複数の差動機構と、前記複数の差動機構の出力
により車両を駆動する駆動機構と、前記複数の差動機構
にそれぞれ接続された複数のモータと、エンジンの回転
を停止する締結装置とを有する車両。
23. An engine, a plurality of differential mechanisms for inputting a driving force of the engine, a driving mechanism for driving a vehicle by an output of the plurality of differential mechanisms, and a connection to each of the plurality of differential mechanisms. Having a plurality of motors and a fastening device for stopping rotation of the engine.
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