KR101068602B1

KR101068602B1 - 하이브리드 차량

Info

Publication number: KR101068602B1
Application number: KR1020097003864A
Authority: KR
Inventors: 노리유키 아베; 시게미츠 아쿠츠
Original assignee: 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-08-10
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2011-10-04
Also published as: JPWO2008018539A1; EP2051354A1; CA2659769C; CN101501965A; US8074755B2; CA2659769A1; CN101501965B; KR20090035008A; WO2008018539A1; US20090250280A1; JP4818368B2; EP2051354A4

Abstract

본 발명은 전기 모터가 엔진에 기계적으로 연결되어 있는 경우에 있어서, 전기 모터의 내구성 및 효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 상품성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량을 제공한다. 하이브리드 차량(1)에서는, 전기 모터(10)가, 복수의 영구 자석(14c)을 갖는 로터(14)와, 복수의 코어(15b, 15c)를 갖는 로터(15) 등을 포함하고 있고, 로터(14)는 전륜(4)에 연결되며, 로터(15)는 엔진(3)에 연결되어 있다. 전기자(16b)의 회전 자계의 자극과 영구 자석(14c)의 자극이 대향하는 위치에 있는 경우, 회전 자계의 자극의 한쪽과 영구 자석(14c)의 자극의 한쪽이 서로 다른 극성일 때에는, 회전 자계의 자극의 다른쪽과 영구 자석(14c)의 자극의 다른쪽이 동일한 극성이 되며, 코어(15b, 15c) 중 한쪽이 회전 자계의 자극과 영구 자석(14c)의 자극 사이에 있을 때에는, 다른쪽이 인접하는 2조의 회전 자계의 자극과 영구 자석(14c)의 자극 사이에 위치한다.

Description

하이브리드 차량{HYBRID VEHICLE}

본 발명은 엔진 및 전기 모터를 동력원으로 하는 하이브리드 차량에 관한 것이다.

종래에는 하이브리드 차량으로서 예컨대 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 이 하이브리드 차량은, 동력원으로서의 엔진과, 엔진과 구동륜 사이에 마련된 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터와, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터에서 발전된 전력을 비축하는 축전 장치 등을 포함하고 있다. 제1 전기 모터는, 직경 방향의 외측으로부터 내측을 향하여, 스테이터, 중간 로터 및 내측 로터를 포함하고 있으며, 이들은 서로 동심으로 배치되어 있다.

스테이터는, 3상 권선을 철심에 감은 것이고, 단면이 링형으로 형성되어 있으며, 하우징에 고정되어 있다. 또한, 중간 로터도, 3상 권선을 철심에 감은 것이고, 스테이터보다도 소직경이며, 단면이 링형으로 형성되어 있다. 또한, 중간 로터는 증속기를 통해 엔진의 출력축에 기계적으로 연결되어 있으며, 이에 따라 엔진으로부터의 토크에 의해 구동된다. 또한, 내측 로터는 상기 공보의 도 2에 도시하는 예에서는, 영구 자석이 철심의 외주부에 배치된 것이며, 후술하는 제2 전기 모터의 로터에 기계적으로 연결되어 있다.

한편, 제2 전기 모터는 3상 동기 교류기로 구성되며, 스테이터 및 로터를 포함하고 있다. 스테이터는 3상 권선을 철심에 감은 것이고, 단면이 링형으로 형성되어 있으며, 하우징에 고정되어 있다. 또한, 로터는 영구 자석이 철심의 외주부에 배치된 것이며, 구동축을 통해 구동륜에 연결되어 있다.

이상의 하이브리드 차량에서는, 차속, 액셀 개방도 및 시프트 위치 등에 따라, 엔진의 요구 토크가 결정되며, 이 요구 토크, 엔진 회전수 및 축전 장치의 축전 상태 등에 따라, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터의 발생 토크나 회생 전력량이 제어된다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2000-197324호 공보

상기 종래의 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 중간 로터가, 3상 권선을 철심에 감은 구조를 갖고 있기 때문에, 그 내구성이 낮다고 하는 결점을 갖고 있다. 또한, 제1 전기 모터는, 상기 구조에 의해 중간 로터의 중량이 비교적 큰 데다가, 스테이터와 중간 로터에 의해 유도기가 구성되어 있기 때문에, 효율이 나쁘다고 하는 결점을 갖고 있다. 특히, 중간 로터는 엔진에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 차량의 주행 중에 엔진에 의해 구동되는 빈도가 높으므로, 이상의 결점이 보다 현저하게 나타나기 쉬우며, 그 결과 상품성의 저하를 초래하여 버린다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 전기 모터가 엔진에 기계적으로 연결되어 있는 경우에 있어서, 전기 모터의 내구성 및 효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 상품성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 따른 하이브리드 차량(1, 1A∼1C)은, 엔진(3); 스테이터(16)와, 스테이터(16)에 대하여 상대적으로 회전 가능한 제1 로터(14) 및 제2 로터(15)를 가지며, 제1 로터(14) 및 제2 로터(15) 중 한쪽이 엔진(3)에 기계적으로 연결된 제1 전기 모터(10); 및 제1 전기 모터(10)의 제1 로터(14) 및 제2 로터(15) 중 다른쪽에 기계적으로 연결된 제1 구동륜[전륜(4)]을 포함하고, 스테이터(16)는, 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제1 전기자[전기자(16b)]로 구성되며, 전력의 공급에 따라 복수의 제1 전기자에 발생하는 자극에 의해, 소정의 회전 방향으로 회전하는 제1 회전 자계를 발생시키는 제1 전기자열과, 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제2 전기자[전기자(16b)]로 구성되며, 전력의 공급에 따라 복수의 제2 전기자에 발생하는 자극에 의해, 소정의 회전 방향으로 회전하는 제2 회전 자계를 발생시키는 제2 전기자열을 갖고, 제1 로터(14)는, 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제1 자극[영구 자석(14c)의 자극]으로 구성되고, 인접하는 각 2개의 제1 자극이 서로 다른 극성을 가지며 제1 전기자열에 대향하도록 배치된 제1 자극열과, 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제2 자극[영구 자석(14c)의 자극]으로 구성되고, 인접하는 각 2개의 제2 자극이 서로 다른 극성을 가지며 제2 전기자열에 대향하도록 배치된 제2 자극열을 갖고, 제2 로터(15)는, 서로 소정의 간격을 두고 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제1 연자성체[제1 코어(15b)]로 구성되며, 제1 전기자열과 제1 자극열 사이에 배치된 제1 연자성체열과, 서로 소정의 간격을 두고 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제2 연자성체[제2 코어(15c)]로 구성되고, 제2 전기자열과 제2 자극열 사이에 배치된 제2 연자성체열을 갖고, 제1 전기자의 각 자극 및 각 제1 자극이 서로 대향하고 있을 때에는, 제2 전기자의 각 자극 및 각 제2 자극이 서로 대향하고 있으며, 대향하고 있는 제1 전기자의 각 자극 및 각 제1 자극이 서로 다른 극성일 때에는, 대향하고 있는 제2 전기자의 각 자극 및 각 제2 자극이 서로 동일한 극성을 나타내고, 대향하고 있는 제1 전기자의 각 자극 및 각 제1 자극이 서로 동일한 극성일 때에는, 대향하고 있는 제2 전기자의 각 자극 및 각 제2 자극이 서로 다른 극성을 나타내며, 제1 전기자의 각 자극 및 각 제1 자극이 대향하고 있는 경우에 있어서, 각 제1 연자성체가 제1 전기자의 자극 및 제1 자극의 사이에 위치할 때에는, 각 제2 연자성체가 둘레 방향으로 인접하는 2조(組)의 제2 전기자의 자극 및 제2 자극의 사이에 위치하며, 각 제2 연자성체가 제2 전기자의 자극 및 제2 자극의 사이에 위치할 때에는, 각 제1 연자성체가 둘레 방향으로 인접하는 2조의 제1 전기자의 자극 및 제1 자극의 사이에 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제2 로터의 제1 연자성체열이 제1 전기자열과 제1 자극열 사이에 배치되어 있기 때문에, 전력이 제1 전기자열에 공급됨으로써, 제1 회전 자계가 발생한 경우, 각 제1 연자성체는, 제1 전기자에서 발생하는 자극(이하, 「제1 전기자 자극」이라고 한다)과 제1 자극에 의해 자화된다. 이와 같이 각 제1 연자성체가 자화되는 데다가, 인접하는 각 2개의 제1 연자성체가 소정의 간격을 두고 나란히 배치되어 있으므로, 제1 전기자 자극, 제1 연자성체 및 제1 자극 사이에 자력선(이하 「제1 자력선」이라고 한다)이 발생한다. 이와 마찬가지로, 제2 로터의 제2 연자성체열이 제2 전기자열과 제2 자극열 사이에 배치되어 있기 때문에, 전력이 제2 전기자열에 공급되어, 제2 회전 자계가 발생한 경우, 각 제2 연자성체는, 제2 전기자에서 발생하는 자극(이하, 「제2 전기자 자극」이라고 한다) 및 제2 자극에 의해 자화된다. 이와 같이, 각 제2 연자성체가 자화되는 데다가, 인접하는 각 2개의 제2 연자성체가 소정의 간격을 두고 나란히 배치되어 있으므로, 제2 전기자 자극, 제2 연자성체 및 제2 자극 사이에 자력선(이하 「제2 자력선」이라고 한다)이 발생한다.

엔진 정지 중의 정차시, 상기한 바와 같이 제1 및 제2 회전 자계가 동시에 발생한 경우, 대향하고 있는 각 제1 전기자 자극 및 각 제1 자극이 서로 다른 극성을 나타내고 있는 상태에서, 각 제1 연자성체가 제1 전기자 자극과 제1 자극 사이에 위치하고 있을 때에는, 제1 자력선은 그 길이가 최단이 되며, 그 총자속량이 거의 최다가 된다. 또한, 이 경우, 대향하고 있는 각 제2 전기자 자극 및 각 제2 자극이 서로 동일한 극성을 나타내며, 각 제2 연자성체가, 둘레 방향으로 인접하는 2조의 제2 전기자 자극 및 제2 자극 사이에 위치하는 상태가 되고, 이 상태에서는, 제2 자력선은 그 굴곡 정도가 크며, 길이가 최장이 되고, 총자속량이 거의 최소가 된다(또한, 본 명세서에서, 「제1 전기자 자극과 제1 자극이 대향한다」란, 양 자극의 중심이 둘레 방향으로 동일한 위치에 있는 것에 한하지 않고, 양자의 중심이 약간 어긋난 위치 관계에 있는 것도 포함한다).

일반적으로, 2개의 서로 다른 극성의 자극 사이에 연자성체를 개재함으로써 자력선이 굽은 상태가 되면, 연자성체 및 자극에는, 자력선의 길이가 짧아지도록 자력이 작용하며, 이 자력은, 자력선의 굴곡 정도가 클수록, 또한 자력선의 총자속량이 많을수록, 보다 커진다고 하는 특성을 갖고 있다. 이 때문에, 제1 자력선의 굴곡 정도가 클수록, 또한 그 총자속량이 많을수록, 제1 연자성체에는, 보다 큰 자력이 작용한다. 즉, 제1 연자성체에 작용하는 자력은, 제1 자력선의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 결정된다고 하는 특성을 갖고 있다. 이와 마찬가지로, 제2 연자성체에 작용하는 자력도, 제2 자력선의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 결정된다고 하는 특성을 갖고 있다.

따라서, 전술한 바와 같이, 서로 다른 극성의 제1 전기자 자극 및 제1 자극 사이에 각 제1 연자성체가 위치하고 있는 상태로부터, 제1 회전 자계가 소정의 회전 방향으로 회전하기 시작하면, 총자속량이 많은 상태의 제1 자력선이 구부러지기 시작하기 때문에, 제1 자력선의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 비교적 강한 자력이 제1 연자성체 및 제1 자극에 작용한다. 이때, 제1 로터쪽이 제2 로터보다도 회전 저항이 매우 큰 상태일 때에는, 그에 기인하여, 제1 로터가 정지한 채로, 제2 로터가 제1 회전 자계의 회전 방향으로 구동되게 된다. 또한, 제1 회전 자계가 회전하기 시작하는 것과 동시에, 제2 회전 자계도 소정의 회전 방향으로 회전하기 시작하며, 이에 따라 각 제2 전기자 자극은, 동일 극성의 제2 자극과 대향하고 있는 위치로부터, 이 동일 극성의 각 제2 자극에 인접하는 다른 극성의 각 제2 자극측으로 회전하기 시작한다. 이 상태에서는, 제2 자력선의 굴곡 정도는 크지만, 그 총자속량이 적은 상태가 되며, 이들의 상승적인 작용에 의해, 비교적 약한 자력이 제2 연자성체에 작용한다. 이에 따라, 제2 로터는, 제2 자력선에 기인하는 자력에 의해, 소정의 회전 방향으로 작은 구동력으로 구동된다.

제1 회전 자계가 더 회전하면, 제1 자력선의 굴곡 정도는 증대하지만, 제1 전기자 자극과 이와 다른 극성의 제1 자극 사이의 거리가 길어짐에 따라, 제1 자력선의 총자속량이 감소한다. 그 결과, 제1 자력선의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 제1 연자성체에 작용하는 자력이 약해져, 제1 자력선에 기인하는 제2 로터의 구동력이 작아진다. 한편, 제1 회전 자계와 동시에 제2 회전 자계도 소정의 회전 방향으로 더 회전하며, 이에 따라 각 제2 전기자 자극은, 동일 극성의 각 제2 자극과 대향하는 위치로부터, 이 동일 극성의 각 제2 자극에 인접하는 다른 극성의 각 제2 자극측으로 회전한다. 이에 따라, 제2 자력선의 굴곡 정도는 작아지지만, 그 총자속량이 증가하기 때문에, 제2 자력선의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 제2 연자성체에 작용하는 자력이 강해져, 제2 자력선에 기인하는 제2 로터의 구동력이 증대한다.

그리고, 각 제1 전기자 자극이 이와 동일한 극성의 각 제1 자극에 대향하게 되면, 각 제1 연자성체가, 둘레 방향으로 인접하는 2조의 제1 전기자 자극 및 제1 자극의 사이에 위치하게 됨으로써, 제1 자력선의 굴곡 정도는 크지만, 총자속량이 거의 최소가 된다. 그 결과, 제1 자력선의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 제1 연자성체에 작용하는 자력이 거의 최약이 되며, 제1 자력선에 기인하는 제2 로터의 구동력이 거의 최소가 된다. 그리고, 각 제2 전기자 자극이 이와 다른 극성의 각 제2 자극에 대향하게 되면, 제2 자력선의 총자속량이 가장 많아지며, 각 제2 연자성체가 제2 전기자 자극에 대하여 약간 지연된 상태로 회전함으로써, 제2 자력선에 굴곡이 생긴다. 그 결과, 이들의 상승적인 작용에 의해, 제2 연자성체에 작용하는 자력이 거의 최강이 되며, 제2 자력선에 기인하는 제2 로터의 구동력이 거의 최대가 된다.

이와 같이, 제1 자력선에 기인하는 제2 로터의 구동력이 거의 최소인 상태에서, 제2 자력선에 기인하는 제2 로터의 구동력이 거의 최대인 상태에 있는 상태로부터, 제1 및 제2 회전 자계가 더 회전하면, 이상과는 반대로, 제1 자력선은, 그 굴곡 정도가 작아짐과 동시에 총자속량이 증가하며, 이들의 상승적인 작용에 의해, 제1 연자성체에 작용하는 자력이 강해져, 제1 자력선에 기인하는 제2 로터의 구동력이 증대한다. 한편, 제2 자력선은, 그 굴곡 정도가 커짐과 동시에 총자속량이 감소하며, 이들의 상승적인 작용에 의해, 제2 연자성체에 작용하는 자력이 약해져, 제2 자력선에 기인하는 제2 로터의 구동력이 저하한다.

이상과 같이, 제1 및 제2 회전 자계의 동시 회전에 따라, 제1 자력선에 기인하여 제2 로터에 작용하는 구동력과, 제2 자력선에 기인하여 제2 로터에 작용하는 구동력이, 교대로 강해지거나, 약해지거나 하는 상태를 반복하면서, 제2 로터가 연속적으로 구동된다. 따라서, 제1 로터쪽이 제2 로터보다도 회전 저항이 매우 큰 경우에는, 제1 및 제2 회전 자계를 동시에 발생시킴으로써, 제2 로터를 연속적으로 구동시킬 수 있다.

한편, 상기와는 반대로, 제2 로터쪽이 제1 로터보다도 회전 저항이 매우 큰 상태에서, 제1 및 제2 회전 자계를 동시에 회전시킨 경우, 제1 및 제2 회전 자계의 회전 개시시, 동일 극성의 각 제1 전기자 자극 및 각 제1 자극이 서로 대향하는 위치에 있고, 제1 연자성체가 둘레 방향으로 인접하는 2조의 제1 전기자 자극 및 제1 자극의 사이에 위치하고 있을 때에는, 전술한 바와 같이, 제1 자력선은, 그 굴곡 정도가 크며, 길이가 거의 최장이 되고, 총자속량이 거의 최소가 된다.

이 상태로부터, 제1 및 제2 회전 자계가 회전하기 시작하면, 스테이터의 제1 전기자 자극은, 제1 연자성체에 근접함과 동시에, 제1 로터의 동일 극성의 제1 자극과 인접하는 다른 극성의 제1 자극에 근접하도록 이동을 개시하며, 이에 따라 제1 자력선은, 그 길이가 짧아지도록 변화하고, 총자속량이 증가하며, 그 굴곡 정도도 꽤 큰 상태가 된다. 그 결과, 제1 자력선의 총자속량 및 굴곡 정도의 상승적인 작용에 의해, 비교적 강한 자력이 제1 자극에 작용하며, 이에 따라 제1 로터가 제1 회전 자계의 회전 방향과 역방향으로 구동된다.

그리고, 제1 전기자 자극이 제1 연자성체에 더 근접하면, 제1 자력선에 기인하는 자력에 의해, 제1 자극도 제1 연자성체에 근접하도록 이동하며, 제1 전기자 자극이 제1 연자성체에 가장 근접하는 위치까지 이동하면, 이것을 사이에 두고 다른 극성의 제1 자극과 대향하는 상태가 된다. 이 상태에서는, 제2 연자성체가 둘레 방향으로 인접하는 2조의 제2 전기자 자극 및 제2 자극 사이에 위치하게 된다.

이 상태로부터 제1 및 제2 회전 자계가 더 회전하면, 스테이터의 제2 전기자 자극은, 제2 연자성체에 근접함과 동시에, 제1 로터의 동일 극성의 제2 자극과 인접하는 다른 극성의 제2 자극에 근접하도록 이동하며, 이에 따라 제2 자력선은, 그 길이가 짧아지도록 변화하고, 총자속량이 증가하며, 그 굴곡 정도도 꽤 큰 상태가 된다. 그 결과, 제2 자력선의 총자속량 및 굴곡 정도의 상승적인 작용에 의해, 비교적 강한 자력이 제2 자극에 작용하며, 이에 따라 제1 로터가 제1 회전 자계의 회전 방향과 역방향으로 구동된다.

이상과 같이, 제1 및 제2 회전 자계의 회전에 따라, 제1 자력선에 기인하는 구동력과 제2 자력선에 기인하는 구동력이 제1 로터에 교대로 작용하는 상태를 반복하면서, 제1 로터를 제1 및 제2 회전 자계의 회전 방향과 역방향으로 구동시킬 수 있다.

또한, 제1 로터쪽이 회전 불능이며 제2 로터가 회전 가능인 상태에 있는 경우에, 동력이 제2 로터에 입력되며, 제2 로터가 회전을 개시하면, 제1 로터가 정지 상태에 있으므로, 제2 로터의 회전에 따라, 제1 자극 및 제1 연자성체의 위치 이동에 의해, 자계가 변화하기 때문에, 유도 기전력이 스테이터의 제1 전기자열에 발생하며, 제2 자극 및 제2 연자성체의 위치 이동에 의해, 자계가 변화하기 때문에, 유도 기전력이 스테이터의 제2 전기자열에 발생한다.

이러한 회생 상태에서 유도 기전력이 발생하고 있는 경우에는, 각 자극 및 각 연자성체의 회전에 따라, 스테이터의 전류 위상도 회전하며, 회전계자가 발생하고 있는 상태가 된다. 그와 같은 상태에서, 예컨대 제1 및 제2 전기자열에 공급하는 전류를 제어하며, 유도 기전력과 회전 자계의 회전 속도 및 강도를 제어하면, 전력 회생을 실행하면서, 제1 자력선 및 제2 자력선을 통해, 제2 로터의 동력을 제1 로터측에 전달할 수 있다. 특히, 상기 상태에서, 회전 자계의 회전 속도를 값 0으로 제어한 경우에는, 그 동력 전달 가능한 범위 내이면, 제2 로터의 동력을 전부 제1 로터에 전달할 수 있다(또한, 본 명세서에서의 「전력 회생」은, 전기 모터를 이용하여 발전하는 것을 의미한다).

이상과 같이, 제1 전기 모터에서는, 스테이터의 회전 자계의 속도를 회전 부재의 회전 속도라고 가정하면, 제1 로터, 제2 로터 및 스테이터 간의 회전 속도의 관계는, 유성 기어 장치에 있어서의 선 기어, 유성 캐리어 및 링 기어의 회전 속도의 관계와 동일하며, 또한 스테이터의 전력을 동력이라고 가정하면, 제1 전기 모터를, 제1 로터, 제2 로터 및 스테이터 간에서 동력을 입출력하는 유성 기어 장치라고 간주할 수 있다. 즉, 제1 전기 모터는, 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 가진 것으로 간주할 수 있으므로, 그와 같은 제1 전기 모터를 제어하고, 제1 및 제2 자력선의 발생 상태를 제어하는 것에 의해, 엔진 및/또는 제1 전기 모터의 동력을 제1 구동륜에 전달하여, 하이브리드 차량을 주행시킬 수 있다.

청구항 2에 따른 발명은, 청구항 1에 기재된 하이브리드 차량(1, 1A, 1B)에 있어서, 제1 전기 모터(10)의 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)]를 더 포함하고, 제1 전기 모터(10)의 제1 로터(14)는 제1 구동륜[전륜(4)]에 기계적으로 연결되며, 제2 로터(15)는 엔진(3)에 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력이 제어되기 때문에, 제1 자력선 및 제2 자력선의 발생 상태를 제어할 수 있으며, 제1 로터와 제2 로터 사이에서의 자력을 통한 동력 전달을 제어할 수 있다. 이뿐만 아니라, 제1 전기 모터의 제1 로터가 제1 구동륜에 기계적으로 연결되고, 제2 로터가 엔진에 기계적으로 연결되어 있으며, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터가 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있기 때문에, 엔진의 동력을 제2 로터, 제1 로터 및 제1 구동륜의 순으로 전달할 수 있고, 그 전달 상태를 제어할 수 있다.

또한, 엔진 운전 중, 연자성체열을 갖는 제2 로터가 엔진에 의해 구동되는 빈도가 매우 높아지기 때문에, 3상 권선을 철심에 감은 구조의 로터가 엔진에 의해 구동되는 종래의 경우와 비교해서, 제2 로터의 중량을 경량화할 수 있으므로, 제1 전기 모터의 효율을 향상시킬 수 있으며, 제1 전기 모터의 내구성을 향상시킬 수 있다. 이뿐만 아니라, 제1 전기 모터의 동작 중, 제1 및 제2 연자성체가 자화되어, 제1 전기 모터가 동기기로서 기능하기 때문에, 유도기로서 기능하는 종래의 경우와 비교해서, 효율을 더 향상시킬 수 있다. 이상에 의해, 상품성을 더 향상시킬 수 있다.

청구항 3에 따른 발명은, 청구항 2에 기재된 하이브리드 차량(1, 1B)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1, 1B)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 엔진 시동 조건이 성립하였을 때에, 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계가 발생하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 제1 로터가 제1 구동륜에 기계적으로 연결되며, 제2 로터가 엔진에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 엔진이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우, 제1 로터쪽이 제2 로터보다도 회전 저항이 매우 큰 상태가 된다. 그 상태에서, 소정의 엔진 시동 조건이 성립하였을 때에, 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계가 발생하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하면, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터가 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있으므로, 제2 로터를 연속적으로 구동시킬 수 있으며, 제1 전기 모터의 동력을 제2 로터를 통해 엔진에 전달할 수 있다. 이에 따라, 하이브리드 차량의 정차시, 스타터 등을 이용하는 일 없이, 제1 전기 모터에 의해 엔진을 시동할 수 있다.

청구항 4에 따른 발명은, 청구항 2 또는 3에 기재된 하이브리드 차량(1B)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1B)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 엔진(3)의 동력을 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생시키며 회생의 개시 후에 회생 전력이 감소하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우, 제1 로터는, 제1 구동륜에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 정지 상태로 유지된다. 한편, 제2 로터는, 엔진에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 엔진의 회전에 따라 회전한다. 전술한 바와 같이, 이 상태에서는, 제2 로터의 회전에 따라, 제1 자극 및 제1 연자성체의 위치 이동에 의해, 자계가 변화하기 때문에, 유도 기전력이 스테이터의 제1 전기자열에 발생하며, 제2 자극 및 제2 연자성체의 위치 이동에 의해, 자계가 변화하기 때문에, 유도 기전력이 스테이터의 제2 전기자열에 발생한다.

이와 같이 유도 기전력이 발생하고 있는 경우에는, 각 자극 및 각 연자성체의 회전에 따라, 스테이터의 전류 위상도 회전하며, 회전계자가 발생하고 있는 상태가 된다. 그 상태에서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 엔진의 동력을 제1 전기 모터에 의해 전력으로서 회생시키도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력의 제어를 개시하면, 엔진의 동력을 전력으로서 회생시킬 수 있다. 그리고, 회생의 개시 후에 회생 전력이 감소하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하면, 전력 회생을 실행하면서, 제1 자력선 및 제2 자력선을 통해, 제2 로터의 동력을 제1 로터측에 전달할 수 있다. 그 결과, 하이브리드 차량을 발진시킬 수 있다.

청구항 5에 따른 발명은, 청구항 2 내지 4 중 어느 하나에 기재된 하이브리드 차량(1B)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1B)이 주행 중일 때에, 엔진(3)의 운전 상태[엔진 회전수(NE) 및 액셀 개방도(AP)] 및 하이브리드 차량(1B)의 주행 상태[차속(VP)] 중 적어도 한쪽에 따라, 엔진(3)의 동력 중, 제1 로터(14)를 통해 제1 구동륜[전륜(4)]에 전달되는 동력과, 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터가 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있기 때문에, 제1 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어함으로써, 엔진의 동력 중, 제1 로터를 통해 제1 구동륜에 전달되는 동력과, 제1 전기 모터에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 무단계로 자유롭게 변경할 수 있다. 이에 따라, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 주행 중일 때에, 엔진의 운전 상태 및/또는 하이브리드 차량의 주행 상태에 따라, 회생 전력을 적절히 제어하면서, 하이브리드 차량을 주행시킬 수 있다.

청구항 6에 따른 발명은, 청구항 2 또는 3에 기재된 하이브리드 차량(1B)에 있어서, 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)] 및 제1 전기 모터(10)에 전기적으로 접속된 축전 장치[배터리(33)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 축전 장치[배터리(33)]의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF) 이하일 때에, 제1 전기 모터(10)에 의해 전력을 회생시키도록 제1 전기 모터(10)를 제어하며, 회생시킨 전력을 축전 장치[배터리(33)]에 충전하는 충전 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 축전 장치의 충전 잔량이 소정값 이하일 때에, 제1 전기 모터에 의해 전력을 회생시키도록 제1 전기 모터가 제어되며, 회생시킨 전력을 축전 장치에 충전하는 충전 제어가 실행되기 때문에, 엔진의 동력 또는 주행 중의 차량의 운동 에너지를 제1 전기 모터에 의해 전력으로 변환하고, 이것을 축전 장치에 충전할 수 있다. 따라서, 이 소정값을 적절히 설정함으로써, 축전 장치에서 충분한 충전 잔량을 확보할 수 있다(또한, 본 명세서에서의 「엔진 운전 중」은, 혼합기의 연소의 유무에 관계 없이, 엔진의 크랭크 샤프트가 회전하고 있는 상태를 의미하며, 퓨얼 컷 운전 등도 포함한다).

청구항 7에 따른 발명은, 청구항 2 내지 4 중 어느 하나에 기재된 하이브리드 차량(1B)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1B)이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 동력 전달 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기 모터(10)의 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계의 회전 속도가 값 0이 되도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 동력 전달 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기 모터의 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계의 회전 속도가 값 0이 되도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력이 제어되기 때문에, 유성 기어 장치와 마찬가지인 제1 전기 모터의 전술한 동작 특성에 기인하여, 엔진의 동력을, 자기 전달 가능한 범위 내이면, 제2 로터 및 제1 로터를 통해 제1 구동륜에 전부 자기 전달할 수 있다.

청구항 8에 따른 발명은, 청구항 2 또는 3에 기재된 하이브리드 차량(1B)에 있어서, 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)] 및 제1 전기 모터(10)에 전기적으로 접속된 축전 장치[배터리(33)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1B)이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 축전 장치[배터리(33)] 내의 전력을 제1 전기 모터(10)에 공급함으로써, 엔진(3) 및 제1 전기 모터(10)의 동력에 의해 제1 구동륜[전륜(4)]을 구동시키도록, 제1 전기 모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 축전 장치 내의 전력을 제1 전기 모터에 공급함으로써, 엔진 및 제1 전기 모터의 동력에 의해 제1 구동륜을 구동시키도록, 제1 전기 모터가 제어되기 때문에, 엔진뿐만 아니라 제1 전기 모터를 동력원으로 하여, 어시스트 주행할 수 있다.

청구항 9에 따른 발명은, 청구항 2 내지 8 중 어느 하나에 기재된 하이브리드 차량(1B)에 있어서, 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 제2 로터(15)의 회전을 제지하기 위한 제지 장치[전자(電磁) 브레이크(40)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1B)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 제2 로터(15)의 회전을 제지하도록, 제지 장치[전자 브레이크(40)]를 제어하며, 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계가 발생하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 제2 로터의 회전을 제지하도록, 제지 장치가 제어되기 때문에, 제2 로터쪽이 제1 로터보다도 회전 저항이 매우 큰 상태가 된다. 그 상태에서, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어함으로써, 제1 및 제2 회전 자계를 동시에 발생시키면, 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 회전 자계의 회전에 따라, 제1 자력선에 기인하는 구동력과 제2 자력선에 기인하는 구동력이 제1 로터에 교대로 작용하는 상태를 반복하면서, 제1 로터를 제1 및 제2 회전 자계의 회전 방향과 역방향으로 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 엔진을 정지한 채로, 제1 전기 모터에 의해 제1 구동륜을 구동시켜, 하이브리드 차량을 발진시킬 수 있다. 그 결과, 연비를 향상시킬 수 있다.

청구항 10에 따른 발명은, 청구항 2에 기재된 하이브리드 차량(1)에 있어서, 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 제1 구동륜[전륜(4)] 및 제1 로터(14)에 기계적으로 연결된 회전축[출력축(13)]을 갖는 제2 전기 모터(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 구동륜 및 제1 로터에 기계적으로 연결된 회전축을 갖는 제2 전기 모터를 더 포함하고 있기 때문에, 이 제2 전기 모터를 제어함으로써, 엔진 및 제1 전기 모터의 동력뿐만 아니라 제2 전기 모터의 동력을 제1 구동륜에 전달할 수 있으며, 이에 따라 청구항 2에 기재된 하이브리드 차량보다도 큰 구동력에 의해, 하이브리드 차량을 구동시킬 수 있다.

청구항 11에 따른 발명은, 청구항 10에 기재된 하이브리드 차량(1)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 엔진(3)의 동력을 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생시키도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하며, 회생시킨 전력을 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제2 전기 모터(20)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우, 제1 로터 및 제2 전기 모터의 회전축은, 제1 구동륜에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 정지 상태로 유지된다. 한편, 제2 로터는, 엔진에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 전술한 바와 같이, 엔진의 회전에 따라 회전하며, 이 제2 로터의 회전에 따라, 유도 기전력이 스테이터의 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 발생한다. 이 상태에서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하면, 제1 전기 모터의 전술한 동작 특성에 기인하여, 엔진의 동력을 제1 전기 모터에 의해 전력으로서 회생시킬 수 있다. 또한, 그와 같이 제1 전기 모터에서 회생시킨 전력을, 제2 전기 모터에 공급함으로써, 제2 전기 모터를 제어하면, 제2 전기 모터의 동력에 의해 제1 구동륜을 구동시킬 수 있으며, 이에 따라 하이브리드 차량을 발진시킬 수 있다.

청구항 12에 따른 발명은, 청구항 10 또는 11에 기재된 하이브리드 차량(1)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1)이 주행 중일 때에, 엔진(3)의 운전 상태[엔진 회전수(NE) 및 액셀 개방도(AP)] 및 하이브리드 차량(1)의 주행 상태[차속(VP)] 중 적어도 한쪽에 따라, 엔진(3)의 동력 중, 제1 로터(14) 및 회전축[출력축(13)]을 통해 제1 구동륜[전륜(4)]에 전달되는 동력과, 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하며, 회생시킨 전력을 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제2 전기 모터(20)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 주행 중일 때에, 엔진의 운전 상태 및/또는 하이브리드 차량의 주행 상태에 따라, 엔진의 동력 중, 제1 로터 및 회전축을 통해 제1 구동륜에 전달되는 동력과, 제1 전기 모터에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력이 제어되며, 회생된 전력이 제2 전기 모터에 공급되어, 제2 전기 모터가 제어된다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터가 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있기 때문에, 상기한 바와 같이 제1 전기 모터를 제어하며, 제1 전기 모터에서의 회생 전력을 제2 전기 모터에 공급함으로써, 제2 전기 모터를 제어하면, 전기적인 손실을 무시한다면, 엔진의 동력을 전부 제1 구동륜에 전달하면서, 제1 전기 모터의 제2 로터의 회전수와 제2 전기 모터의 회전축의 회전수의 비, 바꾸어 말하면 엔진 회전수와 제1 구동륜의 회전수의 비를 임의로 변경할 수 있다. 즉, 2개의 전기 모터를 제어함으로써, 자동 변속 장치로서의 기능을 실현할 수 있다.

청구항 13에 따른 발명은, 청구항 10에 기재된 하이브리드 차량(1)에 있어서, 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)], 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)에 전기적으로 접속된 축전 장치[배터리(33)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 축전 장치[배터리(33)]의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF) 이하일 때에, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽에 의해 전력을 회생시키도록, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽을 제어하며, 회생시킨 전력을 축전 장치[배터리(33)]에 충전하는 충전 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 축전 장치의 충전 잔량이 소정값 이하일 때에, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터 중 적어도 한쪽에 의해 전력을 회생시키도록, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터 중 적어도 한쪽이 제어되며, 회생시킨 전력을 축전 장치에 충전하는 충전 제어가 실행되기 때문에, 엔진의 동력 또는 주행 중의 차량의 운동 에너지를 제1 전기 모터 및/또는 제2 전기 모터에 의해 전력으로 변환하여, 이것을 축전 장치에 충전할 수 있다. 따라서, 이 소정값을 적절히 설정함으로써, 축전 장치에서 충분한 충전 잔량을 확보할 수 있다.

청구항 14에 따른 발명은, 청구항 10 내지 12 중 어느 하나에 기재된 하이브리드 차량(1)에 있어서, 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)], 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)에 전기적으로 접속된 축전 장치[배터리(33)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 축전 장치[배터리(33)] 내의 전력을 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽에 공급함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽의 동력과 엔진(3)의 동력이 제1 구동륜[전륜(4)]에 전달되도록, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 축전 장치 내의 전력이 제1 전기 모터 및/또는 제2 전기 모터에 공급됨으로써, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터 중 적어도 한쪽의 동력과 엔진의 동력이 제1 구동륜에 전달되도록, 제1 전기 모터 및/또는 제2 전기 모터가 제어되기 때문에, 엔진뿐만 아니라 제1 전기 모터 및/또는 제2 전기 모터를 동력원으로 하여, 어시스트 주행할 수 있다.

청구항 15에 따른 발명은, 청구항 10에 기재된 하이브리드 차량(1)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 역행(力行) 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터의 역행 제어가 실행되기 때문에, 엔진을 정지한 채로, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터의 동력에 의해 제1 구동륜을 구동시킬 수 있어, 하이브리드 차량을 발진시킬 수 있다. 그 결과, 연비를 향상시킬 수 있다.

청구항 16에 따른 발명은, 청구항 10에 기재된 하이브리드 차량(1)에 있어서, 제1 전기 모터(10)의 제1 로터(14) 및 제2 전기 모터(20)의 회전축[출력축(13)]과, 제1 구동륜[전륜(4)] 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(35)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 제1 로터 및 제2 전기 모터의 회전축과, 제1 구동륜 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치를 더 포함하고 있기 때문에, 이 변속 장치의 변속비를 적절히 설정함으로써, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터의 소형화나 저회전화를 도모할 수 있다. 예컨대, 변속 장치의 감속비를 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 통해 변속 장치에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 소형화할 수 있다.

청구항 17에 따른 발명은, 청구항 10에 기재된 하이브리드 차량(1)에 있어서, 제1 전기 모터(10)의 제2 로터(15)와 엔진(3) 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(36)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 제2 로터와 엔진 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치를 더 포함하고 있기 때문에, 이 변속 장치의 변속비를 적절히 설정함으로써, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 소형화할 수 있다. 예컨대, 이 변속 장치의 증속비 및 종감속 장치의 종감속비를 모두 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 통해 종감속 장치측에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있어, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 소형화할 수 있다.

청구항 18에 따른 발명은, 청구항 10에 기재된 하이브리드 차량(1)에 있어서, 제2 전기 모터(20)의 회전축[출력축(13)]은, 변속 장치(37)를 통해 제1 전기 모터(10)의 제1 로터(14) 및 제1 구동륜[전륜(4)]에 기계적으로 연결되어 있으며, 변속 장치(37)는, 제2 전기 모터(20)의 회전축[출력축(13)]과, 제1 전기 모터(10)의 제1 로터(14) 및 제1 구동륜[전륜(4)] 사이의 변속 동작을 행하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제2 전기 모터의 회전축이 변속 장치를 통해 제1 전기 모터의 제1 로터 및 제1 구동륜에 기계적으로 연결되어 있으며, 이 변속 장치에 의해, 제2 전기 모터의 회전축과, 제1 전기 모터의 제1 로터 및 제1 구동륜 사이의 변속 동작이 행해지기 때문에, 이 변속 장치의 변속비를 적절히 설정함으로써, 제2 전기 모터의 소형화 및 저회전화를 도모할 수 있다. 예컨대, 변속 장치의 감속비를 크게 설정함으로써, 제2 전기 모터로부터 변속 장치에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제2 전기 모터를 소형화할 수 있다.

청구항 19에 따른 발명은, 청구항 2에 기재된 하이브리드 차량(1A)에 있어서, 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 제1 구동륜[전륜(4)]과 별개인 제2 구동륜[후륜(5)]에 기계적으로 연결된 제2 전기 모터(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 제어함으로써, 제1 구동륜 및 제2 구동륜을 각각 구동시킬 수 있으며, 이에 따라 사륜 구동 차량을 실현할 수 있다.

청구항 20에 따른 발명은, 청구항 19에 기재된 하이브리드 차량(1A)에 있어서, 제1 전기 모터(10)의 제2 로터(15)와 엔진(3) 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(38)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 제2 로터와 엔진 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치를 더 포함하고 있기 때문에, 이 변속 장치의 변속비를 적절히 설정함으로써, 제1 전기 모터의 소형화를 도모할 수 있다. 예컨대, 이 변속 장치의 증속비 및 종감속 장치의 종감속비를 모두 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터를 통해 종감속 장치측에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있어, 제1 전기 모터를 소형화할 수 있다.

청구항 21에 따른 발명은, 청구항 19 또는 20에 기재된 하이브리드 차량(1A)에 있어서, 제2 전기 모터(20)와 제2 구동륜[후륜(5)] 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(39)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제2 전기 모터와 제2 구동륜 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치를 더 포함하고 있기 때문에, 이 변속 장치의 변속비를 적절히 설정함으로써, 제2 전기 모터의 소형화 및 저회전화를 도모할 수 있다. 예컨대, 변속 장치의 감속비를 크게 설정함으로써, 제2 전기 모터로부터 변속 장치에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제2 전기 모터를 소형화할 수 있다.

청구항 22에 따른 발명은, 청구항 1에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제1 전기 모터(10)의 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)]를 더 포함하고, 제1 전기 모터(10)의 제1 로터(14)는 엔진(3)에 기계적으로 연결되며, 제2 로터(15)는 제1 구동륜[전륜(4)]에 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력이 제어되기 때문에, 제1 자력선 및 제2 자력선의 발생 상태를 제어할 수 있으며, 제1 로터와 제2 로터 사이에서의 자력을 통한 동력 전달을 제어할 수 있다. 이뿐만 아니라, 제1 전기 모터의 제1 로터가 엔진에 기계적으로 연결되고, 제2 로터가 제1 구동륜에 기계적으로 연결되며, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터가 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있기 때문에, 엔진의 동력을 제1 로터, 제2 로터 및 제1 구동륜의 순으로 전달할 수 있으며, 그 전달 상태를 제어할 수 있다.

청구항 23에 따른 발명은, 청구항 22에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 엔진 시동 조건이 성립하였을 때에, 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계가 발생하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 제1 로터가 엔진에 기계적으로 연결되며, 제2 로터가 제1 구동륜에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 엔진이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우, 제2 로터쪽이 제1 로터보다도 회전 저항이 매우 큰 상태가 된다. 그 상태에서, 소정의 엔진 시동 조건이 성립하였을 때에, 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계가 발생하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하면, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터가 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있으므로, 제1 로터를 연속적으로 구동시킬 수 있어, 제1 전기 모터의 동력을 제1 로터를 통해 엔진에 전달할 수 있다. 이에 따라, 하이브리드 차량의 정차 중, 스타터 등을 이용하는 일 없이, 제1 전기 모터에 의해 엔진을 시동할 수 있다.

청구항 24에 따른 발명은, 청구항 22 또는 23에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 엔진(3)의 동력을 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생시키며 회생의 개시 후에 회생 전력이 감소하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우, 제2 로터는, 제1 구동륜에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 정지 상태로 유지된다. 한편, 제1 로터는, 엔진에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 엔진의 회전에 따라 회전한다. 여기서, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터가 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있기 때문에, 제1 로터의 회전에 따라, 스테이터의 전류 위상이 회전하여, 회전계자가 발생하고 있는 상태가 된다. 그 상태에서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 엔진의 동력을 제1 전기 모터에 의해 전력으로서 회생시키며, 회생의 개시 후에 회생 전력이 감소하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하면, 전력 회생을 실행하면서, 제1 자력선 및 제2 자력선을 통해, 제1 로터, 즉 엔진의 동력을 제2 로터측에 전달할 수 있다. 그 결과, 하이브리드 차량을 발진시킬 수 있다.

청구항 25에 따른 발명은, 청구항 22 내지 24 중 어느 하나에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 주행 중일 때에, 엔진(3)의 운전 상태[엔진 회전수(NE) 및 액셀 개방도(AP)] 및 하이브리드 차량(1C)의 주행 상태[차속(VP)] 중 적어도 한쪽에 따라, 엔진(3)의 동력 중, 제2 로터(15)를 통해 제1 구동륜[전륜(4)]에 전달되는 동력과, 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터가 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있기 때문에, 제1 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어함으로써, 엔진의 동력 중, 제2 로터를 통해 제1 구동륜에 전달되는 동력과, 제1 전기 모터에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 무단계로 자유롭게 변경할 수 있다. 이에 따라, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 주행 중일 때에, 엔진의 운전 상태 및/또는 하이브리드 차량의 주행 상태에 따라, 회생 전력을 적절히 제어하면서, 하이브리드 차량을 주행시킬 수 있다.

청구항 26에 따른 발명은, 청구항 22 또는 23에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)] 및 제1 전기 모터(10)에 전기적으로 접속된 축전 장치[배터리(33)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 축전 장치[배터리(33)]의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF) 이하일 때에, 제1 전기 모터(10)에 의해 전력을 회생시키도록, 제1 전기 모터(10)를 제어하며, 회생시킨 전력을 축전 장치[배터리(33)]에 충전하는 충전 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 청구항 6에 따른 발명과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

청구항 27에 따른 발명은, 청구항 22 내지 24 중 어느 하나에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 동력 전달 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기 모터(10)의 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계의 회전 속도가 값 0이 되도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 청구항 7에 따른 발명과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

청구항 28에 따른 발명은, 청구항 22 또는 23에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)] 및 제1 전기 모터(10)에 전기적으로 접속된 축전 장치[배터리(33)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 축전 장치[배터리(33)] 내의 전력을 제1 전기 모터(10)에 공급함으로써, 엔진(3) 및 제1 전기 모터(10)의 동력에 의해 제1 구동륜[전륜(4)]을 구동시키도록, 제1 전기 모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 청구항 8에 따른 발명과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

청구항 29에 따른 발명은, 청구항 22 내지 28 중 어느 하나에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 제1 로터(14)의 회전을 제지하기 위한 제지 장치[제2 전기 모터(20)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 제1 로터(14)의 회전을 제지하도록, 제지 장치[제2 전기 모터(20)]를 제어하며, 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계가 발생하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 제1 로터의 회전을 제지하도록, 제지 장치가 제어되기 때문에, 제1 로터쪽이 제2 로터보다도 회전 저항이 매우 큰 상태가 된다. 그 상태에서, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어함으로써, 제1 및 제2 회전 자계를 동시에 발생시키면, 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 회전 자계의 회전에 따라, 제1 자력선에 기인하는 구동력과 제2 자력선에 기인하는 구동력이 제2 로터에 교대로 작용하는 상태를 반복하면서, 제2 로터를 제1 및 제2 회전 자계의 회전 방향과 역방향으로 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 엔진을 정지한 채로, 제1 전기 모터에 의해 제1 구동륜을 구동시켜, 하이브리드 차량을 발진시킬 수 있다. 그 결과, 연비를 향상시킬 수 있다.

청구항 30에 따른 발명은, 청구항 22에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 엔진(3) 및 제1 로터(14)에 기계적으로 연결된 회전축[입력축(12)]을 갖는 제2 전기 모터(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진 및 제1 로터에 기계적으로 연결된 회전축을 갖는 제2 전기 모터를 더 포함하고 있기 때문에, 이 제2 전기 모터를 제어함으로써, 엔진 및 제1 전기 모터의 동력뿐만 아니라 제2 전기 모터의 동력을 제1 구동륜에 전달할 수 있으며, 이에 따라 청구항 22에 기재된 하이브리드 차량보다도 큰 구동력에 의해 하이브리드 차량을 구동시킬 수 있다.

청구항 31에 따른 발명은, 청구항 30에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 정지 중이며 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 시동 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽의 동력이 회전축[입력축(12)]을 통해 엔진(3)에 전달되도록, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 제1 로터가 엔진에 기계적으로 연결되며, 제2 로터가 제1 구동륜에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 엔진이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우, 제2 로터쪽이 제1 로터보다도 회전 저항이 매우 큰 상태가 된다. 그 상태에서, 소정의 시동 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터 중 적어도 한쪽의 동력이 회전축을 통해 엔진에 전달되도록, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터 중 적어도 한쪽을 제어하면, 제1 전기 모터의 제1 로터 및/또는 제2 전기 모터의 회전축을 구동시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 전기 모터 및/또는 제2 전기 모터의 동력을 제1 로터 및/또는 회전축을 통해 엔진에 전달할 수 있어, 하이브리드 차량의 정차 중, 스타터 등을 이용하는 일 없이, 제1 전기 모터 및/또는 제2 전기 모터에 의해 엔진을 시동할 수 있다.

청구항 32에 따른 발명은, 청구항 30 또는 31에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 엔진(3)의 동력을 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생시키며 회생의 개시 후에 회생 전력이 감소하도록, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하며, 회생시킨 전력을 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제2 전기 모터(20)를 구동시키는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우, 제2 로터는, 제1 구동륜에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 정지 상태로 유지된다. 한편, 제1 로터 및 제2 전기 모터의 회전축은, 엔진에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 엔진의 회전에 따라 회전한다. 이 제1 로터의 회전에 따라, 제1 전기 모터의 전술한 동작 특성에 기인하여, 유도 기전력이 스테이터의 제2 전기자열에 발생하며, 그 상태에서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하면, 엔진의 동력을 제1 전기 모터에 의해 전력으로서 회생시킬 수 있다. 또한, 그와 같이 제1 전기 모터에서 회생시킨 전력을 제2 전기 모터에 공급함으로써, 제2 전기 모터를 제어하면, 그 동력에 의해 제1 로터가 구동된다. 이와 같이, 제1 로터가 엔진의 동력 및 제2 전기 모터의 동력에 의해 구동되고 있는 상태에서, 제1 전기 모터에서의 회생 전력을 감소시키면, 유성 기어 장치와 마찬가지인 제1 전기 모터의 전술한 동작 특성에 기인하여, 제1 구동륜에 대한 전달 동력을 증대시킬 수 있다. 이에 따라, 하이브리드 차량을 발진시킬 수 있다.

청구항 33에 따른 발명은, 청구항 30 내지 32 중 어느 하나에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 주행 중일 때에, 엔진(3)의 운전 상태[엔진 회전수(NE) 및 액셀 개방도(AP)] 및 하이브리드 차량(1C)의 주행 상태[차속(VP)] 중 적어도 한쪽에 따라, 엔진(3)의 동력 중, 회전축[입력축(12)]을 통해 제1 로터(14)에 전달되는 동력과, 제2 전기 모터(20)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제2 전기 모터(20)를 제어하며, 회생된 전력을 제1 전기 모터(10)의 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 공급함으로써, 제1 전기 모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 운전 중이며 또한 하이브리드 차량이 주행 중일 때에, 엔진의 운전 상태 및/또는 하이브리드 차량의 주행 상태에 따라, 엔진의 동력 중, 회전축을 통해 제1 로터에 전달되는 동력과, 제2 전기 모터에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제2 전기 모터가 제어되며, 회생된 전력이 제1 전기 모터의 제1 전기자열 및 제2 전기자열에 공급되어, 제1 전기 모터가 제어된다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터가, 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있기 때문에, 상기한 바와 같이 제2 전기 모터를 제어하며, 또한 제2 전기 모터에서의 회생 전력을 제1 전기 모터에 공급함으로써, 제1 전기 모터를 제어하면, 전기적인 손실을 무시한다면, 엔진의 동력을 전부 제1 구동륜에 전달하면서, 제2 전기 모터의 회전축의 회전수와 제1 전기 모터의 제2 로터의 회전수의 비, 바꾸어 말하면 엔진 회전수와 제1 구동륜의 회전수의 비를 임의로 변경할 수 있다. 즉, 2개의 전기 모터를 제어함으로써, 자동 변속 장치로서의 기능을 실현할 수 있다.

청구항 34에 따른 발명은, 청구항 30에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)], 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)에 전기적으로 접속된 축전 장치[배터리(33)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 축전 장치[배터리(33)]의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF) 이하일 때에, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽에 의해 전력을 회생시키도록, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽을 제어하며, 회생시킨 전력을 축전 장치[배터리(33)]에 충전하는 충전 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 청구항 13에 따른 발명과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

청구항 35에 따른 발명은, 청구항 30 내지 32 중 어느 하나에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)], 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)에 전기적으로 접속된 축전 장치[배터리(33)]를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 운전 중이며 또한 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 축전 장치[배터리(33)] 내의 전력을 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽에 공급함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽의 동력과 엔진(3)의 동력이 제1 구동륜[전륜(4)]에 전달되도록, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 청구항 14에 따른 발명과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.

청구항 36에 따른 발명은, 청구항 30에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치는, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 제2 전기 모터(20)를, 회전축[입력축(12)]을 회전할 수 없게 유지하도록 제어하며, 제1 전기 모터(10)의 역행 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 제2 전기 모터는, 회전축을 회전할 수 없게 유지하도록 제어되며, 제1 전기 모터의 역행 제어가 실행되기 때문에, 유성 기어 장치와 마찬가지인 제1 전기 모터의 전술한 동작 특성에 의해, 엔진을 정지한 채로, 제1 전기 모터의 동력을 제1 구동륜에 전달할 수 있으며, 이에 따라 하이브리드 차량을 발진시킬 수 있다. 그 결과, 연비를 향상시킬 수 있다.

청구항 37에 따른 발명은, 청구항 30에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제1 전기 모터(10)의 제1 로터(14) 및 제2 전기 모터(20)의 회전축[입력축(12)]과, 엔진(3) 사이를 기계적으로 접속·차단하는 클러치(41)를 더 포함하고, 제어 장치는, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 클러치(41)를 차단 상태로 제어하며, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 중 적어도 한쪽의 역행 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 엔진이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 클러치가 차단측으로 제어되며, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터 중 적어도 한쪽의 역행 제어가 실행되기 때문에, 엔진을 정지한 채로, 제1 전기 모터 및/또는 제2 전기 모터의 동력을 제1 구동륜에 전달할 수 있으며, 이에 따라 하이브리드 차량을 발진시킬 수 있다. 그 결과, 연비를 향상시킬 수 있다.

청구항 38에 따른 발명은, 청구항 30에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제1 전기 모터(10)의 제2 로터(15)와 제1 구동륜[전륜(4)] 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(45)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제1 전기 모터의 제2 로터와 제1 구동륜 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치를 더 포함하고 있기 때문에, 이 변속 장치의 변속비를 적절히 설정함으로써, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터의 소형화나 저회전화를 도모할 수 있다. 예컨대, 변속 장치의 감속비를 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 통해 변속 장치에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 소형화할 수 있다.

청구항 39에 따른 발명은, 청구항 30에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제2 전기 모터(20)의 회전축[입력축(12)]과 엔진(3) 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 하이브리드 차량에 따르면, 제2 전기 모터의 회전축과 엔진 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치를 더 포함하고 있기 때문에, 이 변속 장치의 변속비를 적절히 설정함으로써, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 소형화할 수 있다. 예컨대, 이 변속 장치의 증속비 및 종감속 장치의 종감속비를 모두 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 통해 종감속 장치측에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있어, 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터를 소형화할 수 있다.

청구항 40에 따른 발명은, 청구항 22에 기재된 하이브리드 차량(1C)에 있어서, 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 제1 구동륜[전륜(4)]과 별개인 제2 구동륜[후륜(5)]에 기계적으로 연결된 제2 전기 모터(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

도 2는 하이브리드 차량의 구동계의 개략 구성을 도시하는 골격도이다.

도 3은 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터의 개략 구성을 모식적으로 도시하는 단면도이다.

도 4는 도 3의 A-A선의 위치에서 둘레 방향을 따라 파단한 단면의 일부를 모식적으로 도시하는 전개도이다.

도 5는 하이브리드 차량의 제어계의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.

도 6은 도 4와 동등한 전개도이다.

도 7은 제1 전기 모터의 동작을 설명하기 위해, 도 6에 있어서 전기자의 회전 자계의 자극을 가상적인 영구 자석의 자극으로 대체한 도면이다.

도 8은 제1 로터가 회전할 수 없는 상태일 때의 제1 전기 모터의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 도 8의 동작으로부터 이어지는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 제1 전기 모터의 동작 중에 구성되는 자기 회로를 도시하는 도면이다.

도 11은 제1 로터가 회전할 수 없는 상태일 때에, 회전 자계의 회전에 의해 제2 로터에 생기는 토크의 일례를 도시하는 도면이다.

도 12는 2개의 로터 및 회전 자계의 회전 속도를 도시하는 속도선도로서, (a)는 제1 로터를 정지 상태로 하여, 스테이터의 전기자에 회전 자계를 발생시킨 경우이며, (b)는 제2 로터를 정지 상태로 하여, 회전 자계를 발생시킨 경우이고, (c)는 제1 로터 및 제2 로터를 회전 상태로 하여, 회전 자계를 발생시킨 경우이며, (d)는 제1 로터 및 제2 로터를 회전 상태로 하여, 회전 자계를 정지시킨 경우를 보여주는 도면이다.

도 13은 제2 로터가 회전할 수 없는 상태일 때의 제1 전기 모터의 동작을 도시하는 도면이다.

도 14는 도 13의 동작으로부터 이어지는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 15는 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터의 배치의 변형예를 도시하는 도면이다.

도 16은 제1 전기 모터 및 제2 전기 모터의 배치의 다른 변형예를 도시하는 도면이다.

도 17은 제1 실시형태의 하이브리드 차량에 변속 장치를 마련한 경우의 일례를 도시하는 도면이다.

도 18은 제1 실시형태의 하이브리드 차량에 변속 장치를 마련한 경우의 다른 일례를 도시하는 도면이다.

도 19는 제1 실시형태의 하이브리드 차량에 변속 장치를 마련한 경우의 또 다른 일례를 도시하는 도면이다.

도 20은 제2 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

도 21은 제2 실시형태의 하이브리드 차량에 변속 장치를 마련한 경우의 일례를 도시하는 도면이다.

도 22는 제3 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

도 23은 제4 실시형태에 따른 하이브리드 차량의 개략 구성을 도시하는 도면이다.

도 24는 제4 실시형태의 하이브리드 차량에 클러치를 마련한 경우의 일례를 도시하는 도면이다.

도 25는 제4 실시형태의 하이브리드 차량에 변속 장치를 마련한 경우의 일례를 도시하는 도면이다.

도 26은 제4 실시형태의 하이브리드 차량에 변속 장치를 마련한 경우의 다른 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 하이브리드 차량에 대해서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 1의 좌측 및 우측을 각각 「좌측」 및 「우측」이라고 한다. 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 하이브리드 차량(이하 「차량」이라고 한다)(1)은, 동력원으로서의 엔진(3), 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)와, 이들 동력원에 의해 구동되는 좌우의 전륜(4, 4)(제1 구동륜)과, 유동륜인 좌우의 후륜(5, 5) 등을 포함하고 있다.

이 차량(1)에서는, 엔진(3)이 제1 전기 모터(10)에 연결되어 있으며, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)가, 기어 기구(6), 차동 기어 기구(7) 및 좌우의 구동축(8, 8)을 통해, 좌우의 전륜(4, 4)에 연결되어 있다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이, 엔진(3)의 동력이나, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 동력이 전륜(4, 4)에 전달된다.

2개의 전기 모터(10, 20) 및 기어 기구(6)는 모두, 실린더 블록에 고정된 구동계 하우징(모두 도시 생략됨) 내에 수용되어 있다. 기어 기구(6)는, 제1 전기 모터(10)의 후술하는 출력축(13)에 평행한 제1 및 제2 기어축(6a, 6b)과, 출력축(13) 및 2개의 기어축(6a, 6b) 상에 마련된 4개의 기어(6c∼6f) 등으로 구성되어 있다.

이 기어(6c)는, 출력축(13)의 우단부에 동심으로 고정되어 있으며, 기어(6d)와 항상 맞물려 있다. 이 기어(6d)는, 제1 기어축(6a)에 동심으로 그리고 회전 가능하게 끼워 맞춰져 있으며, 상기 기어(6c)뿐만 아니라 제2 기어축(6b)의 우단부에 동심으로 고정된 기어(6e)와 항상 맞물려 있다. 또한, 기어(6f)는, 제2 기어축(6b)의 좌단부에 동심으로 고정되며, 차동 기어 기구(7)의 기어(7a)와 항상 맞물려 있다. 이상의 구성에 의해, 출력축(13)의 회전은, 기어 기구(6)에 의해 소정의 기어비로 변속되며, 차동 기어 기구(7)에 전달된다. 또한, 이 소정의 기어비는, 엔진(3), 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 등의 성능에 따라, 적절한 값으로 설정된다.

다음에, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)에 대해서 설명한다. 도 3은 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 단면 구성을 모식적으로 도시한 것이며, 도 4는 도 3의 A-A선의 위치에서 둘레 방향을 따라 파단한 단면의 일부를 모식적으로 전개한 것이다. 또한, 양 도면에서는, 이해의 용이화를 위해 단면 부분의 해칭이 생략되어 있다.

우선, 제1 전기 모터(10)에 대해서 설명한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 전기 모터(10)는, 전술한 구동계 하우징에 고정된 케이싱(11)과, 좌단부가 엔진(3)의 크랭크 샤프트에 연결된 입력축(12)과, 이 입력축(12)과 동심인 출력축(13)과, 케이싱(11) 내에 수용되며 출력축(13)과 일체로 회전하는 제1 로터(14)와, 케이싱(11) 내에 수용되며 입력축(12)과 일체로 회전하는 제2 로터(15)와, 케이싱(11)의 둘레벽(11c)의 내주면에 고정된 스테이터(16) 등을 포함하고 있다. 이들 제1 로터(14), 제2 로터(15) 및 스테이터(16)는, 직경 방향의 내측으로부터 외측을 향하여, 서로 동심으로 배치되어 있다.

케이싱(11)은, 좌우의 측벽(11a, 11b)과, 이들 측벽(11a, 11b)의 외주 단부 에 고정된 원통형의 둘레벽(11c) 등으로 구성되어 있다. 좌우의 측벽(11a, 11b)의 중심부에는, 베어링(11d, 11e)이 각각 부착되어 있으며, 입력축(12) 및 출력축(13)은 각각, 이들 베어링(11d, 11e)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 2개의 축(12, 13)은, 도시하지 않은 스러스트 베어링 등에 의해, 그 축선 방향의 이동이 규제되고 있다.

제1 로터(14)는, 출력축(13)의 좌단부에 동심으로 고정된 회전반부(回轉盤部)(14a)와, 이 회전반부(14a)의 외단부에 고정된 원통형의 링부(14b) 등을 포함하고 있다. 이 링부(14b)는, 연자성체로 구성되며, 그 외주면에는, 영구 자석열이 둘레 방향을 따라 마련되어 있다. 이 영구 자석열은, 2n(n은 정수)개의 영구 자석(14c)으로 구성되어 있으며, 이들 영구 자석(14c)은, 서로 동일한 소정 각도(θ)의 간격을 두고서 인접하는 각 2개가 서로 다른 극성으로 배치되어 있다(도 4 참조). 또한, 각 영구 자석(14c)은, 좌우 방향으로 소정폭을 갖고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 영구 자석(14c)의 양측의 자극이 제1 자극 및 제2 자극에 상당한다.

스테이터(16)는, 케이싱(11)의 둘레벽(11c)의 내주면에 부착된 링형의 부착부(16a)와, 이 부착부(16a)의 내주면에 둘레 방향을 따라 마련된 전기자열을 갖고 있다. 이 전기자열은, 전력의 공급에 따라 회전 자계를 발생하는 것이며, 3n개의 전기자(16b)로 구성되어 있다. 이들 전기자(16b)는, 서로 동일한 소정 각도(2θ/3)의 간격을 두고 배치되며(도 4 참조), 후술하는 1ST·PDU(31)에 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 전기자(16b)가 제1 전기자 및 제2 전기자 에 상당한다.

각 전기자(16b)는, 철심(16c)과, 철심(16c)에 집중권(集中券)으로 감긴 코일(16d) 등을 포함하고 있다. 이 철심(16c)은, 각 영구 자석(14c)과 좌우 방향으로 동일한 폭을 갖고 있으며, 그 내주면의 중앙부에는, 둘레 방향으로 연장되는 홈(16e)이 형성되어 있다. 또한, 3n개의 코일(16d)은, n조의 U상, V상 및 W상의 3상 코일을 구성하고 있다.

한편, 제2 로터(15)는, 입력축(12)의 우단부에 고정된 회전반부(15a)와, 이 회전반부(15a)의 외단부에 고정되며, 제1 로터(14)의 영구 자석열과 스테이터(16)의 전기자열 사이에 배치된 제1 코어열 및 제2 코어열을 갖고 있다. 이들 제1 코어열 및 제2 코어열은 각각, 2n개의 제1 코어(15b) 및 제2 코어(15c)로 구성되어 있다. 이들 제1 및 제2 코어(15b, 15c)는, 연자성체(예컨대 강판의 적층체)로 만들어진 것이며, 영구 자석(14c)과의 직경 방향의 간극이, 철심(16c)과의 직경 방향의 간극과 같게 되도록, 둘레 방향을 따라 마련되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 코어(15b, 15c)가, 제1 및 제2 연자성체에 각각 상당한다.

또한, 제1 코어(15b)는 서로 동일한 소정 각도(θ)의 간격을 두고 배치되고, 제2 코어(15c)도 서로 동일한 소정 각도(θ)의 간격을 두고 배치되어 있으며, 제1 코어와 제2 코어는 둘레 방향으로 피치가 θ/2만큼 어긋나 있다(도 4 참조). 또한, 제1 및 제2 코어(15b, 15c) 각각은, 좌우 방향의 폭이 상호 동일하며, 영구 자석(14c)의 폭의 절반으로 설정되어 있다.

한편, 제2 전기 모터(20)는 DC 브러시리스 모터로 구성되어 있고, 전술한 구 동계 하우징에 고정된 케이싱(21)과, 케이싱(21) 내에 수용되며 출력축(13)(회전축)에 동심으로 고정된 로터(22)와, 케이싱(21)의 둘레벽(21c)의 내주면에 고정된 스테이터(23) 등을 포함하고 있다.

케이싱(21)은, 좌우의 측벽(21a, 21b)과, 이들 측벽(21a, 21b)의 외주 단부에 고정된 원통형의 둘레벽(21c) 등으로 구성되어 있다. 좌우의 측벽(21a, 21b)의 내단부에는, 베어링(21d, 21e)이 각각 부착되어 있으며, 출력축(13)은, 이들 베어링(21d, 21e)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

로터(22)는, 출력축(13)에 동심으로 고정된 회전반부(22a)와, 이 회전반부(22a)의 외단부에 고정된 원통형의 링부(22b) 등을 포함하고 있다. 이 링부(22b)는, 연자성체로 구성되며, 그 외주면에는 영구 자석열이 둘레 방향을 따라 마련되어 있다. 이 영구 자석열은, 소정 개수의 영구 자석(22c)으로 구성되어 있으며, 이들 영구 자석(22c)은, 서로 동일한 소정 각도의 간격을 두고서 인접하는 각 2개가 서로 다른 극성으로 배치되어 있다.

스테이터(23)는, 케이싱(21)의 둘레벽(21c)의 내주면에 둘레 방향을 따라 마련된 복수의 전기자(23a)를 갖고 있다. 이들 전기자(23a)는, 전력의 공급에 따라 회전 자계를 발생하는 것이고, 서로 동일한 소정 각도의 간격을 두고 배치되며, 후술하는 2ND·PDU(32)에 전기적으로 접속되어 있다.

한편, 도 5에 도시하는 바와 같이, 차량(1)은, 엔진(3)을 주로 제어하기 위한 ENG·ECU(29)와, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 주로 제어하기 위한 MOT·ECU(30) 등을 포함하고 있다. 이들 ECU(29, 30)는 모두, RAM, ROM, CPU 및 I/O 인터페이스 등으로 이루어지는 마이크로컴퓨터(모두 도시 생략됨)로 구성되어 있다.

ENG·ECU(29)에는, 크랭크각 센서, 구동축 회전수 센서, 액셀 개방도 센서 및 차속 센서 등의 각종 센서(모두 도시 생략됨)가 접속되어 있다. ENG·ECU(30)는, 이들 각종 센서의 검출 신호에 기초하여, 엔진 회전수(NE), 구동축(8)의 회전수(이하 「구동축 회전수」라고 한다)(ND), 액셀 개방도(AP)(도시하지 않은 액셀 페달의 조작량) 및 차속(VP) 등을 산출하며, 이들 파라미터에 따라, 연료 분사 밸브나 점화 플러그 등을 구동함으로써, 엔진(3)의 운전을 제어한다. 또한, ENG·ECU(29)는, MOT·ECU(30)에 전기적으로 접속되어 있으며, MOT·ECU(30)와의 사이에서 엔진 회전수(NE) 및 구동축 회전수(ND) 등의 각종 데이터를 송수신한다.

한편, MOT·ECU(30)는, 1ST·PDU(31)를 통해 제1 전기 모터(10)에 접속되며, 2ND·PDU(32)를 통해 제2 전기 모터(20)에 접속되어 있다. 1ST·PDU(31)는, 인버터 등을 포함하는 전기 회로로 구성되며, 배터리(33)에 접속되어 있다. 또한, 2ND·PDU(32)도, 1ST·PDU(31)와 마찬가지로, 인버터 등을 포함하는 전기 회로로 구성되며, 배터리(33)에 접속되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31) 및 2ND·PDU(32)가 제어 장치에 상당하며, 배터리(33)가 축전 장치에 상당한다.

MOT·ECU(30)는, 후술하는 바와 같이, 엔진 운전 중의 발진시나 차량 주행 중의 감속시 등에는, 제1 전기 모터(10)에 의한 전력 회생 및 역행을 제어하여, 그 회생 전력의 발전 비율을 제어하며, 회생 전력을, 배터리(33)에 충전하는 비율과 제2 전기 모터(20)에 공급하는 비율을 제어한다. 또한, 엔진 시동시 등에는, 배터리(33)로부터의 전력을 1ST·PDU(31)를 통해 제1 전기 모터(10)에 공급하여, 제1 전기 모터(10)의 운전을 제어한다. 또한, 배터리(33)의 충전 잔량이 충분한 상태에서의 차량(1)의 재발진시에는, 배터리(33)로부터의 전력을 2개의 PDU(31, 32)를 통해 2개의 전기 모터(10, 20)에 각각 공급하여, 이들 전기 모터(10, 20)의 운전을 제어한다.

다음에, MOT·ECU(30)에 의한 운전 제어 중의 제1 전기 모터(10)의 동작에 대해서 설명한다. MOT·ECU(30)는, 배터리(33)의 전력을, 1ST·PDU(31)를 통해 펄스폭 변조 방식에 의해 의사적(疑似的) 3상 교류 전류로 변조하여, 제1 전기 모터(10)의 전기자(16b)에 공급한다. 이에 따라, 전기자(16b)는, 제2 로터(15)와 대향하는 철심(16c)의 단부에, 홈(16e)을 사이에 두고 서로 다른 자극을 발생시키고, 이들 자극이 1ST·PDU(31)로부터의 공급 전류의 주파수에 따른 값으로 이동함으로써, 회전 자계가 발생하며, 전기자(16b)가 발생시킨 자력은, 1ST·PDU(31)로부터의 공급 전류값에 따른 값이 된다. 이상과 같이, 제1 전기 모터(10)에서는, 전기자(16b)가 발생시키는 자력이, 1ST·PDU(31)로부터의 공급 전류값에 따라 제어되며, 회전 자계의 회전 속도가, 1ST·PDU(31)로부터의 공급 전류의 주파수에 따라 제어된다.

여기서, 영구 자석(14c), 제1 코어(15b) 및 제2 코어(15c)의 회전 반경과, 전기자(16b)에서의 회전 자계의 회전 반경이 무한대로 큰 것이라고 가정하면, 영구 자석(14c), 제1 코어(15b) 및 제2 코어(15c)는 직선적으로 이동하며, 또한 전기 자(16b)의 자계도 직선적으로 이동하는 것이라고 간주할 수 있고, 이 경우 전술한 도 4는, 도 6과 동등한 것이라고 간주할 수 있다. 또한, 전기자(16b)에서의 회전 자계의 동작은, 자극의 극성이 주기적으로 변화하는 것이기 때문에, 영구 자석의 회전 동작과 동등한 것이라고 간주할 수 있으며, 이 경우 도 6에 도시하는 구성은 도 7에 도시하는 구성과 동등한 것이라고 간주할 수 있다.

이 도 7에 도시하는 구성은, 도 6의 전기자(16b)를 2n개의 가상적인 영구 자석(이하 「가상 영구 자석」이라고 한다)(17)으로 대체하며, 이들 가상 영구 자석(17)을, 인접하는 각 2개의 가상 영구 자석(17, 17)의 자극이 서로 다른 극성이 되도록 배치한 것에 상당한다. 따라서, 이하에서는 회전 자계의 동작을 가상 영구 자석(17)의 회전 동작으로 대체한 도 7의 구성에 기초하여, 제1 전기 모터(10)의 동작을 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 도 7의 좌측 및 우측을 각각 「좌측」 및 「우측」이라고 한다.

먼저, 도 8 및 도 9를 참조하면서, 제1 로터(14)가 회전할 수 없는 상태에 있는 경우에 있어서, 전기자(16b)에 회전 자계를 발생시켜, 제2 로터(15)를 구동시킬 때의 동작에 대해서 설명한다. 또한, 이러한 동작은, 구체적으로는, 예컨대 엔진 정지 중의 정차시에, 제1 전기 모터(10)에 의해 엔진(3)을 시동할 때의 동작에 상당한다.

우선, 회전 자계의 발생 개시시, 회전 자계의 양측의 자극, 즉 가상 영구 자석(17)의 양측의 자극이, 제1 로터(14)의 영구 자석(14c)의 자극과 대향하고 있는 경우, 서로 대향하는 2조의 자극은, 1조가 서로 다른 극성이며, 나머지의 1조가 동 일 극성이 된다. 예컨대, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 좌측에 도시하는 영구 자석(14c)의 자극과 가상 영구 자석(17)의 좌측의 자극이 서로 다른 극성인 경우, 우측에 도시하는 영구 자석(14c)의 자극과 가상 영구 자석(17)의 우측의 자극이 동일 극성이 된다. 이 상태에서, 제1 코어(15b)가 좌측에 도시하는 영구 자석(14c)의 자극과 가상 영구 자석(17)의 좌측의 자극 사이에 위치하고 있을 때에는, 제2 코어(15c)는, 서로 대향하고 있는 동일 극성의 1조의 영구 자석(14c) 및 가상 영구 자석(17)과, 이것과 인접하는 동일 극성의 1조의 영구 자석(14c) 및 가상 영구 자석(17) 사이의 중앙에 위치하고 있는 상태가 된다.

이 상태에서는, 제1 코어(15b)는, 영구 자석(14c)의 자극과 가상 영구 자석(17)의 좌측의 자극에 의해 자화된다. 이와 같이 제1 코어(15b)가 자화될 뿐만 아니라, 인접하는 각 2개의 제1 코어(15b)가 소정의 간격을 두고 나란히 배치되어 있으므로, 영구 자석(14c)의 자극, 제1 코어(15b) 및 가상 영구 자석(17)의 좌측의 자극 사이에, 제1 자력선(G1)이 발생한다. 이와 마찬가지로, 제2 코어(15c)는, 1조의 영구 자석(14c) 및 가상 영구 자석(17)과, 이것과 인접하는 1조의 영구 자석(14c) 및 가상 영구 자석(17) 사이의 중앙에 위치하고 있으므로, 영구 자석(14c)의 자극과 가상 영구 자석(17)의 우측의 자극에 의해 자화된다. 이와 같이, 제2 코어(15c)가 자화될 뿐만 아니라, 인접하는 각 2개의 제2 코어(15c, 15c)가 소정의 간격을 두고 나란히 배치되어 있으므로, 영구 자석(14c)의 자극, 제2 코어(15c) 및 가상 영구 자석(17)의 우측의 자극 사이에는, 제2 자력선(G2)이 발생한다. 그 결과, 도 10의 (a)에 도시하는 바와 같은 자기 회로가 구성된다.

여기서, 전술한 바와 같이, 자력선은, 굽은 상태가 되면, 그 길이가 줄어들도록 작용하는 자력을 발생시키는 특성을 갖고 있기 때문에, 제1 자력선(G1)이 굽은 상태인 경우, 제1 코어(15b)에 작용하는 자력은, 제1 자력선(G1)의 굴곡 정도가 클수록 더 커지며, 총자속량이 많을수록 더 커진다. 즉, 제1 코어(15b)에 작용하는 자력은, 제1 자력선(G1)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 결정된다. 이와 마찬가지로, 제2 자력선(G2)이 굽은 상태인 경우에도, 제2 코어(15c)에 작용하는 자력은, 제2 자력선(G2)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 결정된다. 그 때문에, 도 8의 (a) 및 도 10의 (a)에 도시하는 상태에서는, 제2 자력선(G2)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 제2 코어(15c)에는, 제2 코어를 양 도면의 상측 또는 하측으로 회전시키는 것과 같은 자력이 발생하지 않는다.

그리고, 가상 영구 자석(17)이 도 8의 (a)에 도시하는 위치로부터 도 8의 (b)에 도시하는 위치까지 회전하도록, 회전 자계가 회전하면, 가상 영구 자석(17)의 회전에 따라, 우측의 영구 자석(14c)의 N극, 제2 코어(15c) 및 가상 영구 자석(17)의 우측의 S극 사이, 또는 우측의 영구 자석(14c)의 S극, 제2 코어(15c) 및 가상 영구 자석(17)의 우측의 N극 사이에 생기는 제2 자력선(G2)은, 그 총자속량이 증가하며, 제1 코어(15b)와 가상 영구 자석(17)의 좌측의 자극 사이의 제1 자력선(G1)은, 굽은 상태가 된다. 이에 따라, 제1 자력선(G1) 및 제2 자력선(G2)에 의해, 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같은 자기 회로가 구성된다.

이 상태에서는, 제1 자력선(G1)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 꽤 강한 자력이 제1 코어(15b)에 작용하고, 제1 코어를 도 8의 하측으로 구동시키며, 제2 자력선(G2)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 비교적 약한 자력이 제2 코어(15c)에 작용하고, 제2 코어를 도 8의 하측으로 구동시킨다. 그 결과, 제1 코어(15b)에 작용하는 자력과, 제2 코어(15c)에 작용하는 자력의 합력에 의해, 제2 로터(15)가 회전 자계와 동일한 방향으로 회전하도록 구동된다.

계속해서, 가상 영구 자석(17)이 도 8의 (b)에 도시하는 위치로부터 도 8의 (c), (d) 및 도 9의 (a), (b)에 도시하는 위치로 순서대로 회전하도록, 회전 자계가 회전하면, 제1 코어(15b) 및 제2 코어(15c)는 각각, 제1 자력선(G1) 및 제2 자력선(G2)에 기인하는 자력에 의해 하측으로 구동되며, 이에 따라 제2 로터(15)가 회전 자계와 동일한 방향으로 회전한다. 그 동안, 제1 코어(15b)에 작용하는 자력은, 제1 자력선(G1)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 서서히 약해지는 한편, 제2 코어(15c)에 작용하는 자력은, 제2 자력선(G2)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 서서히 강해진다.

그리고, 가상 영구 자석(17)이 도 9의 (b)에 도시하는 위치로부터 도 9의 (c)에 도시하는 위치를 향하여 회전하도록, 회전 자계가 회전하는 동안, 제2 자력선(G2)이 굽은 상태가 되며, 그 총자속량이 최다에 가까운 상태가 되고, 이들의 상승적인 작용에 의해, 최강의 자력이 제2 코어(15c)에 작용한다. 그 후, 도 9의 (c)에 도시하는 바와 같이, 회전 자계가 영구 자석(14c)의 1피치 만큼 회전함으로써, 가상 영구 자석(17)이 좌우의 영구 자석(14c, 14c)과 대향하는 위치까지 이동 하면, 영구 자석(14c)의 좌측의 자극과 가상 영구 자석(17)의 좌측의 자극이 서로 동일한 극성이 되며, 제1 코어(15b)가 2조의 영구 자석(14c, 14c)의 동일 극성의 자극 사이에 위치하게 된다. 이 상태에서는, 제1 자력선(G1)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 제1 코어(15b)에는, 제1 코어를 도 9의 하측으로 회전시키는 것과 같은 자력이 발생하지 않는다. 한편, 영구 자석(14c)의 우측의 자극과 가상 영구 자석(17)의 우측의 자극은 서로 다른 극성이 된다.

이 상태로부터, 회전 자계가 더 회전하면, 제1 자력선(G1)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 생기는 자력에 의해, 제1 코어(15b)가 하측으로 구동되며, 제2 자력선(G2)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 생기는 자력에 의해, 제2 코어(15c)가 하측으로 구동되고, 제2 로터(15)가 회전 자계와 동일한 방향으로 회전한다. 이때, 회전 자계가 도 8의 (a)에 도시하는 위치까지 회전하는 동안, 이상과는 반대로, 제1 코어(15b)에 작용하는 자력은, 제1 자력선(G1)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 강해지는 한편, 제2 코어(15c)에 작용하는 자력은, 제2 자력선(G2)의 굴곡 정도와 총자속량의 상승적인 작용에 의해 약해진다.

이상과 같이, 회전 자계의 회전에 따라, 제1 코어(15b)에 작용하는 자력과 제2 코어(15c)에 작용하는 자력이, 교대로 강해지거나, 약해지거나 하는 상태를 반복하면서, 제2 로터(15)가 구동되기 때문에, 열손실 등을 무시한다면, 전기자(16b)에 공급된 전력(W)은 전부 동력(작업률)으로서 제2 로터(15)에 전달된다.

이 경우, 제1 코어(15b) 및 제2 코어(15c)를 통해 전달되는 토크를 TRQ2d, TRQ2e라고 하면, 제2 로터(15)에 전달되는 토크(TRQ2)와, 이들 토크(TRQ2d, TRQ2e)의 관계는, 예컨대 대체로 도 11에 도시하는 것이 된다. 상기 도면에 도시하는 바와 같이, 2개의 토크(TRQ2d, TRQ2e)는, 주기적인 변화를 반복하며, 그 합(TRQ2d+TRQ2e)이 제2 로터(15)에 전달되는 토크(TRQ2)와 같게 된다. 즉, TRQ2=TRQ2d+TRQ2e가 성립한다.

또한, 도 8의 (a)와 도 9의 (c)를 비교하면 분명한 바와 같이, 가상 영구 자석(17), 즉 회전 자계가 영구 자석(14c)의 1피치 만큼 회전함에 따라, 제2 로터(15)는 그 절반밖에 회전하지 않기 때문에, 제2 로터(15)는, 회전 자계의 회전 속도의 절반의 값으로 회전하도록 구동된다. 이 관계는 도 12의 (a)에 도시하는 바와 같이 나타내어지며, V2=0.5×(V3+V1)=0.5×V3이 성립한다. 이와 같이, 제2 로터(15)의 회전 속도(V2)가, 회전 자계의 회전 속도(V3)의 절반으로 감속되기 때문에, 제2 로터(15)에 전달되는 토크(TRQ2)는, 전기자(16b)에 대한 공급 전력(W) 및 회전 자계의 회전 속도(V3)를 토크로 환산한 값(TRQ3)의 2배의 값이 된다. 즉, TRQ2=2×TRQ3이 성립한다.

또한, 이상과 같은 회전 자계의 회전 중, 제2 로터(15)는, 제1 자력선(G1) 및 제2 자력선(G2)에 기인하는 자력에 의해, 회전 자계에 견인되면서 회전하기 때문에, 회전 자계에 대하여 약간 위상 지연을 수반하는 상태로 회전한다. 따라서, 회전 자계의 회전 중, 가상 영구 자석(17)이 도 9의 (c)에 도시하는 위치에 있을 때에는, 제1 코어(15b) 및 제2 코어(15c)는, 실제로는 도 9의 (c)에 도시하는 위치보다도 약간 상측에 위치하는 상태가 되지만, 상기 회전 속도의 이해의 용이화를 위해, 도 9의 (c)에서는, 제2 코어(15c) 및 제1 코어(15b)가 도면 중의 위치로 도시되어 있다.

다음에, 도 13 및 도 14를 참조하면서, 제2 로터(15)가 회전할 수 없는 상태에 있는 경우에 있어서, 전기자(16b)에 회전 자계를 발생시킴으로써, 제1 로터(14)를 구동시킬 때의 동작에 대해서 설명한다. 또한, 이러한 동작은, 구체적으로는, 예컨대 엔진 정지 중의 정차시에, 엔진 정지인 채로, 제1 전기 모터(10)에 의해 발진시킬 때의 동작에 상당한다.

우선, 회전 자계의 회전 개시시, 가상 영구 자석(17)의 양측의 자극과 영구 자석(14c)의 좌우의 자극이 도 13의 (a)에 도시하는 위치 관계에 있는 것으로 한다. 이 상태로부터, 회전 자계가 회전하며, 가상 영구 자석(17)이 도 13의 (b)에 도시하는 위치까지 회전하면, 제1 코어(15b)와 가상 영구 자석(17) 사이의 제1 자력선(G1)이 굽은 상태가 됨과 동시에, 가상 영구 자석(17)이 제2 코어(15c)에 근접하므로, 제2 코어(15c)와 가상 영구 자석(17)의 우측의 자극 사이의 제2 자력선(G2)의 길이가 짧아져, 총자속량이 증가한다. 그 결과, 전술한 도 10의 (b)에 도시하는 바와 같은 자기 회로가 구성된다.

이 상태에서는, 제1 및 제2 코어(15b, 15c)와 가상 영구 자석(17)의 양측의 자극 사이에서, 제1 자력선(G1) 및 제2 자력선(G2)의 굴곡 정도 및 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 자력이 발생하지만, 전술한 바와 같이, 제2 로터(15)가 회전할 수 없는 상태에 있고, 제1 및 제2 코어(15b, 15c)가 고정 상태가 되며, 가상 영구 자석(17)은 회전 자계에 상당하기 때문에, 이들 자력은 영향을 끼치는 일이 없 다. 또한, 좌측에 도시하는 영구 자석(14c)의 자극과 제1 코어(15b) 사이의 제1 자력선(G1)은, 총자속량이 많지만 곧으므로, 제1 코어(15b)를 구동시키는 것과 같은 자력은 발생하지 않는다. 한편, 우측에 도시하는 영구 자석(14c)의 자극과 제2 코어(15c) 사이의 제2 자력선(G2)은, 그 굴곡 정도 및 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 우측에 도시하는 영구 자석(14c)을 제2 코어(15c)측으로 견인하는 것과 같은 자력을 발생시키며, 이에 따라 제1 로터(14)가 회전 자계와 역방향(도 13의 상측)으로 구동되어, 도 13의 (c)에 도시하는 위치를 향하여 회전한다.

그리고, 제1 로터(14)가 도 13의 (b)에 도시하는 위치로부터 도 13의 (c)에 도시하는 위치를 향하여 회전하는 동안, 회전 자계, 즉 가상 영구 자석(17)은 도 13의 (d)에 도시하는 위치를 향하여 회전한다. 이에 따라, 가상 영구 자석(17)이 제2 코어(15c)에 더 근접하며, 가상 영구 자석(17)과 우측에 도시하는 영구 자석(14c) 사이의 제2 자력선(G2)은, 그 총자속량이 증가함과 동시에 굴곡 정도가 작아지고, 이들의 상승적인 작용에 의해, 우측에 도시하는 영구 자석(14c)을 제2 코어(15c)측으로 견인하는 것과 같은 자력이 발생한다. 한편, 좌측에 도시하는 영구 자석(14c)의 자극과 제1 코어(15b) 사이에 굽은 상태의 제1 자력선(G1)이 생기며, 그 굴곡 정도 및 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 좌측에 도시하는 영구 자석(14c)을 제1 코어(15b)측으로 견인하는 것과 같은 자력이 발생하지만, 이 제1 자력선(G1)에 기인하는 자력은, 상기 제2 자력선(G2)에 기인하는 자력보다도 꽤 약한 상태가 된다. 그 결과, 양 자력의 차분에 상당하는 자력에 의해, 제1 로터(14)가 회전 자계와 역방향으로 구동된다.

그리고, 가상 영구 자석(17) 및 제1 로터(14)가 도 13의 (d)에 도시하는 위치 관계가 되면, 좌측에 도시하는 영구 자석(14c)의 자극과 제1 코어(15b) 사이의 제1 자력선(G1)에 기인하는 자력과, 우측에 도시하는 영구 자석(14c)의 자극과 제2 코어(15c) 사이의 제2 자력선(G2)에 기인하는 자력이 균형이 잡힘으로써, 제1 로터(14)가 일시적으로 구동되지 않는 상태가 된다.

이 상태로부터, 가상 영구 자석(17)이 도 14의 (a)에 도시하는 위치까지 회전하면, 제1 자력선(G1)의 발생 상태가 변화하며, 도 14의 (b)에 도시하는 바와 같은 자기 회로가 구성된다. 이에 따라, 제1 자력선(G1)에 기인하는 자력이, 좌측의 영구 자석(14c)을 제1 코어(15b)측으로 견인하도록 작용하지 않게 되기 때문에, 제2 자력선(G2)에 기인하는 자력에 의해, 우측의 영구 자석(14c)이 제2 코어(15c)측에 견인되고, 이에 따라 도 14의 (c)에 도시하는 위치까지, 제1 로터(14)가 회전 자계와 역방향으로 구동된다.

그리고, 가상 영구 자석(17)이 도 14의 (c)에 도시하는 위치로부터 상기 도면의 하측으로 약간 회전하면, 이상과는 반대로, 좌측에 도시하는 영구 자석(14c)의 자극과 제1 코어(15b) 사이의 제1 자력선(G1)은, 그 굴곡 정도 및 총자속량의 상승적인 작용에 의해, 좌측에 도시하는 영구 자석(14c)을 제1 코어(15b)측으로 견인하는 것과 같은 자력을 발생시키고, 이에 따라 제1 로터(14)가 회전 자계와 역방향으로 구동된다. 또한, 회전 자계가 상기 도면의 하측으로 회전하면, 제1 자력선(G1)에 기인하는 자력과, 제2 자력선(G2)에 기인하는 자력의 차분에 상당하는 자력에 의해, 제1 로터(14)가 회전 자계와 역방향으로 구동된다. 그 후, 제2 자력 선(G2)에 기인하는 자력이 작용하지 않게 되면, 제1 자력선(G1)에 기인하는 자력에 의해서만, 제1 로터(14)가 회전 자계와 역방향으로 구동된다.

이와 같이, 회전 자계의 회전에 따라, 좌측에 도시하는 영구 자석(14c)과 제1 코어(15b) 사이의 제1 자력선(G1)에 기인하는 자력과, 우측에 도시하는 영구 자석(14c)과 제2 코어(15c) 사이의 제2 자력선(G2)에 기인하는 자력과, 이들 자력의 차분에 상당하는 자력이, 제1 로터(14)에 대하여 교대로 작용하며, 이에 따라 제1 로터(14)를 회전 자계와 역방향으로 구동시킬 수 있다.

이 경우, 제1 로터(14)는, 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 회전 자계와 동일한 속도로 역회전하며, V1=-V3 즉 │V1│=│V3│이 된다. 또한, 전기자(16b)에 대한 공급 전력(W) 및 회전 자계의 속도(V3)를 토크로 환산한 값(TRQ3)이 그대로, 제1 로터(14)에 대한 전달 토크(TRQ1)가 된다. 즉, TRQ1=TRQ3이 성립한다.

또한, 전기자(16b)의 회전 자계의 회전 속도(V3), 제2 로터(15)의 회전 속도(V2) 및 제1 로터(14)의 회전 속도(V1)가 모두 값 0이 아닌 경우[예컨대, 차량(1)의 주행 중, 엔진(3) 및 제1 전기 모터(10)가 모두 운전 중인 경우]에는, 이들 속도(V1∼V3)의 관계는, 예컨대 도 12의 (c)에 도시하는 것이 된다. 즉, V2=0.5×(V1+V3)이 성립한다.

또한, 제2 로터(15)의 회전 중에, 회전 자계의 회전 속도(V3)를 값 0으로 제어한 경우[예컨대, 차량(1)의 주행 중, 엔진(3)이 운전 중인 경우에 있어서, 록 전류(lock current)를 전기자(16b)에 흐르게 하거나, 제1 전기 모터(10)에서 상간 단락 제어를 실행하거나 한 경우]에는, 제2 로터(15)의 동력은 전부 자력선을 통해 제1 로터(14)에 전달된다. 이 경우, TRQ1=0.5×TRQ2가 성립하며, 3개의 회전 속도(V1∼V3)의 관계는, 도 12의 (d)에 도시하는 것이 된다. 즉, V1=2×V2가 성립한다.

이상의 도 12의 (a)∼(d)를 참조하면 분명한 바와 같이, 2개의 로터(14, 15) 및 회전 자계의 회전 속도(V1∼V3)는, 유성 기어 장치에서의 3개의 부재의 회전 속도와 같은 특성을 나타내기 때문에, 이 제1 전기 모터(10)는, 2부재로 회전 동력을 입출력하며, 1부재로 전력을 입출력하는 유성 기어 장치라고 간주할 수 있다. 즉, 유성 기어 장치와 동일한 기능을 가지며, 동일한 동작을 행하는 것으로 간주할 수 있다.

또한, MOT·ECU(30)는, 배터리(33)의 전력을, 2ND·PDU(32)를 통해 펄스폭 변조 방식에 의해 의사적 3상 교류 전류로 변조하여, 제2 전기 모터(20)의 전기자(23a)에 공급함으로써, 제2 전기 모터(20)의 운전을 제어한다. 즉, 제2 전기 모터(20)에서는, 전기자(23a)가 발생하는 자력이, 2ND·PDU(32)로부터의 공급 전류값에 따라 제어되며, 회전 자계의 회전 속도가, 2ND·PDU(32)로부터의 공급 전류의 주파수에 따라 제어된다.

다음에, 차량 운전 중의, MOT·ECU(30)에 의한 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 제어 방법에 대해서 설명한다. 우선, 정차 중의 엔진 시동 제어에 대해서 설명한다. 이 제어에서는, MOT·ECU(30)는, 엔진 정지 중이며 정차 중인 경우에 있어서, 소정의 엔진 시동 조건이 성립하였을 때(예컨대, 도시하지 않은 점화 스위치가 OFF 상태로부터 ON 상태로 전환되었을 때)에, 배터리(33)의 전력을 1ST·PDU(31)를 통해 제1 전기 모터(10)에 공급하며, 회전 자계를 전기자(16b)로 발생시킨다. 이 경우, 제1 전기 모터(10)에서는, 제1 로터(14)가 전륜(4)에 기계적으로 연결되며, 제2 로터(15)가 엔진(3)의 크랭크 샤프트에 기계적으로 연결되어 있기 때문에, 정차 중이며 엔진 정지 상태인 경우, 제1 로터(14)쪽이 제2 로터(15)보다도 회전 저항이 매우 큰 상태가 되며, 그에 기인하여, 제1 로터(14)가 정지한 채로, 제2 로터(15)가 회전 자계의 회전 방향으로 구동되게 된다. 그 결과, 전술한 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 회전 자계의 회전에 따라, 제2 로터(15)가 구동되며, 이에 따라 엔진(3)을 시동할 수 있다.

또한, 엔진 운전 중이며 정차 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때(예컨대, 도시하지 않은 브레이크 페달이 조작되고 있지 않으며, 액셀 개방도(AP)가 소정값 이상일 때)에는, 발진 제어가 실행된다. 우선, 정차 중에는 출력축(13), 즉 제1 로터(14)가 회전 정지 상태로 되어 있기 때문에, 엔진(3)이 발생하는 동력은 전부 자력선을 통해 제1 전기 모터(10)의 전기자(16b)에 전달되어, 이 전기자(16b)로 회전 자계를 발생시키므로, 유도 기전력(W)이 발생한다. MOT·ECU(30)는, 전기자(16b)에 대한 공급 전류를 제어함으로써, 전기자(16b)에서 발생한 유도 기전력(W)를 회생시켜, 그 회생 전력(W)을 전부 1ST·PDU(31) 및 2ND·PDU(32)를 통해 제2 전기 모터(20)에 공급한다. 그 결과, 제2 전기 모터(20)의 로터(22)에 의해, 출력축(13)이 구동되며, 전륜(4, 4)이 구동됨으로써, 차량(1)이 발진한다. 차량(1)의 발진 후, MOT·ECU(30)는, 차속의 상승에 따라, 제1 전기 모터(10)에서의 회생 전력이 점감하도록 제어하는 동시에, 그 회생 전력을 제2 전기 모터(20)에 공급하도록 제어한다.

또한, 엔진 운전 중이며 주행 중일 때에는, 변속 제어가 실행된다. 이 변속 제어에서는, 엔진(3)의 운전 상태[예컨대, 엔진 회전수(NE) 및 액셀 개방도(AP) 등] 및/또는 하이브리드 차량(1)의 주행 상태[예컨대, 차속(VP) 등]에 따라, 엔진(3)의 동력 중, 제1 로터(14)를 통해 전륜(4)에 전달되는 동력과, 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제1 전기 모터(10)가 제어되며, 이 회생 전력(W)을 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제2 전기 모터(20)가 제어된다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터(10)가, 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있기 때문에, 상기한 바와 같이 제1 전기 모터(10)를 제어하며, 제1 전기 모터(10)에서의 회생 전력(W)을 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제2 전기 모터(20)를 제어하면, 전기적인 손실을 무시한다면, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 통해, 엔진(3)의 동력을 전부 전륜(4)에 전달하면서, 제2 로터(15)의 회전수와 출력축(13)의 회전수의 비, 바꾸어 말하면 엔진 회전수(NE)와 구동축 회전수(ND)의 비를 임의로 변경할 수 있다. 즉, 2개의 전기 모터(10, 20)를 제어함으로써, 자동 변속 장치로서의 기능을 실현할 수 있다.

또한, 이 변속 제어 중, 소정의 동력 전달 조건이 성립하였을 때[예컨대, 엔진 회전수(NE) 및 액셀 개방도(AP)가 소정 영역에 있을 때]에는, 제1 전기 모터(10)에서의 전력 회생을 중지하고, 록 전류를 전기자(16b)에 공급하거나 또는 제1 전기 모터(10)에서의 상간 단락 제어를 실행하는 것 등에 의해, 제1 전기 모터(10)의 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계의 회전 속도를 값 0으로 제어한다. 이 와 같이 제어한 경우에는, 자기 전달 가능한 범위 내이면, 엔진(3)의 동력을 전부 자기를 통해 전륜(4)에 전달할 수 있기 때문에, 제1 전기 모터(10)에서의 회생 전력을 2ND·PDU(32)를 통해 제2 전기 모터(20)에 공급하도록 제어하는 경우와 비교해서, 동력 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 엔진 운전 중이며 주행 중(감속 퓨얼 컷 운전 중도 포함한다)인 경우에 있어서, 배터리(33)의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF)(예컨대 50％)이하일 때에는, 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)에서의 회생 전력을 제어하여, 배터리(33)에 대한 충전 제어를 실행한다. 이에 따라, 배터리(33)에서 충분한 충전 잔량(SOC)을 확보할 수 있다.

또한, 엔진 운전 중이며 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때(예컨대, 비탈길 발진시, 등판 주행 중일 때, 또는 가속 주행 중일 때)에는, 어시스트 제어가 실행된다. 구체적으로는, 배터리(33) 내의 전력을 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)의 동력과, 엔진(3)의 동력이 전륜(4)에 전달되도록, 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)가 제어된다. 이에 따라, 엔진(3)뿐만 아니라 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)를 동력원으로 하여, 어시스트 주행 또는 어시스트 발진시킬 수 있다.

또한, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때[예컨대, 배터리(33)의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF)을 상회하고 있으며, 브레이크 페달이 조작되고 있지 않 은 상태에서, 액셀 개방도(AP)가 소정값 이상일 때]에는, 모터 발진 제어가 실행된다. 구체적으로는, 엔진(3)을 정지한 채로, 배터리(33)의 전력이 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)에 동시에 공급되어, 2개의 모터(10, 20)가 동시에 구동된다. 이때, 제2 전기 모터(20)가 회전하기 시작하는 것과 동시에, 출력축(13)이 회전하기 시작하지만, 제1 전기 모터(10)에 있어서는, 정지하고 있는 엔진(3)에 연결된 제2 로터(15)측의 회전 저항이 제1 로터(14)측보다도 꽤 커진다. 그 결과, 전기자(16b)에 회전 자계를 발생시킴으로써, 전술한 도 13 및 도 14에 도시하는 바와 같이, 제1 로터(14)를 구동시킬 수 있으며, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 동력에 의해, 차량(1)을 발진시킬 수 있다. 또한, 엔진(3)의 회전 저항이 부족한 경우에는, 엔진(3)을 록하거나, 회전 저항을 증대시키는 장치를 설치하여도 좋다.

이상과 같이, 본 실시형태의 하이브리드 차량(1)에 따르면, 엔진 정지 중이며 정차되어 있을 때, 스타터 등을 이용하는 일 없이, 제1 전기 모터(10)에 의해 엔진(3)을 시동할 수 있다. 또한, 엔진 시동 후의 발진시, 엔진(3)의 동력을 전부 제1 전기 모터(10)에서의 회생 전력으로 변환할 수 있으며, 그 회생 전력을 전부 1ST·PDU(31) 및 2ND·PDU(32)를 통해 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 하이브리드 차량(1)을 확실하게 발진시킬 수 있다.

또한, 엔진 운전 중이며 주행 중일 때, 변속 제어를 실행함으로써, 엔진(3)의 동력을 전부 전륜(4)에 전달하면서, 구동축 회전수(ND)와 엔진 회전수(NE)의 비를 임의로 변경할 수 있다. 즉, 2개의 전기 모터(10, 20)를 제어함으로써, 자동 변속 장치로서의 기능을 실현할 수 있다.

이뿐만 아니라, 엔진 운전 중이며 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 어시스트 제어가 실행되기 때문에, 엔진(3)뿐만 아니라 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)를 동력원으로 하여, 어시스트 주행 또는 어시스트 발진시킬 수 있다.

또한, 하이브리드 차량(1)의 주행 중, 제1 및 제2 코어(15b, 15c)를 갖는 제2 로터(15)가 엔진(3)에 의해 구동되는 빈도가 매우 높아지기 때문에, 3상 권선을 철심에 감은 구조의 로터가 엔진에 의해 구동되는 종래의 경우와 비교해서, 제2 로터(15)의 중량을 경량화할 수 있으므로, 제1 전기 모터(10)의 효율을 향상시킬 수 있으며, 제1 전기 모터(10)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 이뿐만 아니라, 제1 전기 모터(10)의 동작 중, 제1 및 제2 코어(15b, 15c)가 자화됨으로써, 제1 전기 모터(10)가 동기기로서 기능하기 때문에, 유도기로서 기능하는 종래의 경우와 비교해서, 효율을 더 향상시킬 수 있다. 이상에 의해, 상품성을 더 향상시킬 수 있다.

또한, 엔진 운전 중이며 주행 중인 경우에 있어서, 배터리(33)의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF) 이하일 때에, 배터리(33)에 대한 충전 제어가 실행되기 때문에, 배터리(33)에서 충분한 충전 잔량(SOC)을 확보할 수 있다. 그 결과, 배터리(33) 내의 전력에 의해, 전술한 바와 같이 엔진(3)을 시동하거나, 엔진(3)을 정지한 채로, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(10)를 구동시켜, 하이브리드 차량을 발진시키거나 할 수 있다.

또한, 제1 실시형태는, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 출력 축(13) 상에 축선 방향으로 나란히 배치한 예이지만, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 배치는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 15에 도시하는 바와 같이, 제2 전기 모터(20)의 외측에 제1 전기 모터(10)가 위치하도록, 양자를 직경 방향으로 나란히 배치하여도 좋다. 이와 같이 하면, 2개의 전기 모터(10, 20)의 축선 방향의 사이즈를 소형화할 수 있어, 하이브리드 차량(1)의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.

또한, 도 16에 도시하는 바와 같이, 제1 전기 모터(10)의 제1 로터(14)와 제2 전기 모터(20)의 로터(22)를 별개의 축 상에 배치하여도 좋다. 또한, 상기 도 16에서는, 이해의 용이화를 위해 단면 부분의 해칭이 생략되어 있다. 상기 도면에 도시하는 바와 같이, 이 제2 전기 모터(20)에서는, 로터(22)가 전술한 출력축(13) 상이 아니라, 제1 기어축(6a) 상에 설치되어 있다. 이와 같이 하면, 2개의 전기 모터(10, 20)의 배치와 관련하여, 하이브리드 차량(1)의 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 실시형태는, 제1 연자성체 및 제2 연자성체로서의 제1 코어(15b) 및 제2 코어(15c)의 개수를, 제1 자극 및 제2 자극으로서의 영구 자석(14c)과 동일한 값(2n)으로 설정한 예이지만, 본원 발명에서의 제1 연자성체 및 제2 연자성체는 이에 한정되지 않고, 제1 자극 및 제2 자극과 다른 수의 제1 연자성체 및 제2 연자성체를 이용하여도 좋다. 예컨대, 제1 코어(15b) 및 제2 코어(15c)의 개수를 n개로 설정하여도 좋다.

또한, 제1 실시형태는, 제1 전기자열 및 제2 전기자열을 한가지 전기자(16b) 를 둘레 방향으로 1열로 나란히 배치한 것으로 한 예이지만, 본원 발명의 제1 전기자열 및 제2 전기자열은 이에 한정되지 않고, 예컨대 다른 두가지 전기자를 둘레 방향으로 2열로 나란히 배치한 것을 제1 전기자열 및 제2 전기자열로서 이용하여도 좋다. 이 경우에는, 제1 전기자열의 회전 자계의 회전 속도 및 회전 방향과, 제2 전기자열의 회전 자계의 회전 속도 및 회전 방향이 동일하게 되도록 제어하면 좋다.

또한, 제1 실시형태는, 제1 자극열 및 제2 자극열을 한가지 영구 자석(14c)을 둘레 방향으로 나란히 배치한 자석열에서의 좌우의 자극열로 한 예이지만, 본원 발명의 제1 자극열 및 제2 자극열은 이에 한정되지 않고, 두가지 영구 자석을 둘레 방향으로 나란히 배치한 2개의 영구 자석열을 준비하여, 한쪽의 영구 자석열에서의 1개의 자극열과, 다른쪽의 영구 자석열에서의 1개의 자극열을 제1 자극열 및 제2 자극열로서 이용하여도 좋다.

또한, 제1 실시형태는, 제1 전기 모터(10)에서, 제1 로터(14), 제2 로터(15) 및 스테이터(16)를 직경 방향의 내측으로부터 외측을 향하여 배치한 예이지만, 본원 발명의 제1 전기 모터에서의 제1 로터, 제2 로터 및 스테이터의 배치는 이에 한정되지 않는 것은 물론이다. 예컨대, 제1 로터, 제2 로터 및 스테이터를, 제1 전기 모터의 회전 축선 방향으로 나란히 배치하여도 좋다.

또한, 제1 실시형태는, 배터리(33)를 축전 장치로서 이용한 예이지만, 본원 발명의 축전 장치는 이에 한정되지 않고, 전력을 대비할 수 있는 것이면 좋다. 예컨대, 축전 장치로서 커패시터를 이용하여도 좋다.

또한, 제1 실시형태는, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 운전을 제어하는 제어 장치로서, MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31) 및 2ND·PDU(32)를 이용한 예이지만, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 제어하는 제어 장치는 이에 한정되지 않고, 이들 모터(10, 20)의 운전을 제어할 수 있는 것이면 좋다. 예컨대, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 제어하는 제어 장치로서, 마이크로컴퓨터를 탑재한 전기 회로 등을 이용하여도 좋다.

한편, 제1 실시형태의 하이브리드 차량(1)에 있어서, 도 17에 도시하는 바와 같이, 기어 기구(6) 대신에, 변속 장치[도면에서는 「T/M」이라고 나타낸다](35)를 마련하여도 좋다. 이 변속 장치(35)는, 출력축(13)과 전륜(4) 사이의 감속비를 단계적 또는 무단계로 변경하는 것이며, MOT·ECU(30)에 의해 변속 동작이 제어된다. 또한, 변속 장치(35)로서는, 구체적으로는, 토크 컨버터를 갖는 유단 자동 변속 장치, 벨트식 무단 변속 장치, 토로이달식 무단 변속 장치 및 자동 MT(액츄에이터에 의해, 클러치의 접속·차단 동작 및 변속 동작을 실행하는 유단 자동 변속 장치) 등 중 어느 하나가 적절히 이용된다.

이와 같이 구성한 경우, 예컨대 변속 장치(35)에서의 저회전·고부하역용의 감속비를 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 통해 변속 장치(35)에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 소형화할 수 있다. 한편, 변속 장치(35)에서의 고차속·고부하역용의 감속비를 작게 설정함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 회전수를 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 전기 모터(10)의 경 우, 그 계자 회전수를 저감할 수 있으므로, 에너지 손실을 저감할 수 있고, 전달 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 제2 전기 모터(20)의 경우, 그 운전 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 제1 실시형태의 하이브리드 차량(1)에 있어서, 도 18에 도시하는 바와 같이, 변속 장치(36)를, 엔진(3)과 제2 로터(15) 사이에 연장되는 입력축(12)의 도중에 마련하여도 좋다. 이 변속 장치(36)는, 엔진(3)과 제2 로터(15) 사이의 증속비를 단계적 또는 무단계로 변경하는 것이며, MOT·ECU(30)에 의해 변속 동작이 제어된다. 또한, 변속 장치(36)로서는, 상기 변속 장치(35)와 마찬가지로, 토크 컨버터를 갖는 유단 자동 변속 장치, 벨트식 무단 변속 장치, 토로이달식 무단 변속 장치 및 자동 MT 등 중 어느 하나가 적절히 이용된다.

이와 같이 구성한 경우, 예컨대 변속 장치(36)에서의 저회전·고부하역용의 증속비 및 종감속 장치의 종감속비를 모두 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 통해 종감속 장치측에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 소형화할 수 있다. 한편, 변속 장치(36)에서의 고차속·고부하역용의 증속비를 작게(또는 1:1로) 설정함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 회전수를 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터(10)의 경우, 그 계자 회전수를 저감할 수 있으므로, 에너지 손실을 저감할 수 있고, 전달 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 제2 전기 모터(20)의 경우, 그 운전 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 제1 실시형태의 하이브리드 차량(1)에 있어서, 도 19에 도시하는 바와 같이, 기어 기구(6)의 위치를, 출력축(13)의 제1 로터(14)와 로터(22) 사이로 변경하며, 출력축(13)의 기어 기구(6)와 로터(22) 사이에 변속 장치(37)를 마련하여도 좋다. 이 변속 장치(37)는, 로터(22)와 기어(6c) 사이의 감속비를 단계적 또는 무단계로 변경하는 것이며, MOT·ECU(30)에 의해 변속 동작이 제어된다. 또한, 변속 장치(37)로서는, 전술한 변속 장치(35)와 마찬가지로, 토크 컨버터를 갖는 유단 자동 변속 장치, 벨트식 무단 변속 장치, 토로이달식 무단 변속 장치 및 자동 MT 등 중 어느 하나가 적절히 이용된다.

이와 같이 구성한 경우, 예컨대 변속 장치(37)에서의 저회전·고부하역용의 감속비를 크게 설정함으로써, 제2 전기 모터(20)로부터 전륜(4)에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제2 전기 모터(20)를 소형화할 수 있다. 한편, 변속 장치(37)에서의 고차속·고부하역용의 감속비를 작게 설정함으로써, 제2 전기 모터(20)의 회전수를 저하시킬 수 있고, 이에 따라 전술한 바와 같이, 운전 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다.

다음에, 도 20을 참조하면서, 본원 발명의 제2 실시형태에 따른 하이브리드 차량(이하 「차량」이라고 한다)(1A)에 대해서 설명한다. 상기 도면에 도시하는 바와 같이, 이 차량(1A)은, 제1 실시형태의 차량(1)과 비교하면, 제2 전기 모터(20)를 후륜 구동용의 동력원으로서 이용한 점이 다르며, 그 이외는 제1 실시형태의 차량(1)과 거의 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 이하에서는 제1 실시형태의 차량(1)과 다른 점을 중심으로 설명하며, 동일한 구성에 관해서는 동일한 부호 를 붙여, 그 설명을 생략한다.

이 차량(1A)에서는, 제1 기어축(6a) 상의 기어(6d)가 차동 기어 기구(7)의 기어(7a)와 항상 맞물려 있으며, 이에 따라 출력축(13)의 회전은, 기어(6c, 6d) 및 기어(7a) 간의 기어비에 의해 변속되어, 차동 기어 기구(7)에 전달되며, 전륜(4, 4)에 전달된다.

또한, 제2 전기 모터(20)는, 차동 기어 기구(25) 및 좌우의 구동축(26, 26) 등을 통해, 좌우의 후륜(5, 5)에 연결되어 있으며, 이에 따라 후술하는 바와 같이, 제2 전기 모터(20)의 동력이 후륜(5, 5)에 전달된다. 또한, 본 실시형태에서는, 전륜(4)이 제1 구동륜에 상당하며, 후륜(5)이 제2 구동륜에 상당한다.

제2 전기 모터(20)의 로터(22)는, 기어축(24)의 좌단부에 동심으로 고정되어 있으며, 이 기어축(24)의 우단부에는, 기어(24a)가 기어축(24)에 동심으로 고정되어 있다. 이 기어(24a)는, 차동 기어 기구(25)의 기어(25a)와 항상 맞물려 있다. 이상의 구성에 의해, 제2 전기 모터(20)의 동력은, 기어(24a) 및 기어(25a)를 통해, 차동 기어 기구(25)에 전달되며, 후륜(5, 5)에 전달된다.

이상과 같이 구성된 본 실시형태의 차량(1A)에 따르면, 제1 실시형태의 차량(1)과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다. 이뿐만 아니라, 차량(1A)의 발진시, 제1 전기 모터(10)에서 회생된 전력을 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 사륜 구동 상태에서 발진시킬 수 있고, 이에 따라 눈길 등의 저μ로에서의 발진성을 향상시킬 수 있다. 또한, 주행 중에도, 사륜 구동 상태에서 주행 가능하게 되기 때문에, 저μ로에서의 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 실시형태의 하이브리드 차량(1A)에 있어서, 도 21에 도시하는 바와 같이, 변속 장치(38)를, 엔진(3)과 제2 로터(15) 사이에 연장되는 입력축(12)의 도중에 마련하며, 변속 장치(39)를, 기어축(24)의 기어(24a)와 로터(22) 사이에 마련하여도 좋다. 이 변속 장치(38)는, 엔진(3)과 제2 로터(15) 사이의 증속비를 단계적 또는 무단계로 변경하는 것이며, MOT·ECU(30)에 의해 변속 동작이 제어된다. 또한, 변속 장치(39)는, 제2 전기 모터(20)와 후륜(5) 사이의 감속비를 단계적 또는 무단계로 변경하는 것이며, MOT·ECU(30)에 의해 변속 동작이 제어된다. 또한, 변속 장치(38, 39)로서는, 전술한 변속 장치(35)와 마찬가지로, 토크 컨버터를 갖는 유단 자동 변속 장치, 벨트식 무단 변속 장치, 토로이달식 무단 변속 장치 및 자동 MT 등 중 어느 하나가 적절히 이용된다.

이와 같이 구성한 경우, 예컨대 변속 장치(38)에서의 저회전·고부하역용의 증속비 및 종감속 장치의 종감속비를 모두 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터(10)를 통해 종감속 장치측에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제1 전기 모터(10)를 소형화할 수 있다. 한편, 변속 장치(38)에서의 고차속·고부하역용의 증속비를 작게(또는 1:1로) 설정함으로써, 제1 전기 모터(10)의 회전수를 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터(10)에서 그 계자 회전수를 저감할 수 있으므로, 에너지 손실을 저감할 수 있고, 전달 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 예컨대 변속 장치(39)에서의 저회전·고부하역용의 감속비를 크게 설정함으로써, 제2 전기 모터(20)의 발생 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제2 전기 모터(20)를 소형화할 수 있다. 한편, 변속 장치(39)에서의 고차속·고부하역용의 감속비를 작게 설정함으로써, 제2 전기 모터(20)의 회전수를 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 제2 전기 모터(20)에서, 그 운전 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 도 21에 도시하는 예에서는, 2개의 변속 장치(38, 39)를 하이브리드 차량(1A)에 마련하였지만, 이들 변속 장치(38, 39) 중 하나를 생략하여도 좋다.

다음에, 도 22를 참조하면서, 본원 발명의 제3 실시형태에 따른 하이브리드 차량(이하 「차량」이라고 한다)(1B)에 대해서 설명한다. 상기 도면에 도시하는 바와 같이, 이 차량(1B)은, 제1 실시형태의 차량(1)과 비교하면, 제2 전기 모터(20) 및 2ND·PDU(32) 등을 생략하며, 전자 브레이크(40)를 부가한 점이 다르고, 그 이외는 제1 실시형태의 차량(1)과 거의 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 이하에서는 제1 실시형태의 차량(1)과 다른 점을 중심으로 설명하며, 동일한 구성에 관해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

이 차량(1B)에서는, 전술한 제2 실시형태의 차량(1A)과 마찬가지로, 제1 기어축(6a) 상의 기어(6d)가 차동 기어 기구(7)의 기어(7a)와 항상 맞물려 있으며, 이에 따라 출력축(13)의 회전은, 기어(6c, 6d) 및 기어(7a) 간의 기어비에 의해 변속되어, 차동 기어 기구(7)에 전달되며, 전륜(4, 4)에 전달된다. 또한, 본 실시형태에서는, 전륜(4)이 제1 구동륜에 상당한다.

또한, 전자 브레이크(40)(제지 장치)는, 입력축(12)의 제1 전기 모터(10)와 엔진(3) 사이에 마련되어 있으며, MOT·ECU(30)에 전기적으로 접속되어 있다. 이 전자 브레이크(40)는, MOT·ECU(30)에 의해 ON/OFF 상태로 전환되며, OFF 상태일 때에는 입력축(12)의 회전을 허용하고, ON 상태일 때에는 입력축(12)의 회전을 제지한다.

다음에, 차량 운전 중의, MOT·ECU(30)에 의한 제1 전기 모터(10) 및 전자 브레이크(40)의 제어에 대해서 설명한다. 또한, 전자 브레이크(40)는, 후술하는 모터 발진 제어시에만 ON 상태로 제어되며, 이 모터 발진 제어 이외의 각종 제어에서는 OFF 상태로 유지된다.

우선, 엔진 시동 제어에 대해서 설명한다. 이 엔진 시동 제어는, 엔진 정지 중이며 정차 중인 경우에 있어서, 전술한 소정의 엔진 시동 조건이 성립하였을 때에, 제1 전기 모터(10)의 동력에 의해 엔진(3)을 시동하는 것이다. 구체적으로는, 소정의 시동 조건이 성립하면, 배터리(33)의 전력이 1ST·PDU(31)를 통해 제1 전기 모터(10)에 공급된다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 제1 로터(14)가 정지한 채로, 제2 로터(15)가 구동되며, 그 결과 엔진(3)이 시동된다.

또한, 엔진 운전 중이며 정차 중인 경우에 있어서, 전술한 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에는, 발진 제어가 실행된다. 이 발진 제어에서는, 소정의 발진 조건이 성립하면, 우선 제1 전기 모터(10)에서, 엔진(3)의 동력을 전력으로서 회생시킨다(즉 발전시킨다). 그리고, 전력 회생의 개시 후, 그 회생 전력이 감소하도록, 제1 전기 모터(10)가 제어된다. 이에 따라, 엔진 스톨을 회피하면서, 엔진(3)의 동력에 의해, 차량(1C)을 발진시킬 수 있다.

또한, 엔진 운전 중이며 주행 중인 경우에는, 엔진 동력의 분배 제어가 실행 된다. 이 분배 제어에서는, 엔진(3)의 운전 상태[엔진 회전수(NE) 및 액셀 개방도(AP) 등] 및/또는 하이브리드 차량(1B)의 주행 상태[차속(VP) 등]에 따라, 엔진(3)의 동력 중, 제1 로터(14)를 통해 전륜(4)에 전달되는 동력과, 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제1 전기 모터(10)가 제어된다. 이에 따라, 엔진(3)의 운전 상태 및/또는 하이브리드 차량(1B)의 주행 상태에 따라, 회생 전력을 적절히 제어하면서, 하이브리드 차량(1B)을 주행시킬 수 있다.

또한, 이 분배 제어 중, 전술한 소정의 동력 전달 조건이 성립하였을 때에는, 제1 전기 모터(10)의 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계의 회전 속도가 값 0이 되도록, 제1 전기 모터(10)가 제어된다. 이에 따라, 엔진(3)의 동력을, 자기 전달 가능한 범위 내이면, 제2 로터(15) 및 제1 로터(14)를 통해 전륜(4)에 전부 자기 전달할 수 있다.

한편, 엔진 운전 중이고 주행 중(감속 퓨얼 컷 운전 중도 포함한다)이며, 엔진(3)의 동력이 전력 회생되고 있는 경우에 있어서, 배터리(33)의 충전 잔량(SOC)이 전술한 소정값(SOC_REF) 이하일 때에는, 회생 전력이 배터리(33)에 공급되어, 배터리(33)의 충전 제어가 실행된다. 또한, 전술한 발진 제어 중에 전력 회생이 실행되었을 때에도, 배터리(33)의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF) 이하이면, 배터리(33)의 충전 제어가 실행된다. 이에 따라, 배터리(33)에서 충분한 충전 잔량(SOC)을 확보할 수 있다.

또한, 엔진 운전 중이며 주행 중인 경우에 있어서, 전술한 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에는, 어시스트 제어가 실행된다. 구체적으로는, 배터리(33) 내의 전력이 제1 전기 모터(10)에 공급되며, 엔진(3) 및 제1 전기 모터(10)의 동력에 의해 전륜(4)을 구동시키도록, 제1 전기 모터(10)가 제어된다. 이에 따라, 엔진(3)뿐만 아니라 제1 전기 모터(10)를 동력원으로 하여, 어시스트 주행할 수 있다.

또한, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1B)이 정지 중인 경우에 있어서, 전술한 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에는, 전자 브레이크(40)가 ON되고, 제2 로터(15)의 회전이 제지되며, 배터리(33)의 전력을 제1 전기 모터(10)에 공급함으로써, 제1 전기 모터(10)가 역행 제어된다. 이에 따라, 엔진(3)을 정지한 채로, 제1 전기 모터(10)에 의해 전륜(4)을 구동시켜, 하이브리드 차량(1B)을 발진시킬 수 있다. 그 결과, 연비를 향상시킬 수 있다.

다음에, 도 23을 참조하면서, 본원 발명의 제4 실시형태에 따른 하이브리드 차량(이하 「차량」이라고 한다)(1C)에 대해서 설명한다. 상기 도면에 도시하는 바와 같이, 이 차량(1C)은, 제1 실시형태의 차량(1)과 비교하면, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 배치가 다르며, 그 이외는 제1 실시형태의 차량(1)과 거의 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 이하에서는 제1 실시형태의 차량(1)과 다른 점을 중심으로 설명하며, 동일한 구성에 관해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

이 차량(1C)에서는, 제2 전기 모터(20)가 엔진(3)과 제1 전기 모터(10) 사이에 배치되며, 그 로터(22)는 입력축(12)(회전축)의 소정 부위에 동심으로 고정되어 있다. 또한, 제1 전기 모터(10)에서는, 제1 로터(14)가 로터(22)보다도 하류측의 입력축(12)의 우단부에 동심으로 고정되며, 제2 로터(15)가 출력축(13)의 좌단부에 동심으로 고정되어 있다. 이에 따라, 제1 전기 모터(10)의 운전시, 제2 로터(15)가 회전하고 있을 때에는, 그 동력이 전륜(4, 4)에 전달된다. 또한, 본 실시형태에서는, 전륜(4)이 제1 구동륜에 상당한다.

다음에, 차량 운전 중에 MOT·ECU(30)에 의해 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20) 모두를 제어하는 경우의 제어 방법에 대해서 설명한다. 우선, 정차 중의 엔진 시동 제어에 대해서 설명한다. 이 제어에서는, 엔진 정지 중이며 정차 중인 경우에 있어서, 전술한 소정의 시동 조건이 성립하였을 때에는, 전술한 배터리(33)의 전력이 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)에 공급되며, 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)의 동력이 입력축(12)을 통해 엔진(3)에 전달되도록, 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)가 역행 제어된다. 이에 따라, 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)의 동력에 의해, 엔진(3)을 시동할 수 있다.

또한, 엔진 운전 중이며 정차 중인 경우에 있어서, 전술한 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에는, 발진 제어가 실행된다. 구체적으로는, 정차 중에, 엔진(3)의 동력은 입력축(12)에 전달되어, 제1 전기 모터(10)의 제1 로터(14)가 구동된다. 그 상태에서, 제1 전기 모터(10)를 제어함으로써, 제1 전기 모터(10)로 전력 회생을 실행하며, 그 회생 전력을 제2 전기 모터(20)에 공급하면, 제2 전기 모터(20)의 로터(22)에 의해, 제1 로터(14)가 구동되어, 에너지 순환이 발생한다. 이 상태에 서, 제1 전기 모터(10)에서의 회생 전력을 감소측으로 제어하면, 제1 전기 모터(10)의 제2 로터(15)가 회전하며, 출력축(13)이 구동되고, 전륜(4, 4)이 구동됨으로써, 차량(1C)이 발진한다. 차량(1C)의 발진 이후, 제1 전기 모터(10)에서의 회생 전력을 더 감소측으로 제어하여, 제1 전기 모터(10)의 스테이터(16)의 자계 회전 방향이 역회전으로부터 정회전으로 이행된 후는, 제2 전기 모터(20)를 회생 제어하며 또한 제1 전기 모터(10)를 역행 제어함으로써, 차속이 상승한다.

또한, 엔진 운전 중이며 주행 중일 때에는, 변속 제어가 실행된다. 이 변속 제어에서는, 엔진(3)의 운전 상태[엔진 회전수(NE) 및 액셀 개방도(AP) 등] 및/또는 하이브리드 차량(1B)의 주행 상태[차속(VP) 등]에 따라, 엔진(3)의 동력 중, 입력축(12)을 통해 제1 로터(14)에 전달되는 동력과, 제2 전기 모터(20)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제2 전기 모터(20)가 제어되며, 이 회생 전력(W)을 제1 전기 모터(10)에 공급함으로써, 제1 전기 모터(10)가 제어된다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터(10)가, 유성 기어 장치와 마찬가지의 동작 특성을 갖고 있기 때문에, 상기한 바와 같이 제2 전기 모터(20)를 제어하며, 제2 전기 모터(20)에서의 회생 전력(W)을 제1 전기 모터(10)에 공급함으로써, 제1 전기 모터(10)를 제어하면, 전기적인 손실을 무시한다면, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 통해, 엔진(3)의 동력을 전부 전륜(4)에 전달하면서, 입력축(12)의 회전수와 출력축(13)의 회전수의 비, 바꾸어 말하면 엔진 회전수(NE)와 구동축 회전수(ND)의 비를 임의로 변경할 수 있다. 즉, 2개의 전기 모터(10, 20)를 제어함으로써, 자동 변속 장치로서의 기능을 실현할 수 있다.

또한, 이 변속 제어 중, 전술한 소정의 동력 전달 조건이 성립하였을 때에는, 제1 전기 모터(10)에서의 전력 회생을 중지하고, 록 전류를 전기자(16b)에 공급하거나 또는 제1 전기 모터(10)에서의 상간 단락 제어를 실행하는 것 등에 의해, 제1 전기 모터(10)의 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계의 회전 속도를 값 0으로 제어한다. 이와 같이 제어한 경우, 자기 전달 가능한 범위 내이면, 엔진(3)의 동력을 전부 자기를 통해 전륜(4)에 전달할 수 있기 때문에, 제1 전기 모터(10)에서의 회생 전력을 2ND·PDU(32)를 통해 제2 전기 모터(20)에 공급하도록 제어하는 경우와 비교해서, 동력 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 엔진 운전 중이며 주행 중(감속 퓨얼 컷 운전 중도 포함한다)인 경우에 있어서, 배터리(33)의 충전 잔량(SOC)이 전술한 소정값(SOC_REF) 이하일 때에는, 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)에서의 회생 전력을 제어하여, 배터리(33)에 대한 충전 제어를 실행한다. 이에 따라, 배터리(33)에서 충분한 충전 잔량(SOC)을 확보할 수 있다. 또한, 전술한 발진 제어나 변속 제어의 실행 중에 있어서, 배터리(33)의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF) 이하일 때에, 배터리(33)에 대한 충전 제어를 실행하여도 좋다.

또한, 엔진 운전 중이며 전술한 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에는, 어시스트 제어가 실행된다. 구체적으로는, 배터리(33) 내의 전력을 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)의 동력과, 엔진(3)의 동력이 전륜(4)에 전달되도록, 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)가 제어된다. 이에 따라, 엔진(3)뿐만 아니라 제1 전기 모터(10) 및/또는 제2 전기 모터(20)를 동력원으로 하여, 어시스트 주행 또는 어시스트 발진시킬 수 있다.

또한, 엔진(3)이 정지 중이며 또한 하이브리드 차량(1)이 정지 중인 경우에 있어서, 전술한 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에는, 모터 발진 제어가 실행된다. 구체적으로는, 엔진(3)을 정지한 채로, 배터리(33)의 전력을 2ND·PDU(32)를 통해 제2 전기 모터(20)에 공급하여, 제2 전기 모터(20)(제지 장치)를, 로터(22)가 회전 정지 상태로 유지되도록 제어함으로써, 제1 로터(14)의 회전을 제지하며, 배터리(33)의 전력을 1ST·PDU(31)를 통해 제1 전기 모터(10)에 공급하여, 제1 전기 모터(10)의 역행 제어를 실행한다. 그 결과, 제1 전기 모터(10)의 전력이 자기를 통해 출력축(13)측에 동력으로서 전달되며, 이에 따라 차량(1C)을 발진시킬 수 있다.

다음에, 차량(1C)의 운전 중에 있어서, MOT·ECU(30)에 의한 제2 전기 모터(20)의 제어를 정지하며, MOT·ECU(30)에 의해 제1 전기 모터(10)만을 제어하는 경우의 제어 방법에 대해서 설명한다. 우선, 엔진 운전 중이며 정차 중인 경우에 있어서, 전술한 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에는, 발진 제어가 실행된다. 이 발진 제어에서는, 상기 소정의 발진 조건이 성립하면, 우선 제1 전기 모터(10)에서, 엔진(3)의 동력을 전력으로서 회생시키며, 전력 회생의 개시 후, 그 회생 전력이 감소하도록, 제1 전기 모터(10)가 제어된다. 이에 따라, 엔진 스톨을 회피하면서, 엔진(3)의 동력에 의해, 차량(1C)을 발진시킬 수 있다.

또한, 엔진 운전 중이며 주행 중일 때에는, 엔진 동력의 분배 제어가 실행된 다. 이 분배 제어에서는, 엔진(3)의 운전 상태[엔진 회전수(NE) 및 액셀 개방도(AP) 등] 및/또는 하이브리드 차량(1C)의 주행 상태[차속(VP) 등]에 따라, 엔진(3)의 동력 중, 제2 로터(15)를 통해 전륜(4)에 전달되는 동력과, 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 제1 전기 모터(10)가 제어된다. 이에 따라, 엔진(3)의 운전 상태 및/또는 하이브리드 차량(1C)의 주행 상태에 따라, 회생 전력을 적절히 제어하면서, 하이브리드 차량(1C)을 주행시킬 수 있다.

또한, 이 분배 제어 중, 전술한 소정의 동력 전달 조건이 성립하였을 때에는, 제1 전기 모터(10)의 제1 회전 자계 및 제2 회전 자계의 회전 속도가 값 0이 되도록, 제1 전기 모터(10)가 제어된다. 이에 따라, 엔진(3)의 동력을, 자기 전달 가능한 범위 내이면, 제1 로터(14) 및 제2 로터(15)를 통해 전륜(4)에 전부 자기 전달할 수 있다.

한편, 엔진 운전 중이며 주행 중(감속 퓨얼 컷 운전 중도 포함한다)이고, 엔진(3)의 동력이 전력 회생되고 있는 경우에 있어서, 배터리(33)의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF) 이하일 때에는, 회생 전력이 배터리(33)에 공급되어, 배터리(33)의 충전 제어가 실행된다. 또한, 전술한 발진 제어 중에 전력 회생이 실행되었을 때에도, 배터리(33)의 충전 잔량(SOC)이 소정값(SOC_REF) 이하이면, 배터리(33)의 충전 제어가 실행된다. 이에 따라, 배터리(33)에서 충분한 충전 잔량(SOC)을 확보할 수 있다.

또한, 엔진 운전 중이며 주행 중인 경우에 있어서, 전술한 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에는, 어시스트 제어가 실행된다. 구체적으로는, 배터리(33) 내의 전력이 제1 전기 모터(10)에 공급되며, 엔진(3) 및 제1 전기 모터(10)의 동력에 의해 전륜(4)을 구동시키도록, 제1 전기 모터(10)가 제어된다. 이에 따라, 엔진(3)뿐만 아니라 제1 전기 모터(10)를 동력원으로 하여, 어시스트 주행할 수 있다. 이상과 같이, 제1 전기 모터(10)만을 제어함으로써, 하이브리드 차량(1C)을 운전할 수 있다.

또한, 제4 실시형태는, 엔진(3)을 정지한 상태에서 차량(1C)을 발진시킬 때, 제2 전기 모터(20)를 제지 상태로 제어하여, 제1 전기 모터(10)를 역행 제어한 예이지만, 이 대신에, 도 24에 도시하는 바와 같이, 차량(1C)에 있어서, 엔진(3)과 제2 전기 모터(20) 사이에 클러치(41)를 마련하여도 좋다. 이와 같이 구성한 경우, 엔진(3)을 정지한 상태에서 차량(1C)을 발진시킬 때, MOT·ECU(30)에 의해, 클러치(41)를 차단 상태로 유지하며, 그 상태에서, 2개의 전기 모터(10, 20) 중 적어도 한쪽이 역행 제어된다. 이에 따라, 전기 모터(10, 20) 중 적어도 한쪽의 동력에 의해, 엔진(3)을 정지한 채로, 차량(1C)을 발진시킬 수 있다. 이 경우, 클러치(41)로서는, 전자(電磁) 클러치나, 유압 액츄에이터에 의해 구동되는 유압식 클러치 등의 동력을 전달·차단하는 기구로서, MOT·ECU(30)에 의해 제어 가능한 것이면 좋다.

한편, 제4 실시형태의 차량(1C)에 있어서, 도 25에 도시하는 바와 같이, 기어 기구(6) 대신에, 변속 장치(45)를 마련하여도 좋다. 이 변속 장치(45)는, 출력축(13)과 전륜(4) 사이의 감속비를 단계적 또는 무단계로 변경하는 것이며, MOT· ECU(30)에 의해 변속 동작이 제어된다. 또한, 변속 장치(45)로서는, 전술한 변속 장치(35)와 마찬가지로, 토크 컨버터를 갖는 유단 자동 변속 장치, 벨트식 무단 변속 장치, 토로이달식 무단 변속 장치 및 자동 MT 등 중 어느 하나가 적절히 이용된다.

이와 같이 구성한 경우, 예컨대 변속 장치(45)에서의 저회전·고부하역용의 감속비를 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 통해 변속 장치(45)에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 소형화할 수 있다. 한편, 변속 장치(45)에서의 고차속·고부하역용의 감속비를 작게 설정함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 회전수를 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 전기 모터(10)의 경우, 그 계자 회전수를 저감할 수 있으므로, 에너지 손실을 저감할 수 있고, 전달 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 제2 전기 모터(20)의 경우, 그 운전 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 제4 실시형태의 차량(1C)에 있어서, 도 26에 도시하는 바와 같이, 변속 장치(46)를, 엔진(3)과 로터(22) 사이에 연장되는 입력축(12)의 도중에 마련하여도 좋다. 이 변속 장치(46)는, 엔진(3)과 로터(22) 사이의 증속비를 단계적 또는 무단계로 변경하는 것이며, MOT·ECU(30)에 의해 변속 동작이 제어된다. 또한, 변속 장치(46)로서는, 전술한 변속 장치(35)와 마찬가지로, 토크 컨버터를 갖는 유단 자동 변속 장치, 벨트식 무단 변속 장치, 토로이달식 무단 변속 장치 및 자동 MT 등 중 어느 하나가 적절히 이용된다.

이와 같이 구성한 경우, 예컨대 변속 장치(46)에서의 저회전·고부하역용의 증속비 및 종감속 장치의 종감속비를 모두 크게 설정함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 통해 종감속 장치측에 전달하여야 할 토크를 작게 설정할 수 있으며, 이에 따라 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)를 소형화할 수 있다. 한편, 변속 장치(46)에서의 고차속·고부하역용의 증속비를 작게(또는 1:1로) 설정함으로써, 제1 전기 모터(10) 및 제2 전기 모터(20)의 회전수를 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 전술한 바와 같이, 제1 전기 모터(10)의 경우, 그 계자 회전수를 저감할 수 있으므로, 에너지 손실을 저감할 수 있고, 전달 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 제2 전기 모터(20)의 경우, 그 운전 효율을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장시킬 수 있다.

또한, 제4 실시형태의 차량(1C)에 있어서, 제2 실시형태의 차량(1A)과 마찬가지로, 제2 전기 모터(20)의 위치를 엔진(3)과 제1 전기 모터(10) 사이의 위치로부터 후륜(5)측으로 변경하여, 제2 전기 모터(20)에 의해 후륜(5)을 구동시키도록 구성하여도 좋다. 이와 같이 구성한 경우, 제2 실시형태의 차량(1A)과 마찬가지로, 차량(1C)의 발진시, 사륜 구동 상태에서 발진시킬 수 있으며, 이에 따라 눈길 등의 저μ로에서의 발진성을 향상시킬 수 있다. 또한, 주행 중에도, 사륜 구동 상태에서 주행 가능하게 되기 때문에, 저μ로에서의 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 전기 모터가 엔진에 기계적으로 연결되어 있는 경우에 있어서, 전 기 모터의 내구성 및 효율을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 상품성을 향상시킬 수 있는 점에서, 매우 유용하다.

Claims

엔진(3);

스테이터(16)와, 이 스테이터(16)에 대하여 상대적으로 회전 가능한 제1 로터(14) 및 제2 로터(15)를 가지며, 제1 로터(14) 및 제2 로터(15) 중 한쪽이 상기 엔진(3)에 기계적으로 연결된 제1 전기 모터(10); 및

상기 제1 로터(14) 및 상기 제2 로터(15) 중 다른쪽에 기계적으로 연결된 제1 구동륜(4)

을 포함하고,

상기 스테이터(16)는, 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제1 전기자(16b)로 구성되며, 전력의 공급에 따라 복수의 제1 전기자에 발생하는 자극에 의해, 소정의 회전 방향으로 회전하는 제1 회전 자계를 발생시키는 제1 전기자열과, 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제2 전기자(16b)로 구성되며, 전력의 공급에 따라 복수의 제2 전기자에 발생하는 자극에 의해, 상기 소정의 회전 방향으로 회전하는 제2 회전 자계를 발생시키는 제2 전기자열을 갖고,

상기 제1 로터(14)는, 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제1 자극(14c)으로 구성되고, 인접하는 각 2개의 상기 제1 자극이 서로 다른 극성을 가지며 상기 제1 전기자열에 대향하도록 배치된 제1 자극열과, 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제2 자극(14c)으로 구성되고, 인접하는 각 2개의 상기 제2 자극이 서로 다른 극성을 가지며 상기 제2 전기자열에 대향하도록 배치된 제2 자극열을 갖고,

상기 제2 로터(15)는, 서로 소정의 간격을 두고 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제1 연자성체(15b)로 구성되고, 상기 제1 전기자열과 상기 제1 자극열 사이에 배치된 제1 연자성체열과, 서로 소정의 간격을 두고 둘레 방향으로 나란히 배치된 복수의 제2 연자성체(15c)로 구성되며, 상기 제2 전기자열과 상기 제2 자극열 사이에 배치된 제2 연자성체열을 갖고,

상기 제1 전기자의 각 자극 및 상기 각 제1 자극이 서로 대향하고 있을 때에는, 상기 제2 전기자의 각 자극 및 상기 각 제2 자극이 서로 대향하고 있고, 상기 대향하고 있는 상기 제1 전기자의 각 자극 및 상기 각 제1 자극이 서로 다른 극성일 때에는, 상기 대향하고 있는 상기 제2 전기자의 각 자극 및 상기 각 제2 자극이 서로 동일한 극성을 나타내며, 상기 대향하고 있는 상기 제1 전기자의 각 자극 및 상기 각 제1 자극이 서로 동일한 극성일 때에는, 상기 대향하고 있는 상기 제2 전기자의 각 자극 및 상기 각 제2 자극이 서로 다른 극성을 나타내고,

상기 제1 전기자의 각 자극 및 상기 각 제1 자극이 대향하고 있는 경우에 있어서, 상기 각 제1 연자성체가 상기 제1 전기자의 자극 및 상기 제1 자극 사이에 위치할 때에는, 상기 각 제2 연자성체가 상기 둘레 방향으로 인접하는 2조(組)의 상기 제2 전기자의 자극 및 상기 제2 자극 사이에 위치하며, 상기 각 제2 연자성체가 상기 제2 전기자의 자극 및 상기 제2 자극 사이에 위치할 때에는, 상기 각 제1 연자성체가 상기 둘레 방향으로 인접하는 2조의 상기 제1 전기자의 자극 및 상기 제1 자극 사이에 위치하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1, 1A, 1B, 1C).
제1항에 있어서, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)]를 더 포함하고,

상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 로터(14)는 상기 제1 구동륜(4)에 기계적으로 연결되며, 상기 제2 로터(15)는 상기 엔진(3)에 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1, 1A, 1B).
제2항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 정지 중이며 하이브리드 차량(1, 1B)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 엔진 시동 조건이 성립하였을 때에, 상기 제1 회전 자계 및 상기 제2 회전 자계가 발생하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1, 1B).
제2항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1B)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 상기 엔진(3)의 동력을 상기 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생시키며 이 회생의 개시 후에 회생 전력이 감소하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1B).
제2항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1B)이 주행 중일 때에, 상기 엔진(3)의 운전 상태 및 하이브리드 차량(1B)의 주행 상태 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두에 따라, 상기 엔진(3)의 동력 중, 상기 제1 로터(14)를 통해 상기 제1 구동륜(4)에 전달되는 동력과, 상기 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1B).
제2항에 있어서, 상기 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)] 및 상기 제1 전기 모터(10)에 전기적으로 접속된 축전 장치(33)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 상기 축전 장치(33)의 충전 잔량이 소정값 이하일 때에, 상기 제1 전기 모터(10)에 의해 전력을 회생시키도록, 제1 전기 모터(10)를 제어하며, 이 회생시킨 전력을 상기 축전 장치(33)에 충전하는 충전 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1B).
제2항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1B)이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 동력 전달 조건이 성립하였을 때에, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 회전 자계 및 상기 제2 회전 자계의 회전 속도가 값 0이 되도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1B).
제2항에 있어서, 상기 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)] 및 상기 제1 전기 모터(10)에 전기적으로 접속된 축전 장치(33)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1B)이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 상기 축전 장치(33) 내의 전력을 상기 제1 전기 모터(10)에 공급함으로써, 상기 엔진(3) 및 상기 제1 전기 모터(10)의 동력에 의해 상기 제1 구동륜(4)을 구동시키도록, 상기 제1 전기 모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1B).
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 상기 제2 로터(15)의 회전을 제지하기 위한 제지 장치(40)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 정지 중이며 하이브리드 차량(1B)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 상기 제2 로터(15)의 회전을 제지하도록, 상기 제지 장치(40)를 제어하며, 상기 제1 회전 자계 및 상기 제2 회전 자계가 발생하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1B).
제2항에 있어서, 상기 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 상기 제1 구동륜(4) 및 상기 제1 로터(14)에 기계적으로 연결된 회전축(13)을 갖는 제2 전기 모터(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1).
제10항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 상기 엔진(3)의 동력을 상기 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생시키도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하며, 이 회생시킨 전력을 상기 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제2 전기 모터(20)를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1).
제10항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1)이 주행 중일 때에, 상기 엔진(3)의 운전 상태 및 하이브리드 차량(1)의 주행 상태 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두에 따라, 상기 엔진(3)의 동력 중, 상기 제1 로터(14) 및 상기 회전축(13)을 통해 상기 제1 구동륜(4)에 전달되는 동력과, 상기 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하며, 이 회생된 전력을 상기 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제2 전기 모터(20)를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1).
제10항에 있어서, 상기 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)], 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20)에 전기적으로 접속된 축전 장치(33)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 상기 축전 장치(33)의 충전 잔량이 소정값 이하일 때에, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두에 의해 전력을 회생시키도록, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두를 제어하며, 이 회생시킨 전력을 상기 축전 장치(33)에 충전하는 충전 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1).
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)], 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20)에 전기적으로 접속된 축전 장치(33)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 상기 축전 장치(33) 내의 전력을 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두에 공급함으로써, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두의 동력과 상기 엔진(3)의 동력이 상기 제1 구동륜(4)에 전달되도록, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1).
제10항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 정지 중이며 하이브리드 차량(1)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20)의 역행(力行) 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1).
제10항에 있어서, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 로터(14) 및 상기 제2 전기 모터(20)의 상기 회전축(13)과, 상기 제1 구동륜(4) 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(35)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1).
제10항에 있어서, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제2 로터(15)와 상기 엔진(3) 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(36)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1).
제10항에 있어서, 상기 제2 전기 모터(20)의 상기 회전축(13)은, 변속 장치(37)를 통해 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 로터(14) 및 상기 제1 구동륜(4)에 기계적으로 연결되어 있으며,

이 변속 장치(37)는, 상기 제2 전기 모터(20)의 상기 회전축(13)과, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 로터(14) 및 상기 제1 구동륜(4) 사이의 변속 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1).
제2항에 있어서, 상기 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 상기 제1 구동륜(4)과 별개인 제2 구동륜(5)에 기계적으로 연결된 제2 전기 모터(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1A).
제19항에 있어서, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제2 로터(15)와 상기 엔진(3) 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(38)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1A).
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 제2 전기 모터(20)와 상기 제2 구동륜(5) 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(39)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1A).
제1항에 있어서, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)]를 더 포함하고,

상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 로터(14)는 상기 엔진(3)에 기계적으로 연결되며, 상기 제2 로터(15)는 상기 제1 구동륜(4)에 기계적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제22항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 정지 중이며 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 엔진 시동 조건이 성립하였을 때에, 상기 제1 회전 자계 및 상기 제2 회전 자계가 발생하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제22항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 상기 엔진(3)의 동력을 상기 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생시키며 이 회생의 개시 후에 회생 전력이 감소하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제22항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1C)이 주행 중일 때에, 상기 엔진(3)의 운전 상태 및 하이브리드 차량(1C)의 주행 상태 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두에 따라, 상기 엔진(3)의 동력 중, 상기 제2 로터(15)를 통해 상기 제1 구동륜(4)에 전달되는 동력과, 상기 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제22항에 있어서, 상기 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)] 및 상기 제1 전기 모터(10)에 전기적으로 접속된 축전 장치(33)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 상기 축전 장치(33)의 충전 잔량이 소정값 이하일 때에, 상기 제1 전기 모터(10)에 의해 전력을 회생시키도록, 제1 전기 모터(10)를 제어하며, 이 회생시킨 전력을 상기 축전 장치(33)에 충전하는 충전 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제22항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1C)이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 동력 전달 조건이 성립하였을 때에, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 회전 자계 및 상기 제2 회전 자계의 회전 속도가 값 0이 되도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제22항에 있어서, 상기 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)] 및 상기 제1 전기 모터(10)에 전기적으로 접속된 축전 장치(33)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1C)이 주행 중인 경우에 있어서, 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 상기 축전 장치(33) 내의 전력을 상기 제1 전기 모터(10)에 공급함으로써, 상기 엔진(3) 및 상기 제1 전기 모터(10)의 동력에 의해 상기 제1 구동륜(4)을 구동시키도록, 상기 제1 전기 모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제22항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 상기 제1 로터(14)의 회전을 제지하기 위한 제지 장치(20)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 정지 중이며 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 상기 제1 로터(14)의 회전을 제지하도록, 상기 제지 장치(20)를 제어하며, 상기 제1 회전 자계 및 상기 제2 회전 자계가 발생하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제22항에 있어서, 상기 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 상기 엔진(3) 및 상기 제1 로터(14)에 기계적으로 연결된 회전축(12)을 갖는 제2 전기 모터(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제30항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 정지 중이며 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 시동 조건이 성립하였을 때에, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두의 동력이 상기 회전축(12)을 통해 상기 엔진(3)에 전달되도록, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제30항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 상기 엔진(3)의 동력을 상기 제1 전기 모터(10)에 의해 전력으로서 회생시키며 이 회생의 개시 후에 회생 전력이 감소하도록, 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 대한 공급 전력을 제어하며, 이 회생시킨 전력을 상기 제2 전기 모터(20)에 공급함으로써, 제2 전기 모터(20)를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 하이브리드 차량(1C)이 주행 중일 때에, 상기 엔진(3)의 운전 상태 및 하이브리드 차량(1C)의 주행 상태 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두에 따라, 상기 엔진(3)의 동력 중, 상기 회전축(12)을 통해 상기 제1 로터(14)에 전달되는 동력과, 상기 제2 전기 모터(20)에 의해 전력으로서 회생되는 동력의 비율을 변경하도록, 상기 제2 전기 모터(20)를 제어하며, 이 회생된 전력을 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 전기자열 및 상기 제2 전기자열에 공급함으로써, 제1 전기 모터(10)를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제30항에 있어서, 상기 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)], 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20)에 전기적으로 접속된 축전 장치(33)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 상기 축전 장치(33)의 충전 잔량이 소정값 이하일 때에, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두에 의해 전력을 회생시키도록, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두를 제어하며, 이 회생시킨 전력을 상기 축전 장치(33)에 충전하는 충전 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치[MOT·ECU(30), 1ST·PDU(31), 2ND·PDU(32)], 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20)에 전기적으로 접속된 축전 장치(33)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 운전 중이며 소정의 어시스트 조건이 성립하였을 때에, 상기 축전 장치(33) 내의 전력을 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두에 공급함으로써, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두의 동력과 상기 엔진의 동력이 제1 구동륜(4)에 전달되도록, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제30항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 정지 중이며 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 모터 발진 조건이 성립하였을 때에, 상기 제2 전기 모터(20)를, 상기 회전축(12)을 회전할 수 없게 유지하도록 제어하며, 상기 제1 전기 모터(10)의 역행 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제30항에 있어서, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제1 로터(14) 및 상기 제2 전기 모터(20)의 상기 회전축(12)과, 상기 엔진(3) 사이를 기계적으로 접속·차단하는 클러치(41)를 더 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 엔진(3)이 정지 중이며 하이브리드 차량(1C)이 정지 중인 경우에 있어서, 소정의 발진 조건이 성립하였을 때에, 상기 클러치(41)를 차단 상태로 제어하며, 상기 제1 전기 모터(10) 및 상기 제2 전기 모터(20) 중 어느 한쪽 혹은 양쪽 모두의 역행 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제30항에 있어서, 상기 제1 전기 모터(10)의 상기 제2 로터(15)와 상기 제1 구동륜(4) 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(45)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제30항에 있어서, 상기 제2 전기 모터(20)의 상기 회전축(12)과 상기 엔진(3) 사이의 변속 동작을 행하는 변속 장치(46)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).
제22항에 있어서, 상기 제어 장치에 전기적으로 접속되며, 상기 제1 구동륜(4)과 별개인 제2 구동륜(5)에 기계적으로 연결된 제2 전기 모터(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량(1C).