JP2000355224A

JP2000355224A - ハイブリッド型車両

Info

Publication number: JP2000355224A
Application number: JP2000114547A
Authority: JP
Inventors: Kozo Yamaguchi; 幸蔵山口
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 2000-04-17
Publication date: 2000-12-26
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JP3289720B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電気モータが大型化することなく、また、大容
量のインバータ素子を必要とすることなく、高負荷領域
でハイブリッド型車両を走行させることができるように
する。【解決手段】内燃エンジン１１と、電機装置と、電気モ
ータ２５と、電気モータ２５を駆動することによって回
転させられる出力軸と、第１の歯車要素と電機装置と
が、第２の歯車要素と電気モータ２５を駆動することに
よって回転させられる出力軸とが、第３の歯車要素と内
燃エンジン１１とが連結された差動歯車装置と、内燃エ
ンジン１１が正方向に回転するときにフリーになり、内
燃エンジン１１が逆方向に回転しようとするときにロッ
クするワンウェイクラッチとを有する。電機装置の駆動
力をハイブリッド型車両の走行トルクに加えることがで
きるので、電気モータ２５の駆動力を小さくすることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド型車
両に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハイブリッド型車両には、内燃エ
ンジンを駆動することによって発生させられた回転を伝
達して発電機を駆動し、該発電機によって得られた電力
を直流電流に変換してバッテリに送って充電し、更に該
バッテリの電力を交流電流に変換して電気モータを駆動
するようにしたシリーズ式のハイブリッド型車両が提供
されている。また、内燃エンジンと電気モータとをクラ
ッチを介して連結し、発進時においては、電気モータを
駆動し、クラッチを係合させ、内燃エンジンを駆動する
ことによってハイブリッド型車両を走行させ、急加速時
においては、電気モータを駆動するようにしたパラレル
式のハイブリッド型車両が提供されている。さらに、シ
リーズ式のハイブリッド型車両とパラレル式のハイブリ
ッド型車両とを組み合わせたハイブリッド型車両も提供
されている。

【０００３】また、内燃エンジンと電気モータとが連結
され、内燃エンジンだけを駆動するエンジン駆動モー
ド、電気モータだけを駆動するモータ駆動モード、並び
に内燃エンジン及び電気モータを駆動するエンジン・モ
ータ駆動モードで走行させることができるハイブリッド
型車両が提供されているともに、内燃エンジンと発電機
とが連結され、前記内燃エンジンからの出力の一部を発
電機に伝達し、残りを出力軸に直接伝達するようにした
ハイブリッド型車両が提供されている。

【０００４】この場合、内燃エンジンを高効率領域で駆
動することができるだけでなく、シリーズ式のハイブリ
ッド型車両のように内燃エンジンのエネルギーのすべて
を発電に利用することはないので、燃費を向上させるこ
とができる。

【０００５】また、内燃エンジンを比較的定常状態で駆
動することができるので、排ガスを低減させることもで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のハイブリッド型車両においては、モータ駆動モード
でハイブリッド型車両を発進させようとしたとき等、電
気モータに加わる負荷が大きい領域（以下「高負荷領
域」という。）において、電気モータによって大きなモ
ータトルクを発生させる必要が生じ、トルク定数をその
分高くしなければならないので、電気モータが大型化し
てしまう。

【０００７】また、大きなモータトルクを発生させよう
とすると、電気モータに供給される電流をその分大きく
しなければならないので、大容量のインバータ素子が必
要になってしまう。

【０００８】本発明は、前記従来のハイブリッド型車両
の問題点を解決して、電気モータが大型化することな
く、また、大容量のインバータ素子を必要とすることな
く、高負荷領域で走行させることができるハイブリッド
型車両を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のハ
イブリッド型車両においては、内燃エンジンと、入力さ
れた回転によって電力を発生させる電機装置と、電流が
供給されて駆動される電気モータと、該電気モータを駆
動することによって回転させられる出力軸と、少なくと
も３個の歯車要素から成り、第１の歯車要素と前記電機
装置とが、第２の歯車要素と前記電気モータを駆動する
ことによって回転させられる出力軸とが、第３の歯車要
素と前記内燃エンジンとが連結された差動歯車装置と、
前記内燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配設さ
れ、前記内燃エンジンが正方向に回転するときにフリー
になり、前記内燃エンジンが逆方向に回転しようとする
ときにロックするワンウェイクラッチとを有する。

【００１０】本発明の他のハイブリッド型車両において
は、内燃エンジンと、電流が供給されて駆動される電気
モータと、該電気モータを駆動することによって回転さ
せられる出力軸と、いずれも回転自在に配設されたステ
ータ及びロータを備え、前記ステータと前記内燃エンジ
ンとが、前記ロータと前記電気モータを駆動することに
よって回転させられる出力軸とが連結された電機装置
と、前記内燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配
設され、前記内燃エンジンが正方向に回転するときにフ
リーになり、前記内燃エンジンが逆方向に回転しようと
するときにロックするワンウェイクラッチとを有する。

【００１１】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、内燃エンジンと、入力された回転によって電力
を発生させる発電機モータと、電流が供給されて駆動さ
れる電気モータと、少なくとも３個の歯車要素から成
り、第１の歯車要素と前記発電機モータとが、第２の歯
車要素と第１カウンタドライブギヤとが、第３の歯車要
素と前記内燃エンジンとが連結された差動歯車装置と、
前記電気モータの出力軸に配設された第２カウンタドラ
イブギヤと、前記第１カウンタドライブギヤ及び第２カ
ウンタドライブギヤと噛（し）合するカウンタドリブン
ギヤを備えたカウンタシャフトと、該カウンタシャフト
からの回転が伝達されるディファレンシャル装置と、前
記内燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配設さ
れ、前記内燃エンジンが正方向に回転するときにフリー
になり、前記内燃エンジンが逆方向に回転しようとする
ときにロックするワンウェイクラッチとを有する。

【００１２】そして、前記内燃エンジンの出力軸及び発
電機モータの伝達軸と、前記電気モータの出力軸とが平
行にされ、かつ、前記内燃エンジンの出力軸及び発電機
モータの伝達軸と、前記電気モータの出力軸と、前記カ
ウンタシャフトとが平行にされる。

【００１３】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、内燃エンジンと、電流が供給されて駆動される
電気モータと、該電気モータを駆動することによって回
転させられる出力軸と、いずれも回転自在に配設された
ステータ及びロータを備え、前記ステータと前記内燃エ
ンジンとが、前記ロータと前記電気モータを駆動するこ
とによって回転させられる出力軸とが連結された電機装
置と、前記電気モータを駆動することによって回転させ
られる出力軸に配設されたカウンタドライブギヤと、該
カウンタドライブギヤと噛合するカウンタドリブンギヤ
を備えたカウンタシャフトと、該カウンタシャフトから
の回転が伝達されるディファレンシャル装置と、前記内
燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配設され、内
燃エンジンが正方向に回転するときにフリーになり、前
記内燃エンジンが逆方向に回転しようとするときにロッ
クするワンウェイクラッチとを有する。

【００１４】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、内燃エンジンと、入力された回転によって電力
を発生させる電機装置と、電流が供給されて駆動される
電気モータと、該電気モータを駆動することによって回
転させられる出力軸と、少なくとも３個の歯車要素から
成り、第１の歯車要素と前記電機装置とが、第２の歯車
要素と前記電気モータを駆動することによって回転させ
られる出力軸とが、第３の歯車要素と前記内燃エンジン
とが連結された差動歯車装置と、前記内燃エンジンの出
力軸とケーシングとの間に配設され、前記内燃エンジン
が正方向に回転するときに解放され、前記内燃エンジン
が逆方向に回転しようとするときに係合させられるブレ
ーキとを有する。

【００１５】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、内燃エンジンと、電流が供給されて駆動される
電気モータと、該電気モータを駆動することによって回
転させられる出力軸と、いずれも回転自在に配設された
ステータ及びロータを備え、前記ステータと前記内燃エ
ンジンとが、前記ロータと前記電気モータを駆動するこ
とによって回転させられる出力軸とが連結された電機装
置と、前記内燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に
配設され、内燃エンジンが正方向に回転するときに解放
され、前記内燃エンジンが逆方向に回転しようとすると
きに係合させられるブレーキとを有する。

【００１６】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、内燃エンジンと、入力された回転によって電力
を発生させる発電機モータと、電流が供給されて駆動さ
れる電気モータと、少なくとも３個の歯車要素から成
り、第１の歯車要素と前記発電機モータとが、第２の歯
車要素と第１カウンタドライブギヤとが、第３の歯車要
素と前記内燃エンジンとが連結された差動歯車装置と、
前記電気モータの出力軸に配設された第２カウンタドラ
イブギヤと、前記第１カウンタドライブギヤ及び第２カ
ウンタドライブギヤと噛合するカウンタドリブンギヤを
備えたカウンタシャフトと、該カウンタシャフトからの
回転が伝達されるディファレンシャル装置と、前記内燃
エンジンの出力軸とケーシングとの間に配設され、内燃
エンジンが正方向に回転するときに解放され、前記内燃
エンジンが逆方向に回転しようとするときに係合させら
れるブレーキとを有する。

【００１７】そして、前記内燃エンジンの出力軸及び発
電機モータの伝達軸と、前記電気モータの出力軸とが平
行にされ、かつ、前記内燃エンジンの出力軸及び発電機
モータの伝達軸と、前記電気モータの出力軸と、前記カ
ウンタシャフトとが平行にされる。

【００１８】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、内燃エンジンと、電流が供給されて駆動される
電気モータと、該電気モータを駆動することによって回
転させられる出力軸と、いずれも回転自在に配設された
ステータ及びロータを備え、前記ステータと前記内燃エ
ンジンとが、前記ロータと前記電気モータを駆動するこ
とによって回転させられる出力軸とが連結された電機装
置と、前記電気モータを駆動することによって回転させ
られる出力軸に配設されたカウンタドライブギヤと、該
カウンタドライブギヤと噛合するカウンタドリブンギヤ
を備えたカウンタシャフトと、該カウンタシャフトから
の回転が伝達されるディファレンシャル装置と、前記内
燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配設され、内
燃エンジンが正方向に回転するときに解放され、前記内
燃エンジンが逆方向に回転しようとするときに係合させ
られるブレーキとを有する。

【００１９】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、さらに、前記差動歯車装置は、サンギヤ、リン
グギヤ及びキャリヤの歯車要素から成るプラネタリギヤ
ユニットである。そして、該プラネタリギヤユニットの
第１の歯車要素はサンギヤであり、第２の歯車要素はリ
ングギヤであり、第３の歯車要素はキャリヤである。

【００２０】本発明の更に他のハイブリッド型車両にお
いては、さらに、前記内燃エンジンとワンウェイクラッ
チとの間にクラッチが配設される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２２】図２は本発明の第１の実施の形態における
ハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。

【００２３】図において、１１は内燃エンジン（Ｅ／
Ｇ）であり、該内燃エンジン１１はラジエータ等の図示
されない冷却装置に接続され、前記内燃エンジン１１に
おいて発生させられた熱は冷却装置によって放出され
る。また、１２は前記内燃エンジン１１の回転が伝達さ
れる内燃エンジンの出力軸、１３は該出力軸１２を介し
て入力された回転に対して変速を行う差動歯車装置とし
てのプラネタリギヤユニット、１４は該プラネタリギヤ
ユニット１３における変速後の回転が出力される出力
軸、１５は該出力軸１４に固定された第１カウンタドラ
イブギヤ、１６は伝達軸１７を介して前記プラネタリギ
ヤユニット１３と連結された電機装置としての発電機モ
ータ（Ｇ）である。

【００２４】前記出力軸１２とケーシング１９との間に
は、制動手段としてのワンウェイクラッチＦが配設され
る。該ワンウェイクラッチＦは、内燃エンジン１１が正
方向に回転しているときにフリーになり、出力軸１２が
内燃エンジン１１を逆方向に回転させようとするときに
ロックする。

【００２５】前記出力軸１４はスリーブ形状を有し、前
記出力軸１２を包囲して配設される。また、前記第１カ
ウンタドライブギヤ１５はプラネタリギヤユニット１３
より内燃エンジン１１側に配設される。

【００２６】前記プラネタリギヤユニット１３は、第１
の歯車要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳと噛合す
るピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合する第２の歯車要素
としてのリングギヤＲ、及び前記ピニオンＰを回転自在
に支持する第３の歯車要素としてのキャリヤＣＲから成
る。

【００２７】また、前記サンギヤＳは前記伝達軸１７を
介して発電機モータ１６と、リングギヤＲは前記出力軸
１４を介して第１カウンタドライブギヤ１５と、キャリ
ヤＣＲは出力軸１２を介して内燃エンジン１１と連結さ
れる。

【００２８】さらに、前記発電機モータ１６は、前記伝
達軸１７に固定され、回転自在に配設されたロータ２
１、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及
び該ステータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前
記発電機モータ１６は、伝達軸１７を介して伝達される
回転によって電力を発生させる。前記コイル２３は図示
されないバッテリに接続され、該バッテリに電流が供給
され充電される。前記ロータ２１には、ケーシング１９
に連結された図示されないブレーキが配設され、該ブレ
ーキを係合させることによってロータ２１を停止させる
ことができるようになっている。

【００２９】また、２５は電気モータ（Ｍ）、２６は該
電気モータ２５の回転が出力される出力軸、２７は該出
力軸２６に固定された第２カウンタドライブギヤであ
る。前記電気モータ２５は、前記出力軸２６に固定さ
れ、回転自在に配設されたロータ３７、該ロータ３７の
周囲に配設されたステータ３８、及び該ステータ３８に
巻装されたコイル３９から成る。

【００３０】前記電気モータ２５は、コイル３９に供給
される電流によってトルクを発生させる。そのために、
前記コイル３９は前記バッテリに接続され、該バッテリ
から電流が供給されるようになっている。また、ハイブ
リッド型車両の減速状態において、前記電気モータ２５
は図示されない駆動輪から回転を受けて回生電流を発生
させ、該回生電流をバッテリに供給して充電する。

【００３１】前記駆動輪を内燃エンジン１１の回転と同
じ方向に回転させるためにカウンタシャフト３１が配設
され、該カウンタシャフト３１にカウンタドリブンギヤ
３２が固定される。そして、該カウンタドリブンギヤ３
２と前記第１カウンタドライブギヤ１５とが、また、カ
ウンタドリブンギヤ３２と前記第２カウンタドライブギ
ヤ２７とが噛合させられ、前記第１カウンタドライブギ
ヤ１５の回転及び第２カウンタドライブギヤ２７の回転
が反転されてカウンタドリブンギヤ３２に伝達されるよ
うになっている。

【００３２】さらに、前記カウンタシャフト３１には、
前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数が少ないデフピ
ニオンギヤ３３が固定される。

【００３３】そして、デフリングギヤ３５が配設され、
該デフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが
噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディ
ファレンシャル装置３６が固定され、前記デフリングギ
ヤ３５に伝達された回転がディファレンシャル装置３６
によって差動させられ、前記駆動輪に伝達される。

【００３４】このように、内燃エンジン１１によって発
生させられた回転をカウンタドリブンギヤ３２に伝達す
ることができるだけでなく、電気モータ２５によって発
生させられた回転もカウンタドリブンギヤ３２に伝達す
ることができるので、内燃エンジン１１だけを駆動する
エンジン駆動モード、電気モータ２５だけを駆動するモ
ータ駆動モード、並びに内燃エンジン１１及び電気モー
タ２５を駆動するエンジン・モータ駆動モードでハイブ
リッド型車両を走行させることができる。

【００３５】また、前記発電機モータ１６を制御するこ
とによって、前記伝達軸１７の回転数を制御し、内燃エ
ンジン１１及び電気モータ２５をそれぞれ最大効率点で
駆動することができる。

【００３６】次に、前記構成のハイブリッド型車両の動
作について説明する。

【００３７】図３は本発明の第１の実施の形態における
プラネタリギヤユニットの概念図、図４は本発明の第１
の実施の形態における通常走行時のトルク線図である。

【００３８】本実施の形態においては、図３に示すよう
に、プラネタリギヤユニット１３（図２）のリングギヤ
Ｒの歯数をサンギヤＳの歯数の２倍にしてある。したが
って、出力軸１４に出力されたトルク（以下「出力トル
ク」という。）をＴＯＵＴとし、内燃エンジン１１のト
ルク（以下「エンジントルク」という。）をＴＥとし、
発電機モータ１６のトルク（以下「発電機モータトル
ク」という。）をＴＧとしたとき、ＴＥ：ＴＯＵＴ：ＴＧ＝３：２：１になり、互いに反力を受け合う。

【００３９】また、ワンウェイクラッチＦは、出力軸１
２が内燃エンジン１１を逆方向に回転させようとするの
を阻止するので、内燃エンジン１１が停止させられ、エ
ンジントルクＴＥは発生させられない。そして、該エン
ジントルクＴＥが発生させられていない場合において
も、発電機モータトルクＴＧの反力を、ワンウェイクラ
ッチＦによるワンウェイクラッチトルクＴＦによって受
けることができるようになっている。

【００４０】次に、駆動力について説明する。

【００４１】図５は本発明の第１の実施の形態における
車速と駆動力との関係図である。なお、図において、横
軸に車速Ｖを、縦軸に駆動力を採ってある。

【００４２】ハイブリッド型車両の駆動力をＱとし、ト
ルクをＴ_Wとし、ギヤ比をｒとし、前記駆動輪のタイヤ
の半径をＲとしたとき、駆動力Ｑは、Ｑ＝Ｔ_W・ｒ／Ｒで表すことができる。

【００４３】そして、ハイブリッド型車両を走行させる
のに必要な駆動力（以下「必要駆動力」という。）をＱ
１とし、電気モータ２５（図２）の駆動力をＱＭとし、
発電機モータ１６の駆動力をＱＧとし、内燃エンジン１
１の駆動力をＱＥとすると、前記駆動力ＱＭは必要駆動
力Ｑ１より小さく、前記駆動力ＱＭだけではハイブリッ
ド型車両を走行させることができない。

【００４４】そこで、不足する駆動力を内燃エンジン１
１又は発電機モータ１６によって補う必要があるが、一
般に、発電機モータ１６の駆動力ＱＧは、車速Ｖが低い
ほど大きい。例えば、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕より低
い場合、発電機モータ１６の駆動力ＱＧは内燃エンジン
１１の駆動力ＱＥより大きくなる。

【００４５】したがって、本実施の形態においては、車
速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合、内燃エンジン１
１を停止させ、発電機モータ１６の駆動力ＱＧによって
駆動力ＱＭの不足分を補い、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕
以上である場合には、内燃エンジン１１の駆動力ＱＥに
よって駆動力ＱＭの不足分を補うようにする。

【００４６】このようにして、低速領域において電気モ
ータ２５の駆動力ＱＭを小さくすることができる。した
がって、電気モータ２５のトルク定数をその分低くする
ことができ、電気モータ２５が大型化することがない。

【００４７】また、内燃エンジン１１を停止させ、モー
タ駆動モードでハイブリッド型車両を走行させる場合、
電気モータ２５に加わる負荷が小さい領域（以下「低負
荷領域」という。）においては、一般にハイブリッド型
車両の効率が低くなる。そこで、車速Ｖが３０〔ｋｍ／
ｈ〕より低い低負荷領域においては発電機モータ１６の
駆動力ＱＧによって、高負荷領域においては電気モータ
２５の駆動力ＱＭによってハイブリッド型車両を走行さ
せるようにしている。

【００４８】図１は本発明の第１の実施の形態における
ハイブリッド型車両の制御回路ブロック図である。

【００４９】図において、１１は内燃エンジン、１６は
発電機モータ、２５は電気モータである。また、４１は
駆動輪、４３はバッテリ、４４は該バッテリ４３の充電
許容量を検出する充電許容量検出装置である。前記充電
許容量は、バッテリ電圧、バッテリ残量、バッテリ温度
等によって検出される。

【００５０】そして、４６は前記内燃エンジン１１を制
御して駆動状態又は非駆動状態にするエンジン制御装
置、４７は前記発電機モータ１６を制御する発電機モー
タ制御装置、４９は前記電気モータ２５を制御するモー
タ制御装置である。なお、内燃エンジン１１は、図示さ
れないイグニッションスイッチをオフにしたり、スロッ
トル開度を０にしたりすることによって非駆動状態にす
ることができる。

【００５１】また、５１はハイブリッド型車両の全体を
制御する制御装置としてのＣＰＵ（ＥＣＵ）であり、該
ＣＰＵ５１は、図示されない負荷検出手段によって検出
されたアクセルペダル５２の踏込量（以下「アクセル開
度」という。）α、及び図示されない車速検出手段によ
って検出された車速Ｖを受けて、前記エンジン制御装置
４６、発電機モータ制御装置４７及びモータ制御装置４
９を制御する。

【００５２】図６は本発明の第１の実施の形態における
ハイブリッド型車両の動作を示すフローチャートであ
る。ステップＳ１ＣＰＵ５１（図１）は、検出された車速
Ｖ及びアクセル開度αを読み込む。ステップＳ２必要駆動力Ｑ１（図５）が大きく、か
つ、アクセル開度αが８０〔％〕より大きいかどうかを
判断する。アクセル開度αが８０〔％〕より大きい場合
はステップＳ３に進み、アクセル開度αが８０〔％〕以
下である場合はリターンする。ステップＳ３車速Ｖが設定値、例えば、３０〔ｋｍ／
ｈ〕より低いかどうかを判断する。車速Ｖが３０〔ｋｍ
／ｈ〕より低い場合はステップＳ４に進み、車速Ｖが３
０〔ｋｍ／ｈ〕以上である場合はリターンする。ステップＳ４内燃エンジン１１を停止させる。ステップＳ５発電機モータ１６に供給される電流ＩＭ
を最大値ＩＭｍａｘにする。ステップＳ６発電機モータ制御装置４７による発電機
モータ駆動処理を行い、発電機モータ１６の駆動力ＱＧ
によって電気モータ２５の駆動力ＱＭの不足分を補う。

【００５３】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。

【００５４】図７は本発明の第２の実施の形態における
ハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。

【００５５】本実施の形態においては、出力軸１２とケ
ーシング１９との間に制動手段としてのブレーキＢが配
設され、該ブレーキＢを係脱するために図示されないブ
レーキ制御装置が前記ＣＰＵ５１（図１）に接続され
る。そして、該ＣＰＵ５１は、アクセル開度αが８０
〔％〕より大きく、かつ、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕よ
り低い場合に、内燃エンジン１１を停止させ、前記ブレ
ーキＢを係合させるとともに、電気モータ２５に供給さ
れる電流ＩＭを最大値ＩＭｍａｘにする。

【００５６】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有する
ものについては、同じ符号を付与することによってその
説明を省略する。

【００５７】図８は本発明の第３の実施の形態における
ハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。

【００５８】本実施の形態においては、内燃エンジン１
１と出力軸１２との間にクラッチＣが配設され、前記出
力軸１２とケーシング１９との間に制動手段としてのワ
ンウェイクラッチＦが配設される。また、前記クラッチ
Ｃを係脱するために図示されないクラッチ制御装置が前
記ＣＰＵ５１（図１）に接続される。そして、該ＣＰＵ
５１は、アクセル開度αが８０〔％〕より大きく、か
つ、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合に、前記ク
ラッチＣを解放させるとともに、電気モータ２５に供給
される電流ＩＭを最大値ＩＭｍａｘにする。

【００５９】この場合、発電機モータ１６の駆動力ＱＧ
（図５）によって、電気モータ２５の駆動力ＱＭの不足
分を補うが、この間、前記クラッチＣが解放されるの
で、内燃エンジン１１を停止させる必要がない。

【００６０】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。

【００６１】図９は本発明の第４の実施の形態における
ハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。

【００６２】図において、１１は内燃エンジン、１２は
出力軸であり、該出力軸１２に電機装置としての発電機
モータ６６が連結される。また、前記出力軸１２とケー
シング１９との間に、制動手段としてのワンウェイクラ
ッチＦが配設される。

【００６３】前記発電機モータ６６は、回転自在に配設
されたロータ７１、該ロータ７１の周囲において回転自
在に配設されたステータ７２、及び該ステータ７２に巻
装されたコイル７３から成る。前記発電機モータ６６
は、出力軸１２を介して伝達される回転によって電力を
発生させる。前記コイル７３はバッテリ４３（図１）に
接続され、該バッテリ４３に電流が供給され充電され
る。

【００６４】また、２５は電気モータ、１４は該電気モ
ータ２５の回転が出力される出力軸、７５は該出力軸１
４に固定されたカウンタドライブギヤである。前記電気
モータ２５は、前記出力軸１４に固定され、回転自在に
配設されたロータ３７、該ロータ３７の周囲に配設され
たステータ３８、及び該ステータ３８に巻装されたコイ
ル３９から成る。

【００６５】前記電気モータ２５は、コイル３９に供給
される電流によってトルクを発生させる。そのために、
前記コイル３９は前記バッテリ４３に接続され、該バッ
テリ４３から電流が供給されるようになっている。ま
た、ハイブリッド型車両の減速状態において、前記電気
モータ２５は駆動輪４１から回転を受けて回生電流を発
生させ、該回生電流をバッテリ４３に供給して充電す
る。

【００６６】前記駆動輪４１を内燃エンジン１１の回転
と同じ方向に回転させるためにカウンタシャフト３１が
配設され、該カウンタシャフト３１にカウンタドリブン
ギヤ３２が固定される。前記カウンタシャフト３１には
前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数が少ないデフピ
ニオンギヤ３３が固定される。

【００６７】そして、デフリングギヤ３５が配設され、
該デフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが
噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディ
ファレンシャル装置３６が固定され、前記デフリングギ
ヤ３５に伝達された回転がディファレンシャル装置３６
によって差動させられ、前記駆動輪４１に伝達される。

【００６８】なお、前記ワンウェイクラッチＦは、内燃
エンジン１１が正方向に回転しているときにフリーにな
り、出力軸１２が内燃エンジン１１を逆方向に回転させ
ようとするときにロックする。

【００６９】この場合、内燃エンジン１１を停止させ、
発電機モータ６６の駆動力ＱＧによって、電気モータ２
５の駆動力ＱＭの不足分を補うことができる。

【００７０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ハイブリッド型車両においては、内燃エンジン
と、入力された回転によって電力を発生させる電機装置
と、電流が供給されて駆動される電気モータと、該電気
モータを駆動することによって回転させられる出力軸
と、少なくとも３個の歯車要素から成り、第１の歯車要
素と前記電機装置とが、第２の歯車要素と前記電気モー
タを駆動することによって回転させられる出力軸とが、
第３の歯車要素と前記内燃エンジンとが連結された差動
歯車装置と、前記内燃エンジンの出力軸とケーシングと
の間に配設され、前記内燃エンジンが正方向に回転する
ときにフリーになり、前記内燃エンジンが逆方向に回転
しようとするときにロックするワンウェイクラッチとを
有する。

【００７１】この場合、機械的な制動手段であるワンウ
ェイクラッチによって第３の歯車要素が反力を発生させ
る。そして、発電機として使用される前記電機装置をモ
ータとして使用することができる。したがって、前記電
機装置の駆動力をハイブリッド型車両の走行トルクに加
えることができるので、電機装置の駆動力の分だけ、電
気モータの駆動力を小さくすることができる。

【００７２】その結果、電気モータのトルク定数をその
分低くすることができるので、電気モータが大型化する
ことなく、また、大容量のインバータ素子を必要とする
ことなく、高負荷領域でハイブリッド型車両を走行させ
ることができる。

【００７３】本発明の他のハイブリッド型車両において
は、内燃エンジンと、電流が供給されて駆動される電気
モータと、該電気モータを駆動することによって回転さ
せられる出力軸と、いずれも回転自在に配設されたステ
ータ及びロータを備え、前記ステータと前記内燃エンジ
ンとが、前記ロータと前記電気モータを駆動することに
よって回転させられる出力軸とが連結された電機装置
と、前記内燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配
設され、前記内燃エンジンが正方向に回転するときにフ
リーになり、前記内燃エンジンが逆方向に回転しようと
するときにロックするワンウェイクラッチとを有する。

【００７４】この場合、前記電機装置の駆動力によって
ハイブリッド型車両を走行させることができるので、電
機装置の駆動力の分だけ、電気モータの駆動力を小さく
することができる。

【００７５】したがって、電気モータのトルク定数をそ
の分低くすることができるので、電気モータが大型化す
ることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の制御回路ブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の駆動装置の概念図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるプラネタリ
ギヤユニットの概念図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態における通常走行時
のトルク線図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態における車速と駆動
力との関係図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の駆動装置の概念図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の駆動装置の概念図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の駆動装置の概念図である。

【符号の説明】

１１内燃エンジン１３プラネタリギヤユニット１４出力軸１６、６６発電機モータ２５電気モータ５１ＣＰＵ７１ロータ７２ステータＢブレーキＣクラッチＣＲキャリヤＦワンウェイクラッチＲリングギヤＳサンギヤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンと、入力された回転によっ
て電力を発生させる電機装置と、電流が供給されて駆動
される電気モータと、該電気モータを駆動することによ
って回転させられる出力軸と、少なくとも３個の歯車要
素から成り、第１の歯車要素と前記電機装置とが、第２
の歯車要素と前記電気モータを駆動することによって回
転させられる出力軸とが、第３の歯車要素と前記内燃エ
ンジンとが連結された差動歯車装置と、前記内燃エンジ
ンの出力軸とケーシングとの間に配設され、前記内燃エ
ンジンが正方向に回転するときにフリーになり、前記内
燃エンジンが逆方向に回転しようとするときにロックす
るワンウェイクラッチとを有することを特徴とするハイ
ブリッド型車両。
【請求項２】内燃エンジンと、電流が供給されて駆動
される電気モータと、該電気モータを駆動することによ
って回転させられる出力軸と、いずれも回転自在に配設
されたステータ及びロータを備え、前記ステータと前記
内燃エンジンとが、前記ロータと前記電気モータを駆動
することによって回転させられる出力軸とが連結された
電機装置と、前記内燃エンジンの出力軸とケーシングと
の間に配設され、前記内燃エンジンが正方向に回転する
ときにフリーになり、前記内燃エンジンが逆方向に回転
しようとするときにロックするワンウェイクラッチとを
有することを特徴とするハイブリッド型車両。
【請求項３】内燃エンジンと、入力された回転によっ
て電力を発生させる発電機モータと、電流が供給されて
駆動される電気モータと、少なくとも３個の歯車要素か
ら成り、第１の歯車要素と前記発電機モータとが、第２
の歯車要素と第１カウンタドライブギヤとが、第３の歯
車要素と前記内燃エンジンとが連結された差動歯車装置
と、前記電気モータの出力軸に配設された第２カウンタ
ドライブギヤと、前記第１カウンタドライブギヤ及び第
２カウンタドライブギヤと噛合するカウンタドリブンギ
ヤを備えたカウンタシャフトと、該カウンタシャフトか
らの回転が伝達されるディファレンシャル装置と、前記
内燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配設され、
前記内燃エンジンが正方向に回転するときにフリーにな
り、前記内燃エンジンが逆方向に回転しようとするとき
にロックするワンウェイクラッチとを有するとともに、
前記内燃エンジンの出力軸及び発電機モータの伝達軸
と、前記電気モータの出力軸とが平行にされ、かつ、前
記内燃エンジンの出力軸及び発電機モータの伝達軸と、
前記電気モータの出力軸と、前記カウンタシャフトとが
平行にされることを特徴とするハイブリッド型車両。
【請求項４】内燃エンジンと、電流が供給されて駆動
される電気モータと、該電気モータを駆動することによ
って回転させられる出力軸と、いずれも回転自在に配設
されたステータ及びロータを備え、前記ステータと前記
内燃エンジンとが、前記ロータと前記電気モータを駆動
することによって回転させられる出力軸とが連結された
電機装置と、前記電気モータを駆動することによって回
転させられる出力軸に配設されたカウンタドライブギヤ
と、該カウンタドライブギヤと噛合するカウンタドリブ
ンギヤを備えたカウンタシャフトと、該カウンタシャフ
トからの回転が伝達されるディファレンシャル装置と、
前記内燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配設さ
れ、内燃エンジンが正方向に回転するときにフリーにな
り、前記内燃エンジンが逆方向に回転しようとするとき
にロックするワンウェイクラッチとを有することを特徴
とするハイブリッド型車両。
【請求項５】内燃エンジンと、入力された回転によっ
て電力を発生させる電機装置と、電流が供給されて駆動
される電気モータと、該電気モータを駆動することによ
って回転させられる出力軸と、少なくとも３個の歯車要
素から成り、第１の歯車要素と前記電機装置とが、第２
の歯車要素と前記電気モータを駆動することによって回
転させられる出力軸とが、第３の歯車要素と前記内燃エ
ンジンとが連結された差動歯車装置と、前記内燃エンジ
ンの出力軸とケーシングとの間に配設され、前記内燃エ
ンジンが正方向に回転するときに解放され、前記内燃エ
ンジンが逆方向に回転しようとするときに係合させられ
るブレーキとを有することを特徴とするハイブリッド型
車両。
【請求項６】内燃エンジンと、電流が供給されて駆動
される電気モータと、該電気モータを駆動することによ
って回転させられる出力軸と、いずれも回転自在に配設
されたステータ及びロータを備え、前記ステータと前記
内燃エンジンとが、前記ロータと前記電気モータを駆動
することによって回転させられる出力軸とが連結された
電機装置と、前記内燃エンジンの出力軸とケーシングと
の間に配設され、内燃エンジンが正方向に回転するとき
に解放され、前記内燃エンジンが逆方向に回転しようと
するときに係合させられるブレーキとを有することを特
徴とするハイブリッド型車両。
【請求項７】内燃エンジンと、入力された回転によっ
て電力を発生させる発電機モータと、電流が供給されて
駆動される電気モータと、少なくとも３個の歯車要素か
ら成り、第１の歯車要素と前記発電機モータとが、第２
の歯車要素と第１カウンタドライブギヤとが、第３の歯
車要素と前記内燃エンジンとが連結された差動歯車装置
と、前記電気モータの出力軸に配設された第２カウンタ
ドライブギヤと、前記第１カウンタドライブギヤ及び第
２カウンタドライブギヤと噛合するカウンタドリブンギ
ヤを備えたカウンタシャフトと、該カウンタシャフトか
らの回転が伝達されるディファレンシャル装置と、前記
内燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配設され、
内燃エンジンが正方向に回転するときに解放され、前記
内燃エンジンが逆方向に回転しようとするときに係合さ
せられるブレーキとを有するとともに、前記内燃エンジ
ンの出力軸及び発電機モータの伝達軸と、前記電気モー
タの出力軸とが平行にされ、かつ、前記内燃エンジンの
出力軸及び発電機モータの伝達軸と、前記電気モータの
出力軸と、前記カウンタシャフトとが平行にされること
を特徴とするハイブリッド型車両。
【請求項８】内燃エンジンと、電流が供給されて駆動
される電気モータと、該電気モータを駆動することによ
って回転させられる出力軸と、いずれも回転自在に配設
されたステータ及びロータを備え、前記ステータと前記
内燃エンジンとが、前記ロータと前記電気モータを駆動
することによって回転させられる出力軸とが連結された
電機装置と、前記電気モータを駆動することによって回
転させられる出力軸に配設されたカウンタドライブギヤ
と、該カウンタドライブギヤと噛合するカウンタドリブ
ンギヤを備えたカウンタシャフトと、該カウンタシャフ
トからの回転が伝達されるディファレンシャル装置と、
前記内燃エンジンの出力軸とケーシングとの間に配設さ
れ、内燃エンジンが正方向に回転するときに解放され、
前記内燃エンジンが逆方向に回転しようとするときに係
合させられるブレーキとを有することを特徴とするハイ
ブリッド型車両。
【請求項９】前記差動歯車装置は、サンギヤ、リング
ギヤ及びキャリヤの歯車要素から成るプラネタリギヤユ
ニットであり、該プラネタリギヤユニットの第１の歯車
要素はサンギヤであり、第２の歯車要素はリングギヤで
あり、第３の歯車要素はキャリヤである請求項１、３、
５及び７のいずれか１項に記載のハイブリッド型車両。
【請求項１０】前記内燃エンジンとワンウェイクラッ
チとの間にクラッチが配設される請求項１〜４のいずれ
か１項に記載のハイブリッド型車両。