JP3289720B2 - ハイブリッド型車両 - Google Patents

ハイブリッド型車両

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JP3289720B2 JP2000114547A JP2000114547A JP3289720B2 JP 3289720 B2 JP3289720 B2 JP 3289720B2 JP 2000114547 A JP2000114547 A JP 2000114547A JP 2000114547 A JP2000114547 A JP 2000114547A JP 3289720 B2 JP3289720 B2 JP 3289720B2
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

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、電力を
発生させるとともにトルク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。そして、前記内燃エンジン及び前記電機装置が第1
軸線上に配置され、前記電気モータが第2軸線上に配置
され、前記出力軸が第3軸線上に配置されたカウンタシ
ャフトを構成する。
【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、前記ロータと前記出力軸とが連結され、電力を
発生させるとともにトルクを発生させる電機装置と、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。そし
て、前記内燃エンジン、前記電機装置及び前記電気モー
タが第1軸線上に配置され、前記出力軸が第2線上に配
置されたカウンタシャフトを構成する。
【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、電力を発生させるとともにト
ルク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、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
タドライブギヤの回転が反転されて伝達されるカウンタ
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電
機装置の伝達軸と、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電機装置の
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】
【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、電力を発生させるとともにト
ルク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。そして、前記内燃エンジンと
前記電機装置が第1軸線上に配置され、前記電気モータ
が第2軸線上に配置され、前記出力軸が第3軸線上に配
置されたカウンタシャフトを構成する。
【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、前記ロータと前記出力軸とが連結され、電
力を発生させるとともにトルクを発生させる電機装置
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。そして、前記内
燃エンジン、前記電機装置及び前記電気モータが第1軸
線上に配置され、前記出力軸が第2軸線上に配置された
カウンタシャフトを構成する。
【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、電力を発生させるとともにト
ルク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、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
タドライブギヤの回転が反転されて伝達されるカウンタ
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電
機装置の伝達軸と、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電機装置の
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】
【0019】
【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TW 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=TW ・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S1 CPU51(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、電力を発生させるとともにトルクを発生させる電機
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。そして、前記内燃エンジン及び前記電機
装置が第1軸線上に配置され、前記電気モータが第2軸
線上に配置され、前記出力軸が第3軸線上に配置された
カウンタシャフトを構成する。
【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、前記ロータと前記出力軸とが連結され、電力を
発生させるとともにトルクを発生させる電機装置と、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。そし
て、前記内燃エンジン、前記電機装置及び前記電気モー
タが第1軸線上に配置され、前記出力軸が第2線上に配
置されたカウンタシャフトを構成する。
【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 51 CPU 71 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 6/02 - 6/04 B60K 17/04 B60K 17/02 B60L 11/14

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃エンジンと、電力を発生させるとと
    もにトルク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とともに、
    前記内燃エンジン及び前記電機装置が第1軸線上に配置
    され、前記電気モータが第2軸線上に配置され、前記出
    力軸が第3軸線上に配置されたカウンタシャフトを構成
    することを特徴とするハイブリッド型車両。
  2. 【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、前記ロータと前記出力軸とが連結さ
    、電力を発生させるとともにトルクを発生させる電機
    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
    とともに、前記内燃エンジン、前記電機装置及び前記
    電気モータが第1軸線上に配置され、前記出力軸が第2
    線上に配置されたカウンタシャフトを構成することを特
    徴とするハイブリッド型車両。
  3. 【請求項3】 内燃エンジンと、電力を発生させるとと
    もにトルク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、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の回転が反転されて伝達されるカウ
    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電機装置
    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電機装置の伝達軸
    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。
  4. 【請求項4】 内燃エンジンと、電力を発生させるとと
    もにトルク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とともに、前記内燃エン
    ジンと前記電機装置が第1軸線上に配置され、前記電気
    モータが第2軸線上に配置され、前記出力軸が第3軸線
    上に配置されたカウンタシャフトを構成することを特徴
    とするハイブリッド型車両。
  5. 【請求項5】 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、前記ロータと前記出力軸とが連結さ
    、電力を発生させるとともにトルクを発生させる電機
    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とともに、前
    記内燃エンジン、前記電機装置及び前記電気モータが第
    1軸線上に配置され、前記出力軸が第2軸線上に配置さ
    れたカウンタシャフトを構成することを特徴とするハイ
    ブリッド型車両。
  6. 【請求項6】 内燃エンジンと、電力を発生させるとと
    もにトルクを発生さ 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、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の回転が反転されて伝達されるカウ
    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電機装置の伝達軸と、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電機装置の伝達軸と、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。
  7. 【請求項7】 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〜のいずれか
    1項に記載のハイブリッド型車両。
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