JP3327229B2 - 車両用パワープラント - Google Patents

車両用パワープラント

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JP3327229B2
JP3327229B2 JP32666398A JP32666398A JP3327229B2 JP 3327229 B2 JP3327229 B2 JP 3327229B2 JP 32666398 A JP32666398 A JP 32666398A JP 32666398 A JP32666398 A JP 32666398A JP 3327229 B2 JP3327229 B2 JP 3327229B2
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孝司 安藤
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K6/543Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (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、エンジンとモータ
/ジェネレータとの両者を効率的に運転させて車両を走
行させるのに用いられる車両用パワープラントに関す
る。
【0002】
【従来の技術】自動車には、エンジン、モータ/ジェネ
レータ、変速機を組み合せて、排ガス特性および高燃費
を双方の向上が図れるようにした車両、いわゆるハイブ
リッド車がある。
【0003】ハイブリッド車は、高効率の運転領域が狭
いエンジン、低速トルクが大きいモータの特性を活用す
るために、発進は電気モータを用い、定常走行はエンジ
ンあるいはモータを用い、加速時は電気モータでエンジ
ンの駆動力をアシストし、減速時はモータで発電した運
動エネルギーを回生する方式を採用することが行なわれ
ている。
【0004】この方式のハイブリッド車は、燃費を高め
るために、停車中はエンジンを停止させ、アクセルを踏
むと、電気モータで発進させ、この発進中、エンジンを
始動させて発進加速することが行なわれる。
【0005】そこで、こうしたハイブリッド車には、特
開平9−74609号公報に開示されているようにエン
ジンの出力軸と変速機の入力軸との間を直結するようモ
ータ/ジェネレータを設置したパワープラントを採用し
て、発進の際は、まず、モータからの出力で、ハイブリ
ッド車を発進させ、この加速中、同じモータでエンジン
を始動させて発進加速する構造が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ハイブリッド車のモー
タには、変速機を通じて車両を発進させるのに必要な出
力と、エンジンを始動させるのに必要な出力との双方が
求められる。
【0007】ところで、上記したように一基のモータ
で、同モータ出力をダイレクトに変速機に入力させる構
造だと、かなり高出力のモータを用いることが求められ
る。
【0008】ところが、モータは、高出力になる程、高
価な製品なので、同構造だと、かなりパワープラントが
コスト高となりやすい。
【0009】そこで、本願発明者らは、エンジンの出力
軸と変速機の入力軸との間に、変速機構を介しモータジ
ェネレータを設置して、小さな出力のモータの出力トル
クを変速機構で増幅して車両を発進させ、この発進加速
中、同モータの増幅した出力トルクでエンジンの始動を
行わせることを考えた。
【0010】ところが、単に変速機構を設置した構造だ
と、モータ走行の際、エンジンの引き摺り損失が発生し
たり、モータとエンジンとの双方を用いた走行が損なわ
れたり、停止(停車)中、暖気のためのエンジン始動が
行えなくなったり、停止(停車)中、発電が行えなくな
ったりして、ハイブリッド車の性能が損なわれることが
ある。
【0011】そのため、ハイブリッド車の性能、コスト
的の双方の点で優れるパワープラントが望まれている。
【0012】本発明は、上記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、小出力のモータで十分
な発進加速を得ながら、同一のモータで発進加速を損な
わずにエンジンの始動が行え、さらにはエンジンの引き
摺り損失の無いモータ走行、停止(停車)中のエンジン
始動およびエンジンによる発電が行えるハイブリッド車
に好適な車両用パワープラントを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載した車両用パワープラントは、エンジ
ンの出力軸と変速機の入力軸との間に少なくとも2段以
上の変速が可能な変速機構を介してモータ/ジェネレー
タを設置してなるパワープラント構造を前提として、変
速機機構に3要素2自由度型遊星歯車機構を採用し、3
要素のうち、第1要素に変速機の入力軸とを連結し、第
2要素にモータ/ジェネレータを連結し、第3要素に同
要素を制動する第1クラッチ手段が設け、第1要素、第
2要素、第3要素のうち2つの要素を連結する第2クラ
ッチ手段を設け、さらに前記エンジンを前記第1要素、
第2要素、第3要素のいずれか一つの要素と連結する第
3クラッチ手段と、第3クラッチ手段が連結される要素
以外のいずれか一つの要素とエンジンとを連結し、エン
ジンとモータジェネレータとの間で動力伝達路を形成可
能とする第4クラッチ手段とを設けた。
【0014】この車両用パワープラントにより、発進の
際、変速機構で増幅したモータの出力トルクを変速機へ
出力させながら、第3クラッチ手段からエンジンへモー
タから動力を伝達させることにより、小出力のモータで
十分な発進加速を得ながら、同モータで発進加速を損な
わずにエンジンの始動が行えるだけでなく、モータ走行
のときは第3クラッチ手段により遊星歯車機構からエン
ジンを切り離すことにより、エンジンの引き摺り損失の
無いモータ走行が行える。しかも、停止(停車)中は、
第4クラッチにより、エンジンとモータ/ジェネレータ
との間に独立した動力伝達路を形成することにより、停
止中でもモータでエンジンを始動したり、同始動させた
エンジンでジェネレータを作動させて発電が行えるの
で、ハイブリッド車に必要な性能が十分に発揮されるよ
うになる。
【0015】請求項2に記載した車両用パワープラント
は、上記目的に加え、変速機の変速レンジを切換える操
作力を利用して、別途、駆動源を必要とせずに、停止
(停車)中、エンジンが始動できる体制が形成されるよ
う、変速機の変速レンジを切換えるシフトレバーの動き
で機械的に第1要素を固定するパーキング機構を用い、
第4クラッチ手段をシフトレバーに機械的に連結された
クラッチギヤから構成し、シフトレバーがパーキングレ
ンジにあるとき、パーキング機構により第1要素を固
定、クラッチギヤによりエンジンと第3要素とを連結さ
せるようにして、シフトレバーをパーキングレンジへ操
作するだけで、エンジンの始動体制に入る動力伝達路が
確保されるようにしたことにある。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図1に示す一実施
形態にもとづいて説明する。
【0017】図1は本発明を適用したハイブリット車に
用いられるパワープラントPの全体の概略図を示し、図
中1はエンジン、2は、同エンジン1から出力軸1a側
へ離れた地点に設置された変速機、例えばベルト式無段
変速機である。
【0018】ベルト式無段変速機2は、エンジン1の出
力軸1aと直列に並ぶベルト入力軸3、このベルト入力
軸3と並行な出力軸4を備えていて、ベルト入力軸3に
はV溝5aをもつドライブプーリ5が組み付けられ、出
力軸4にはV溝6aをもつドリブンプーリ6が組み付け
られている。これらV溝5a、6a間には、無端状の金
属ベルト7が掛け渡されていて、互いのプーリ幅を変化
させることにより、変速比が変えられる構造となってい
る。
【0019】このベルト式無段変速機2の出力軸4が、
中継ギヤ10、ファイナルギヤ11、デファレンシャル
ギヤ12を介して、左右の走行輪(図示しない)に接続
してある。また出力軸4の一部には、機械式、例えばワ
イヤー操作式のパーキング機構9が組み付けてある。
【0020】このベルト式無段変速機2のベルト入力軸
3とエンジン1の出力軸1aとの間には、例えば低速モ
ード(以下、Lモードという)と高速モード(以下、H
モードという)との2段変速可能な遊星ギヤ式減速機1
5(2段以上の変速が可能な変速機構に相当)を介し
て、1基の小出力(小型)のモータ/ジェネレータ16
(M/G;電気モータと発電機との双方の機能をもつ製
品)が設置してある。
【0021】遊星ギヤ式減速機15には、3要素2自由
度型遊星歯車機構が用いられている。具体的には、同遊
星歯車機構は、ベルト入力軸3および出力軸1aと同じ
軸心の延長線上にサンギヤ17を配置し、サンギヤ17
の周りにリングギヤ18を配置し、これらサンギヤ17
とリングギヤ18との間に、キャリア19で支持された
プラネタリギヤ20を噛み合わせた構造が用いてある。
この遊星歯車機構と隣接するドライブプーリ5との間
に、同心状の配置でモータ/ジェネレータ16を構成す
るステータ16a、ロータ16bが配設してある。この
モータ/ジェネレータ16が、インバータ21を介し
て、バッテリ22に接続され、バッテリ22からの電気
エネルギーでモータ/ジェネレータ16をモータとして
作動させて、車両をモータ走行させたりエンジン1の始
動に必要な動力を発生させたり、反対にモータ/ジェネ
レータ16をジェネレータとして作動させて、ジェネレ
ータに加わる運動エネルギーを電気エネルギーに変えて
バッテリ22へ充電できるようにしてある。
【0022】そして、遊星歯車機構の3要素(サンギ
ヤ、キャリア、リングギヤ)のうち、キャリア19は、
ベルト式無段変速機2のベルト入力軸3に連結してあ
る。さらにキャリア19は、エンジン切換用のクラッチ
25(第3クラッチ手段に相当)を介して、エンジン1
の出力軸1aに連結してある。なお、エンジン1の出力
軸1aには、エンジン1の振動等を吸収するよう、ダン
パ26aが付いたフライホール26が取付けてある。
【0023】サンギヤ17は、モータ/ジェネレータ1
6のロータ16bに連結してある。
【0024】リングギヤ18は、前進と後退(正逆方向
の両方)でロック方向が切換え可能な2ウェイクラッチ
27(第1クラッチ手段に相当)を介して、パワープラ
ントPの周囲を覆う外郭ケース28に支持させてある。
またリングギヤ18は、H/Lモード切換用のクラッチ
29(第2クラッチ手段に相当)を介して、キャリア1
9と断続可能に接続され、Lモード/Hモードの切換え
を可能にしている。さらにこのリングギヤ18(エンジ
ン1と連結されるキャリア19以外の要素)は、機械
式、例えばワイヤー操作式のクラッチギヤ30(第4ク
ラッチに相当)に介して、エンジン1の出力軸1aに連
結してある。
【0025】遊星ギヤ式減速機15の各クラッチ25,
27,29は、動作源、例えば油圧回路40に接続さ
れ、油圧回路40から供給される油圧により、必要に応
じてHモード/Lモードを切換えたり、エンジン1を断
続できるようにしてある。
【0026】一方、45はシフト操作装置である。シフ
ト操作装置45は、各変速レンジを切換えるシフトレバ
ー46を備え、同レバー操作により、P(パーキン
グ)、R(リバース)、N(ニュートラル)、D(ドラ
イブ)のポジションが選択されると、選択したポジショ
ンの信号が出力される構造となっている。
【0027】このシフト操作装置45が、ECU47
(制御部)に接続される。さらにECU47は,油圧回
路40に接続され、選択されたポジション、さらにはア
クセル開度、ブレーキ操作などから、ECU47に予め
設定されたプログラムにしたがい、各クラッチ25,2
9を制御したり、2ウェイクラッチ28のロック方向を
前進と後進とで切換えたり、モータ/ジェネレータ16
を制御したり、モータ電流の向きを前進と後進とで切換
えたりすることにより、エンジン特性、モータ特性を活
用した車両の走行(発進はモータで、定常走行はエンジ
ンで、加速時はモータでエンジンをアシストし、減速時
は回生を行う、後進はモータで行う等の走行)が行える
ようにしてある。またECU47には、燃費を高めるた
めに、ハイブリット車が停車中はエンジン1を停止させ
る機能が設定してある。さらにECU47には、この停
車から速やかに発進させるよう、モータで発進させなが
らエンジン1を始動させる機能が設定してある。
【0028】シフト操作装置45のシフトレバー46
は、ワイヤ48を介して、パーキング機構9に連結され
ていて、シフトレバー46をPレンジ(パーキングレン
ジ)にすると、パーキング機構9がロックされるように
してある。つまり、シフトレバー46がPレンジにある
とき、キャリア19が固定されるようにしている。さら
にシフトレバー46は、ワイヤ49を介して、クラッチ
ギヤ30に連結されていて、シフトレバー46をPレン
ジ(パーキングレンジ)にすると、同操作力でクラッチ
ギヤ30を動作させて、エンジン1とリングギヤ18と
を連結させるようにしてある。こうした構造により、シ
フトレバー46がPレンジにあると、エンジン1とモー
タ/ジェネレータ16との間をむすぶ動力伝達路が形成
されるようにしてある。
【0029】このハイブリット車の代表的なモードが表
1に示されている。
【0030】
【表1】
【0031】この表1にもとづきパワープラントの作用
を説明する。なお、()内英字は表1中のNO.を示
す。
【0032】今、停車しているハイブリット車を走行さ
せるとする。
【0033】このとき、シフトレバー46はPレンジに
あり、パーキング機構9はロック状態、クラッチギヤ3
0は連結状態である。また2ウェイクラッチ27は前進
方向でロックする向きに切換えられている。
【0034】始動操作は同レンジ位置のまま、イグニシ
ョンスイッチ(図示しない)をオンする。
【0035】すると、ECU47は、冷却水の温度から
エンジン1が冷態であるか温態であるかを検出し、エン
ジン1が冷態であれば、暖気モードに入る(A)。
【0036】暖気モードは、ECU47の指令により、
モータ/ジェネレータ16から逆回転の駆動力を出力す
ることで行なわれる。
【0037】すると、モータ出力は、サンギヤ17、プ
ラネタリギヤ20、パーキング機構9により固定されて
いるキャリア19のプラネタリギヤ20、リングギヤ1
8へ伝わる。
【0038】このとき、2ウェイクラッチ27は、この
ときのリングギヤ18の回転方向にはフリーな状態なの
で、リングギヤ18は回転し、各ギヤ間を通過する間に
減速が行われ、エンジン始動に適した出力トルクの増幅
が行われる。
【0039】これにより、増幅されたモータの出力トル
クは、短絡的に形成されたモータ〜エンジン1間の動力
伝達路を通じて、エンジン1の出力軸1aへ伝達され、
エンジン1を始動させる。
【0040】始動後、ECU47の指令により、エンジ
ン1は、アイドル運転に入り、エンジン1を暖機させ
る。この暖気が終了すると、エンジン1を停止させる。
【0041】ついで、ハイブリッド車を発進させるべ
く、ブレーキペダルを踏んだ状態でシフトレバー46を
Dレンジにシフトすると、Pレンジから離れるシフトレ
バー46の操作を受けて、クラッチギヤ30の接続およ
びパーキング機構9のロックはそれぞれ外れる(Bor
C)。このときエンジンの暖機が終了していない場合は
暖機が終了するまでエンジンはアイドリングを継続す
る。
【0042】さらに、ブレーキペダルからアクセルぺダ
ルに踏み代えて、同アクセルペダル(図示しない)を踏
込むと、ECU47は、モータ/ジェネレータ16を正
転方向に回転するモータとして機能させ、正転方向の駆
動力をサンギヤ17へ出力させる。
【0043】これにより、モータ出力は、サンギヤ1
7、プラネタリギヤ20、キャリア19へ伝わり、リン
グギヤ18を前進方向に回転させようとする。
【0044】このとき、リングギヤ18は、2ウェイク
ラッチ27により前進方向には回転しないようロック
(制動)されてキャリア19の反力を受けるから、キャ
リア19から出力が行なわれるようになる。つまり、遊
星歯車機構はLモードとなり、サンギヤ17から入力さ
れる回転を減速して、キャリア19から駆動力を出力さ
せる。
【0045】この遊星歯車機構によって増幅されたモー
タの出力トルクが、キャリア19からベルト入力軸3へ
出力され、Lモードに変速されているドライブプーリ
5、金属ベルト7、ドリブンプーリ6を経て、ファイナ
ルギヤ11、デファレンシャルギヤ12を通じ、左右の
走行輪へ伝達され、ハイブリッド車をモータのみで発進
させ加速させる(D)。
【0046】この発進加速によりモータの回転が上昇
し、キャリア19の回転数がエンジン始動を行える回転
まで上昇すると、ECU47はクラッチ25をオンし、
モータの出力トルクをエンジン1の出力軸1aへ伝達さ
せる。
【0047】このとき、エンジン1へ伝達されるモータ
の出力トルクは、遊星歯車機構によって増幅されている
から、エンジン1の始動に十分なトルクをもつ。
【0048】これにより、加速走行中、エンジン1は、
速やか、かつ滑らかに始動される(E)。
【0049】エンジン1が始動すると、ハイブリット車
は、エンジン1とモータとの両者の出力により加速を続
ける。
【0050】そして、モータ回転が許容限域に近づくま
で上昇すると、ECU47はクラッチ29をオンさせ、
キャリア19とリングギヤ18とを連結する。
【0051】すると、リングギヤ18へ加わる力は逆向
きとなる。この力が加わる方向だと、2ウェイクラッチ
27はフリーな状態なので、リングギヤ18はキャリア
19と同方向に回転を始める。つまり、遊星歯車機構
は、大きな減速比のLモードから、入力と出力との比が
1:1のHモードに切り換わる。
【0052】これにより、ハイブリット車は、回転上昇
にしたがい高い出力トルクを発生するエンジン1とモー
タの出力とにより、Lモードでの加速を保ちながら加速
を継続していく(F)。
【0053】ついで、加速が緩やかになり、高い熱効率
のエンジン1の運転領域が走行抵抗と見合う高い車速の
定常走行に入ったとする。
【0054】すると、ECU47の指令により、モータ
を空転させ、エンジン1だけを動力とし、ベルト式無段
変速機2をHモードに切換えて、ハイブリッド車の走行
を続ける(G)。この状態からアクセルペダルを踏込め
ば、再びモータが作動して、ハイブリッド車は加速す
る。
【0055】この定常走行中、走行抵抗が小さくなる
と、ECU47は、空転するモータ/ジェネレータ16
を発電機として機能させ、エンジン1の余裕分となった
出力トルクでモータから発電させ、バッテリ22の充電
を行う(H)。
【0056】なお、この定常走行中、バッテリ22の充
電容量が低下したときは、エンジン1の回転数を発電負
荷分、上昇させて出力トルクを高めて発電を行う。
【0057】一方、例えば20〜30km/h程度の低
車速で一定の走行が行なわれたとする。
【0058】この低車速では、エンジン1は低エンジン
回転数となるために熱効率が悪い。
【0059】このときには、ECU47は、モータ/ジ
ェネレータ16をモータとして機能させる。またクラッ
チ25をオフし、エンジン1の運転を停止させる。つま
り、熱効率の悪い低負荷運転のときは、エンジン1を用
いず、モータだけで走行を行う(I)。
【0060】このモータ走行を続け、バッテリ22の蓄
電量が低下し、充電が必要となるとする。
【0061】このときには、ECU47は、クラッチ2
5をオンして、再びエンジン1を始動させる。ついで、
ECU47は、モータ/ジェネレータ16をジェネレー
タとして機能させるとともに、このジェネレータの発電
負荷分、高回転数の領域でエンジン1を運転させ、高い
熱効率の領域で運転するエンジン1で、発電しながら走
行を継続する。そして、バッテリ1が回復したら、再び
モータ走行に戻る。
【0062】低車速走行は、こうしたモータ、エンジン
の運転を繰り返す。
【0063】ついで、ブレーキペダルを踏んで、減速し
たとする。すると、ECU47は、クラッチ25をオフ
してエンジン1を遊星歯車機構から切り離し、モータ/
ジェネレータ16を発電機として機能させ、運動エネル
ギーを電気エネルギーに変換させる。これにより、減速
回生が行なわれ、ハイブリッド車は、運動エネルギーを
回収しながら減速していく(J)。
【0064】停止すれば、パワープラントは、クリープ
トルクが発生可能な状態(ブレーキペダルを離せばクリ
ープ走行が行なわれる状態)で停車する。このとき、エ
ンジン1が運転していたら停止させ、アイドルストップ
に入る。
【0065】続いて、シフトレバー46をDレンジから
Pレンジへ操作すれば、パーキング機構9はロックさ
れ、クラッチギヤ30はエンジン1とリングギヤ18と
を連結する。これにより、駐車中(停止中)、遊星歯車
機構は、モータ/ジェネレータ16とエンジン1との間
において、停車中のエンジン始動、発電の双方に適し
た、Lモードとは異なる短絡的な動力伝達路(クラッチ
ギヤ30、リングギヤ18、固定状態のプラネタリギヤ
20、サンギヤ17を経る伝達路)形成して待機する。
【0066】この停車中、バッテリ22の電力低下があ
ると、ECU47は、先の暖気時に延べたようにモータ
/ジェネレータ16を逆回転モータとして機能させてエ
ンジン1を始動させ、同エンジン1でモータ/ジェネレ
ータ16を通じて発電を行い、発電した電力で充電を行
いバッテリ22を回復させる(L)。
【0067】なお、後退するときは、シフトレバー46
をRレンジに操作して、ブレーキペダルを離したり、ア
クセルペダルを踏めば、モータ/ジェネレータ16が逆
回転するモータとして切り換わり、また2ウェイクラッ
チ27のロック方向が逆となって、Lモードのベルト式
無段変速機2を通じて、後退に必要な動力を走行輪へ伝
える(K)。
【0068】そして、アイドルストップの停車状態から
発進させるべく、アクセルを踏み込めば、再びハイブリ
ット車は、先に述べたように低出力のモータで十分な発
進加速を得ながら、エンジン1の始動が行なわれるよう
になる。
【0069】このように本発明を適用した車両用パワー
プラントだと、小出力のモータ/ジェネレータ16(小
型の電気モータ)で、発進加速中、同加速性能を損なわ
ずに良好にエンジン1の始動ができるだけでなく、クラ
ッチ25の断続により、遊星歯車機構からエンジン1を
切り離したモータ運転(エンジン1の引き摺り損失の無
い運転)やモータとエンジン1とを併用した運転もでき
る。しかも、車両停止時は、クラッチ30の断続によ
り、モータでエンジン1を始動したり、同始動させたエ
ンジン1で発電が行うことができ、ハイブリッド車に十
分な性能をもたらせることができる。
【0070】またシフトレバー46の動きを用いて、P
レンジのとき、機械的にクラッチギヤ30をつなぐ構造
を用いたので、パーキング機構9との併用により、シフ
トレバー46をPレンジへレバー操作するだけで、簡単
にエンジン1の始動体制が確保できる。しかも、同始動
体制の動力伝達路は、シフトレバー46の動きをクラッ
チギヤ30へ伝えるだけで形成されるから、構造的にも
簡単である。
【0071】なお、一実施形態では、LモードとHモー
ドの2段変速可能な遊星歯車機構を用いた例を挙げた
が、これに限らず、2段以上の変速が可能な遊星歯車機
構を用いてもよい。
【0072】また一実施形態で述べたような遊星歯車機
構の3要素の用い方でなく、他の用い方によって、L/
Hモードの切換えたり、エンジンを断続させたり、短絡
的な動力伝達路を形成したりしてもよく、3要素と各機
器(エンジン、モータ/ジェネレータ等)とのクラッチ
の接続関係には限定されるものではない。
【0073】
【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載の発
明によれば、発進の際、変速機構で増幅したモータの出
力トルクを変速機へ出力させながら、第3クラッチ手段
からエンジンへモータから動力を伝達させることによ
り、小出力のモータで十分な発進加速を得ながら、同モ
ータで発進加速を損なわずにエンジンの始動を行うこと
ができる。
【0074】しかも、モータ走行のときは第3クラッチ
手段により遊星歯車機構からエンジンを切り離すことに
より、エンジンの引き摺り損失の無いモータ走行を行う
ことができる。
【0075】そのうえ、停止中は、第4クラッチによ
り、エンジンとモータ/ジェネレータとの間だけをむす
ぶ短絡的な動力伝達路を形成することにより、停止中で
もモータでエンジンを始動したり、始動させたエンジン
でジェネレータを作動させて発電させることができ、ハ
イブリッド車に求められる性能を十分に発揮させること
ができる。
【0076】請求項2に記載の発明によれば、さらに上
記目的に加え、シフトレバーをパーキングへレバー操作
するだけで、エンジンの始動体制に求められる動力伝達
路を確保できる。しかも、変速機の変速レンジを切換え
る操作力を利用して、別途、駆動源を必要とせずに、停
止中、エンジンが始動できる体制が形成でき、簡単な構
造で、求められる動力伝達路が簡単に形成できるといっ
た効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る車両用パワープラン
トの構成を説明するための図。
【符号の説明】
1…エンジン 1a…出力軸 2…ベルト式無段変速機(変速機) 3…ベルト入力軸 15…3要素2自由度型遊星歯車機構(変速機構) 16…モータ/ジェネレータ 17…サンギヤ 18…リングギヤ 19…キャリア 25…エンジン切換用のクラッチ(第3クラッチ手段) 27…2ウェイクラッチ(第1クラッチ手段) 29…H/Lモード切換用のクラッチ(第2クラッチ手
段) 45…シフト操作装置 46…シフトレバー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 孝司 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 後田 祐一 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−158998(JP,A) 特開 平10−174209(JP,A) 特開2000−92611(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 17/04 B60K 6/02 - 6/04 B60L 11/10 - 11/14 F02N 11/04 F16H 3/44

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの出力軸と変速機の入力軸との
    間に少なくとも2段以上変速可能な変速機構を介してモ
    ータジェネレータを設置した車両用パワープラントにお
    いて、 前記変速機構は、3要素2自由度型遊星歯車機構からな
    り、 該歯車機構の3要素のうち、 第1要素には前記変速機の入力軸が連結され、 第2要素には前記モータジェネレータが連結され、 第3要素には同要素を制動する第1クラッチ手段が設け
    られ、 かつ前記第1要素、第2要素、第3要素のうち2つの要
    素を連結し、前記第1クラッチ手段と共同して変速切換
    えなす第2クラッチ手段を有し、 さらに前記エンジンを前記第1要素、第2要素、第3要
    素のいずれか一つの要素と連結する第3クラッチ手段
    と、 前記第3クラッチ手段が連結される前記要素以外のいず
    れか一つの要素と前記エンジンとを連結し、前記エンジ
    ンと前記モータジェネレータとの間で独立した動力伝達
    路が形成可能な第4クラッチ手段とを有した、 ことを特徴とする車両用パワープラント。
  2. 【請求項2】 前記変速機の変速レンジを切換えるシフ
    トレバーと、 前記シフトレバーに連動して前記第1要素を固定するパ
    ーキング機構とを有し、 前記第4クラッチ手段は前記シフトレバーに機械的に連
    結されたクラッチギヤからなり、 前記シフトレバーがパーキングレンジにあるとき、前記
    パーキング機構により第1要素を固定するとともに前記
    クラッチギヤにより前記エンジンと前記第3要素とを連
    結させるように構成してあることを特徴とする請求項1
    に記載の車両用パワープラント。
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