JP3496654B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents
ハイブリッド車両Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発電用、車両駆動用とし
て複数の回転電機を備えたハイブリッド車両に関する。
て複数の回転電機を備えたハイブリッド車両に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のハイブリッド車両としては、特開
平11-313407号公報に開示されているものが知られてい
る。
平11-313407号公報に開示されているものが知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとしている問題点】上記従来技術で
は、エンジンの発生する駆動力を第1の回転電機と第2
の回転電機とに分配する遊星歯車機構と、この遊星歯車
機構と第2の回転電機との間にクラッチを備えることに
より、エンジンと車輪の駆動軸との間の無段変速を可能
とするとともにシリーズ方式とパラレル方式との切り換
えを実現している。
は、エンジンの発生する駆動力を第1の回転電機と第2
の回転電機とに分配する遊星歯車機構と、この遊星歯車
機構と第2の回転電機との間にクラッチを備えることに
より、エンジンと車輪の駆動軸との間の無段変速を可能
とするとともにシリーズ方式とパラレル方式との切り換
えを実現している。
【0004】しかしながら、上記従来のハイブリッド車
両では、シリーズ方式及びパラレル方式のどちらの場合
でも、エンジンの運転時に前記第1及び第2の回転電機
の役割がそれぞれ固定されており、第1の回転電機が発
電用、第2の回転電機が走行用となっている。このた
め、第1の回転電機はエンジンの燃費が良好となる低回
転域をカバーできれば良いが、第2の回転電機は要求さ
れる駆動力を実現するために低回転域から高回転域まで
の広い運転領域をカバーする必要がある。例えば、シリ
ーズ方式の場合、要求される駆動力を第2の回転電機の
みで発生させる必要があるため、全運転領域をカバーで
きるように設計すると第2回転電機の磁石トルクあるい
は容量(最大出力)が大きくなってしまい、効率、特に
軽負荷時の効率が悪化するという問題がある。
両では、シリーズ方式及びパラレル方式のどちらの場合
でも、エンジンの運転時に前記第1及び第2の回転電機
の役割がそれぞれ固定されており、第1の回転電機が発
電用、第2の回転電機が走行用となっている。このた
め、第1の回転電機はエンジンの燃費が良好となる低回
転域をカバーできれば良いが、第2の回転電機は要求さ
れる駆動力を実現するために低回転域から高回転域まで
の広い運転領域をカバーする必要がある。例えば、シリ
ーズ方式の場合、要求される駆動力を第2の回転電機の
みで発生させる必要があるため、全運転領域をカバーで
きるように設計すると第2回転電機の磁石トルクあるい
は容量(最大出力)が大きくなってしまい、効率、特に
軽負荷時の効率が悪化するという問題がある。
【0005】本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなさ
れたものであり、複数の回転電機を備えたハイブリッド
車両において各回転電機を効率的に利用できるように
し、各回転電機に必要とされる容量を小さくすることを
目的とする。
れたものであり、複数の回転電機を備えたハイブリッド
車両において各回転電機を効率的に利用できるように
し、各回転電機に必要とされる容量を小さくすることを
目的とする。
【0006】
【問題点を解決するための手段】第1の発明は、ハイブ
リッド車両において、エンジンと、第1の回転電機と、
前記第1の回転電機と異なる特性を有する第2の回転電
機と、駆動輪に接続される駆動軸と、少なくとも、前記
第1の回転電機と前記エンジンとを機械的に接続すると
ともに前記第2の回転電機と前記エンジンとを非接続と
しつつ、前記第2の回転電機と前記駆動軸とを機械的に
接続するとともに前記第1の回転電機と前記駆動軸とを
非接続とする第1の接続状態と、前記第1の回転電機と
前記駆動軸とを機械的に接続するとともに前記第2の回
転電機と前記駆動軸とを非接続としつつ、前記第2の回
転電機と前記エンジンとを機械的に接続するとともに前
記第1の回転電機と前記エンジンとを非接続とする第2
の接続状態とを切り換えることができる切換機構とを備
えたことを特徴とするものである。
リッド車両において、エンジンと、第1の回転電機と、
前記第1の回転電機と異なる特性を有する第2の回転電
機と、駆動輪に接続される駆動軸と、少なくとも、前記
第1の回転電機と前記エンジンとを機械的に接続すると
ともに前記第2の回転電機と前記エンジンとを非接続と
しつつ、前記第2の回転電機と前記駆動軸とを機械的に
接続するとともに前記第1の回転電機と前記駆動軸とを
非接続とする第1の接続状態と、前記第1の回転電機と
前記駆動軸とを機械的に接続するとともに前記第2の回
転電機と前記駆動軸とを非接続としつつ、前記第2の回
転電機と前記エンジンとを機械的に接続するとともに前
記第1の回転電機と前記エンジンとを非接続とする第2
の接続状態とを切り換えることができる切換機構とを備
えたことを特徴とするものである。
【0007】第2の発明は、第1の発明において、前記
第1、第2の回転電機に異なる速度−トルク特性を持た
せたことを特徴とするものである。
第1、第2の回転電機に異なる速度−トルク特性を持た
せたことを特徴とするものである。
【0008】第3の発明は、第2の発明において、前記
第1、第2の回転電機の極数を異ならせることで前記第
1、第2の回転電機に異なる速度−トルク特性を持たせ
たことを特徴とするものである。
第1、第2の回転電機の極数を異ならせることで前記第
1、第2の回転電機に異なる速度−トルク特性を持たせ
たことを特徴とするものである。
【0009】第4の発明は、第2の発明において、前記
第1、第2の回転電機の永久磁石量を異ならせることで
前記第1、第2の回転電機に異なる速度−トルク特性を
持たせたことを特徴とするものである。
第1、第2の回転電機の永久磁石量を異ならせることで
前記第1、第2の回転電機に異なる速度−トルク特性を
持たせたことを特徴とするものである。
【0010】第5の発明は、第1の発明において、前記
第1、第2の回転電機に異なる効率特性を持たせたこと
を特徴とするものである。
第1、第2の回転電機に異なる効率特性を持たせたこと
を特徴とするものである。
【0011】第6の発明は、第1の発明において、前記
第1、第2の回転電機に異なる力率特性を持たせたこと
を特徴とするものである。
第1、第2の回転電機に異なる力率特性を持たせたこと
を特徴とするものである。
【0012】第7の発明は、第1の発明において、前記
第1、第2の回転電機を同軸多重回転電機で構成したこ
とを特徴とするものである。
第1、第2の回転電機を同軸多重回転電機で構成したこ
とを特徴とするものである。
【0013】第8の発明は、第1の発明において、前記
第1、第2の回転電機に異なる容量を持たせたことを特
徴とするものである。
第1、第2の回転電機に異なる容量を持たせたことを特
徴とするものである。
【0014】第9の発明は、第8の発明において、回転
電機のロータ及びステータの径方向長さあるいは軸方向
長さを異ならせることで前記第1、第2の回転電機に異
なる容量を持たせたことを特徴とするものである。
電機のロータ及びステータの径方向長さあるいは軸方向
長さを異ならせることで前記第1、第2の回転電機に異
なる容量を持たせたことを特徴とするものである。
【0015】第10の発明は、第8の発明において、切
換機構が、バッテリの残存容量が少ないときは前記第
1、第2の回転電機のうち容量の大きい方を前記エンジ
ンに接続することを特徴とするものである。
換機構が、バッテリの残存容量が少ないときは前記第
1、第2の回転電機のうち容量の大きい方を前記エンジ
ンに接続することを特徴とするものである。
【0016】第11の発明は、第1の発明において、切
換機構が、前記第1及び第2の回転電機の運転可能領域
が重複する場合は、より効率の良いほうの回転電機が前
記駆動軸に接続されるように接続状態を切り換えること
を特徴とするものである。
換機構が、前記第1及び第2の回転電機の運転可能領域
が重複する場合は、より効率の良いほうの回転電機が前
記駆動軸に接続されるように接続状態を切り換えること
を特徴とするものである。
【0017】第12の発明は、第1から第11の発明に
おいて、切換機構が、前記エンジンを前記第1の回転電
機あるいは第2の回転電機に機械的に接続する第1の接
続切換手段と、前記駆動軸を前記第1の回転電機あるい
は第2の回転電機に機械的に接続する第2の接続切換手
段とで構成されることをを特徴とするものである。
おいて、切換機構が、前記エンジンを前記第1の回転電
機あるいは第2の回転電機に機械的に接続する第1の接
続切換手段と、前記駆動軸を前記第1の回転電機あるい
は第2の回転電機に機械的に接続する第2の接続切換手
段とで構成されることをを特徴とするものである。
【0018】第13の発明は、第1から第11の発明に
おいて、切換機構が、前記エンジンと前記第1の回転電
機とを機械的に接続あるいは非接続とする第1の接続切
換手段と、前記エンジンと前記第2の回転電機とを機械
的に接続あるいは非接続とする第2の接続切換手段と、
前記駆動軸と前記第1の回転電機とを機械的に接続ある
いは非接続とする第3の接続切換手段と、前記駆動軸と
前記第2の回転電機とを機械的に接続あるいは非接続と
する第4の接続切換手段とで構成されることを特徴とす
るものである。
おいて、切換機構が、前記エンジンと前記第1の回転電
機とを機械的に接続あるいは非接続とする第1の接続切
換手段と、前記エンジンと前記第2の回転電機とを機械
的に接続あるいは非接続とする第2の接続切換手段と、
前記駆動軸と前記第1の回転電機とを機械的に接続ある
いは非接続とする第3の接続切換手段と、前記駆動軸と
前記第2の回転電機とを機械的に接続あるいは非接続と
する第4の接続切換手段とで構成されることを特徴とす
るものである。
【0019】第14の発明は、第1から第11の発明に
おいて、切換機構が、前記第1の回転電機を前記エンジ
ンあるいは前記駆動軸に機械的に接続する第1の接続切
換手段と、前記第2の回転電機を前記エンジンあるいは
駆動軸に機械的に接続する第2の接続切換手段とで構成
されることを特徴とするものである。
おいて、切換機構が、前記第1の回転電機を前記エンジ
ンあるいは前記駆動軸に機械的に接続する第1の接続切
換手段と、前記第2の回転電機を前記エンジンあるいは
駆動軸に機械的に接続する第2の接続切換手段とで構成
されることを特徴とするものである。
【0020】
【作用及び効果】したがって、第1の発明によれば、ハ
イブリッド車両用回転電機として特性の異なる少なくと
も2つの回転電機を物理的に切り換えて使用することが
できる。これにより、それぞれの回転電機がカバーしな
ければならない運転領域が狭くなるので、一つの回転電
機で全ての運転領域をカバーする場合と比べて各回転電
機を小型化することができ、ハイブリッド車両の駆動シ
ステムを小型化することができる。また、回転電機を小
型化できることからそれぞれの回転電機駆動用のインバ
ータも小さくすることができ、運転領域が狭くなること
から各回転電機をより高効率点に近いところで運転させ
ることができる。
イブリッド車両用回転電機として特性の異なる少なくと
も2つの回転電機を物理的に切り換えて使用することが
できる。これにより、それぞれの回転電機がカバーしな
ければならない運転領域が狭くなるので、一つの回転電
機で全ての運転領域をカバーする場合と比べて各回転電
機を小型化することができ、ハイブリッド車両の駆動シ
ステムを小型化することができる。また、回転電機を小
型化できることからそれぞれの回転電機駆動用のインバ
ータも小さくすることができ、運転領域が狭くなること
から各回転電機をより高効率点に近いところで運転させ
ることができる。
【0021】ここでいう回転電機の特性とは、例えば速
度−トルク特性であり(第2の発明)、一方の回転電機
を低速高トルク型、他方を高速低トルク型とすれば、発
進時を含む低速域では低速高トルク型の回転電機を車両
駆動用に使用し、高速域では高速低トルク型の回転電機
に切り換えて車両を駆動するといった切り換えが可能と
なる。回転電機に異なる速度−トルク特性を持たせるに
は回転電機の極数を異ならせる方法(例えば、一方を4
極対、他方を2極対とする。)や、永久磁石量を異なら
せる方法(例えば、一方を50[mWb]、他方を25[mWb]とす
る。)がある(第3、第4の発明)。極数を変えれば永
久磁石量が同じでも速度−トルク特性を変えることがで
き、また、永久磁石量を変えれば極数が同じでも速度−
トルク特性を変えることができる。
度−トルク特性であり(第2の発明)、一方の回転電機
を低速高トルク型、他方を高速低トルク型とすれば、発
進時を含む低速域では低速高トルク型の回転電機を車両
駆動用に使用し、高速域では高速低トルク型の回転電機
に切り換えて車両を駆動するといった切り換えが可能と
なる。回転電機に異なる速度−トルク特性を持たせるに
は回転電機の極数を異ならせる方法(例えば、一方を4
極対、他方を2極対とする。)や、永久磁石量を異なら
せる方法(例えば、一方を50[mWb]、他方を25[mWb]とす
る。)がある(第3、第4の発明)。極数を変えれば永
久磁石量が同じでも速度−トルク特性を変えることがで
き、また、永久磁石量を変えれば極数が同じでも速度−
トルク特性を変えることができる。
【0022】また、速度−トルク特性以外の特性として
は効率特性、力率特性を挙げることができ、回転電機の
これらの特性を異ならせるようにしてもよい(第5、第
6の発明)。例えば、異なる効率特性をもたせる場合、
一方の最大効率点を20[Nm]、5000[rpm]、他方の最大効
率点を10[Nm]、10000[rpm]に設定しておき、より最大効
率点に近い方の回転電機を使用するようにすれば車両全
体としての効率を高めることができる。なお、力率は磁
石量とインダクタンスとで決まるので、例えば一方の磁
石量を他方より大きくすることで特性に差を持たせるこ
とができる。
は効率特性、力率特性を挙げることができ、回転電機の
これらの特性を異ならせるようにしてもよい(第5、第
6の発明)。例えば、異なる効率特性をもたせる場合、
一方の最大効率点を20[Nm]、5000[rpm]、他方の最大効
率点を10[Nm]、10000[rpm]に設定しておき、より最大効
率点に近い方の回転電機を使用するようにすれば車両全
体としての効率を高めることができる。なお、力率は磁
石量とインダクタンスとで決まるので、例えば一方の磁
石量を他方より大きくすることで特性に差を持たせるこ
とができる。
【0023】なお、上記複数の回転電機は別々に車両に
設けてもよいが、多重回転電機(例えば、インナーロー
タ、ステータ、アウターロータからなる同軸三層構造の
回転電機)として一体的に車両に設けることもできる
(第7の発明)。これにより、上記回転電機を小型化で
きるという効果と相俟ってハイブリッド車両の駆動シス
テムをさらに小型化することができる。
設けてもよいが、多重回転電機(例えば、インナーロー
タ、ステータ、アウターロータからなる同軸三層構造の
回転電機)として一体的に車両に設けることもできる
(第7の発明)。これにより、上記回転電機を小型化で
きるという効果と相俟ってハイブリッド車両の駆動シス
テムをさらに小型化することができる。
【0024】また、第8の発明によれば、ハイブリッド
車両用回転電機として容量の異なる少なくとも2つの回
転電機を物理的に切り換えて使用することができる。こ
れにより、例えば、駆動用に大容量、発電用に小容量の
回転電機を用いていたときでも、特にバッテリ残容量が
少ないときは両者を切り換えれば発電容量を上げること
ができ、バッテリの充電時間を短縮することができる
(第10の発明)。なお、回転電機の容量を異ならせる
には、例えば、回転電機のロータ及びステータの径方向
長さあるいは軸方向長さを異なるようにすればよい(第
9の発明)。
車両用回転電機として容量の異なる少なくとも2つの回
転電機を物理的に切り換えて使用することができる。こ
れにより、例えば、駆動用に大容量、発電用に小容量の
回転電機を用いていたときでも、特にバッテリ残容量が
少ないときは両者を切り換えれば発電容量を上げること
ができ、バッテリの充電時間を短縮することができる
(第10の発明)。なお、回転電機の容量を異ならせる
には、例えば、回転電機のロータ及びステータの径方向
長さあるいは軸方向長さを異なるようにすればよい(第
9の発明)。
【0025】さらに、第11の発明によれば、少なくと
も2つの回転電機の運転可能領域が重複する場合にはよ
り効率が高いほうの回転電機が選択されるので、車両全
体の効率(燃費)を向上、特に、軽負荷時の回転電機効
率を向上させることができる。
も2つの回転電機の運転可能領域が重複する場合にはよ
り効率が高いほうの回転電機が選択されるので、車両全
体の効率(燃費)を向上、特に、軽負荷時の回転電機効
率を向上させることができる。
【0026】なお、上記切換機構は、エンジンを第1の
回転電機あるいは第2の回転電機に機械的に接続する第
1の接続切換手段(例えば、ドグクラッチ)と、前記駆
動軸を第1の回転電機あるいは第2の回転電機に機械的
に接続する第2の接続切換手段(例えば、ドグクラッ
チ)とで構成することができる(第12の発明、後述す
る第1の実施形態)。
回転電機あるいは第2の回転電機に機械的に接続する第
1の接続切換手段(例えば、ドグクラッチ)と、前記駆
動軸を第1の回転電機あるいは第2の回転電機に機械的
に接続する第2の接続切換手段(例えば、ドグクラッ
チ)とで構成することができる(第12の発明、後述す
る第1の実施形態)。
【0027】また、切換機構は、エンジンと第1の回転
電機とを機械的に接続あるいは非接続とする第1の接続
切換手段と、エンジンと第2の回転電機とを機械的に接
続あるいは非接続とする第2の接続切換手段と、駆動軸
と第1の回転電機とを機械的に接続あるいは非接続とす
る第3の接続切換手段と、駆動軸と第2の回転電機とを
機械的に接続あるいは非接続とする第4の接続切換手段
とで構成することもできる(第13の発明、後述する第
2の実施形態)。第1から第4の接続切換手段は例えば
摩擦クラッチで構成することができる。切換機構をこの
ように構成することにより、より多彩な接続状態を実現
することができる。
電機とを機械的に接続あるいは非接続とする第1の接続
切換手段と、エンジンと第2の回転電機とを機械的に接
続あるいは非接続とする第2の接続切換手段と、駆動軸
と第1の回転電機とを機械的に接続あるいは非接続とす
る第3の接続切換手段と、駆動軸と第2の回転電機とを
機械的に接続あるいは非接続とする第4の接続切換手段
とで構成することもできる(第13の発明、後述する第
2の実施形態)。第1から第4の接続切換手段は例えば
摩擦クラッチで構成することができる。切換機構をこの
ように構成することにより、より多彩な接続状態を実現
することができる。
【0028】さらに、切換機構は、第1の回転電機をエ
ンジンあるいは前記駆動軸に選択的に接続する第1の接
続切換手段と、第2の回転電機をエンジンあるいは駆動
軸に選択的に接続する第2の接続切換手段とで構成する
こともできる(第14の発明、後述する第3の実施形
態)。第1、第2の接続切換手段は、例えばそれぞれ摩
擦クラッチの組み合わせで構成することができる。
ンジンあるいは前記駆動軸に選択的に接続する第1の接
続切換手段と、第2の回転電機をエンジンあるいは駆動
軸に選択的に接続する第2の接続切換手段とで構成する
こともできる(第14の発明、後述する第3の実施形
態)。第1、第2の接続切換手段は、例えばそれぞれ摩
擦クラッチの組み合わせで構成することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明の
実施形態を説明する。
実施形態を説明する。
【0030】図1は、本発明に係るハイブリッド車両の
概略構成を示したものであり、図中1は第1の回転電
機、2は第2の回転電機、3はエンジン、4は駆動軸、
5は駆動軸4に接続される駆動輪、10、20は回転電
機1、2とエンジン3あるいは駆動軸4との機械的な接
続関係を切り換えるための切換機構である。ここでいう
「機械的な接続」とは回転電機、エンジン等の要素が電
気的な接続ではなくギヤ、シャフト等を介して機械的、
物理的に接続されることを意味する。この他、車両には
各回転電機を制御するためのインバータ、回転電機1、
2における過不足電力を補償するバッテリ等が設けられ
ている(図示せず)。
概略構成を示したものであり、図中1は第1の回転電
機、2は第2の回転電機、3はエンジン、4は駆動軸、
5は駆動軸4に接続される駆動輪、10、20は回転電
機1、2とエンジン3あるいは駆動軸4との機械的な接
続関係を切り換えるための切換機構である。ここでいう
「機械的な接続」とは回転電機、エンジン等の要素が電
気的な接続ではなくギヤ、シャフト等を介して機械的、
物理的に接続されることを意味する。この他、車両には
各回転電機を制御するためのインバータ、回転電機1、
2における過不足電力を補償するバッテリ等が設けられ
ている(図示せず)。
【0031】回転電機1と回転電機2は異なる速度−ト
ルク特性、最大効率点(例えば、回転電機1の最大効率
点が20[Nm]、5000[rpm]、回転電機2の回転電機の最大
効率点が10[Nm]、10000[rpm])を有している。これら回
転電機1、2は切換機構10、20によりエンジン3、
駆動軸4のいずれか一方、あるいは両方に接続され、発
電機あるいは電動機として機能する。回転電機1、2
は、エンジン3に接続された場合は主に発電用として用
いられ、駆動軸4に接続された場合は主に車両駆動用と
して用いられ、エンジン3及び駆動軸4に接続された場
合は主にエンジン3による車両駆動の補助(アシスト
用)として用いられる。
ルク特性、最大効率点(例えば、回転電機1の最大効率
点が20[Nm]、5000[rpm]、回転電機2の回転電機の最大
効率点が10[Nm]、10000[rpm])を有している。これら回
転電機1、2は切換機構10、20によりエンジン3、
駆動軸4のいずれか一方、あるいは両方に接続され、発
電機あるいは電動機として機能する。回転電機1、2
は、エンジン3に接続された場合は主に発電用として用
いられ、駆動軸4に接続された場合は主に車両駆動用と
して用いられ、エンジン3及び駆動軸4に接続された場
合は主にエンジン3による車両駆動の補助(アシスト
用)として用いられる。
【0032】図2は、回転電機1と回転電機2の極数、
容量の組み合わせ例を示したものである。このような組
合せとすることで回転電機1、2の速度−トルク特性を
異ならせることができる。
容量の組み合わせ例を示したものである。このような組
合せとすることで回転電機1、2の速度−トルク特性を
異ならせることができる。
【0033】例えば、図2のC-1に示すように、第1の
回転電機1の極数を8極、容量を30kWとし、第2の
回転電機2の極数を4極、容量を30kWとした場合、
それらの速度−トルク特性は図3に示すようになり、第
1の回転電機1は低速高トルク型、第2の回転電機2は
高速低トルク型となる。
回転電機1の極数を8極、容量を30kWとし、第2の
回転電機2の極数を4極、容量を30kWとした場合、
それらの速度−トルク特性は図3に示すようになり、第
1の回転電機1は低速高トルク型、第2の回転電機2は
高速低トルク型となる。
【0034】回転電機1、2の特性をこのように異なる
特性とし、運転条件に応じてこれらを物理的に切り換え
て発電用あるいは車両駆動用として使用することによ
り、各回転電機を効率的に用いることができる。例え
ば、発進時を含む低回転域で走行中は低速高トルク型の
第1の回転電機1を駆動軸4に接続して駆動用として用
い、高回転域に移行するに従って高速低トルク型の第2
の回転電機2を駆動軸4に接続して駆動用として用いる
ようにすれば、各回転電機がカバーしなければならない
運転領域が従来の1つの回転電機で全ての運転領域をカ
バーする場合と比べて狭くなって回転電機の小型化を実
現でき、各回転電機を制御するインバータの小型も実現
できる。また、各回転電機がカバーする運転領域が狭く
なることから回転電機をより高効率点に近い運転点で運
転させることができる。
特性とし、運転条件に応じてこれらを物理的に切り換え
て発電用あるいは車両駆動用として使用することによ
り、各回転電機を効率的に用いることができる。例え
ば、発進時を含む低回転域で走行中は低速高トルク型の
第1の回転電機1を駆動軸4に接続して駆動用として用
い、高回転域に移行するに従って高速低トルク型の第2
の回転電機2を駆動軸4に接続して駆動用として用いる
ようにすれば、各回転電機がカバーしなければならない
運転領域が従来の1つの回転電機で全ての運転領域をカ
バーする場合と比べて狭くなって回転電機の小型化を実
現でき、各回転電機を制御するインバータの小型も実現
できる。また、各回転電機がカバーする運転領域が狭く
なることから回転電機をより高効率点に近い運転点で運
転させることができる。
【0035】なお、両回転電機の運転可能領域の重なる
領域(図3中の斜線領域)ではいずれの回転電機を用い
ることもできるが、運転可能領域が重なる領域ではいず
れの回転電機を用いた方がより効率が良いかを効率マッ
プを参照する等により判断し、より効率のより高いほう
を選択して用いるようにすればよい。これによって、車
両全体として燃費を向上させることができ、特に、軽負
荷時における効率を向上させることができる。
領域(図3中の斜線領域)ではいずれの回転電機を用い
ることもできるが、運転可能領域が重なる領域ではいず
れの回転電機を用いた方がより効率が良いかを効率マッ
プを参照する等により判断し、より効率のより高いほう
を選択して用いるようにすればよい。これによって、車
両全体として燃費を向上させることができ、特に、軽負
荷時における効率を向上させることができる。
【0036】また、C-2に示すように、回転電機1の極
数を8極、容量を20kW、回転電機2の極数を8極、
容量を40kWとした場合、それらの速度−トルク特性
は図4に示すようになる。
数を8極、容量を20kW、回転電機2の極数を8極、
容量を40kWとした場合、それらの速度−トルク特性
は図4に示すようになる。
【0037】このように、2つの回転電機1、2の一方
を大容量型、他方を小容量型とすることにより、例え
ば、小容量の回転電機1を発電用、大容量の回転電機2
を駆動用として用いていた場合にバッテリ残存容量が少
なくなってきた場合には、小容量の回転電機1を駆動軸
4に接続して駆動用、大容量の発電機2をエンジン1に
接続して発電用として用いることにより発電容量を上げ
てバッテリの充電を優先し、バッテリの充電時間を短縮
することができる。
を大容量型、他方を小容量型とすることにより、例え
ば、小容量の回転電機1を発電用、大容量の回転電機2
を駆動用として用いていた場合にバッテリ残存容量が少
なくなってきた場合には、小容量の回転電機1を駆動軸
4に接続して駆動用、大容量の発電機2をエンジン1に
接続して発電用として用いることにより発電容量を上げ
てバッテリの充電を優先し、バッテリの充電時間を短縮
することができる。
【0038】また、C-3、C-4に示すように第1の回転電
機1、第2の回転電機2の極数、容量を設定することも
でき、その場合の各回転電機の速度−トルク特性は図
5、図6に示すようになる。
機1、第2の回転電機2の極数、容量を設定することも
でき、その場合の各回転電機の速度−トルク特性は図
5、図6に示すようになる。
【0039】なお、ここでは極数を変えることで速度−
トルク特性を回転電機1と回転電機2とで異ならせてい
るが、回転電機1、2が永久磁石式の回転電機である場
合には、例えば、一方の永久磁石量を他方より多くする
(例えば、一方を50[mWb]、他方を25[mWb]とする)こと
により速度−トルク特性を異ならせるようにしてもよ
い。
トルク特性を回転電機1と回転電機2とで異ならせてい
るが、回転電機1、2が永久磁石式の回転電機である場
合には、例えば、一方の永久磁石量を他方より多くする
(例えば、一方を50[mWb]、他方を25[mWb]とする)こと
により速度−トルク特性を異ならせるようにしてもよ
い。
【0040】また、回転電機1と回転電機2とで力率特
性を変えるるようにしてもよい。この場合、力率特性
は、磁石量とインダクタンスとで決まるので、特性を異
ならせるには、例えば、一方の磁石量を他方より大きく
するようにする。
性を変えるるようにしてもよい。この場合、力率特性
は、磁石量とインダクタンスとで決まるので、特性を異
ならせるには、例えば、一方の磁石量を他方より大きく
するようにする。
【0041】また、容量を回転電機1と回転電機2とで
異ならせるには、例えば、回転電機のロータ及びステー
タの径方向長さ(直径)Dを異ならせる、あるいは、ロ
ータ及びステータの軸方向長さ(積厚)Lを異ならせる
ことにより両回転電機の容量を異ならせることができ
る。
異ならせるには、例えば、回転電機のロータ及びステー
タの径方向長さ(直径)Dを異ならせる、あるいは、ロ
ータ及びステータの軸方向長さ(積厚)Lを異ならせる
ことにより両回転電機の容量を異ならせることができ
る。
【0042】次に、回転電機1、2と、エンジン3、駆
動軸4との機械的な接続関係を切り換える機構の具体的
な構成について説明する。
動軸4との機械的な接続関係を切り換える機構の具体的
な構成について説明する。
【0043】図1に示されるように、切換機構10は、
カップリングスリーブ11と、クラッチギヤ12ないし
14とからなるドグクラッチで構成される。カップリン
グスリーブ11を図中左右方向に変位させると、クラッ
チギヤ12と13、あるいはクラッチギヤ13と14と
がカップリングスリーブ11を介して接続され、回転電
機1とエンジン3とが機械的に接続される状態(図中実
線で示す状態A1)と、回転電機2とエンジン3とが機
械的に接続される状態(図中点線で示す状態A 2)とが
切り換えられる。
カップリングスリーブ11と、クラッチギヤ12ないし
14とからなるドグクラッチで構成される。カップリン
グスリーブ11を図中左右方向に変位させると、クラッ
チギヤ12と13、あるいはクラッチギヤ13と14と
がカップリングスリーブ11を介して接続され、回転電
機1とエンジン3とが機械的に接続される状態(図中実
線で示す状態A1)と、回転電機2とエンジン3とが機
械的に接続される状態(図中点線で示す状態A 2)とが
切り換えられる。
【0044】同様に、切換機構20もカップリングスリ
ーブ21と、クラッチギヤ22ないし24とからなるド
グクラッチで構成され、カップリングスリーブ21を図
中左右方向に変位させると回転電機1と駆動軸4とが機
械的に接続される状態(図中実線で示す状態B1)と、
回転電機2と駆動軸4とが機械的に接続される状態(図
中点線で示す状態B2)とが切り換えられる。
ーブ21と、クラッチギヤ22ないし24とからなるド
グクラッチで構成され、カップリングスリーブ21を図
中左右方向に変位させると回転電機1と駆動軸4とが機
械的に接続される状態(図中実線で示す状態B1)と、
回転電機2と駆動軸4とが機械的に接続される状態(図
中点線で示す状態B2)とが切り換えられる。
【0045】図7は切換機構10、20を操作すること
により実現される接続状態を示したものである。これに
示されるように、このハイブリッド車両では切換機構1
0、20を操作することによって4つの接続状態を切り
換えることができる。
により実現される接続状態を示したものである。これに
示されるように、このハイブリッド車両では切換機構1
0、20を操作することによって4つの接続状態を切り
換えることができる。
【0046】具体的には、カップリングスリーブ11、
21がそれぞれ図1に示した位置A 1、B2にある状態I-
1では、エンジン3の出力がエンジン出力軸3a、クラ
ッチギヤ14、カップリングスリーブ11、クラッチギ
ヤ12、回転電機1の回転軸1aを介して回転電機1に
伝達され、回転電機2の出力が回転軸2a、ギヤ31、
35、クラッチギヤ34、カップリングスリーブ21、
クラッチギヤ23、中間軸36、減速用ギヤ37、38
を介して駆動軸4に伝達される。これにより、エンジン
1の出力を回転電機1で電力に変換し、この電力を回転
電機2に供給して駆動軸4を駆動する駆動方式(シリー
ズ1)が実現される。
21がそれぞれ図1に示した位置A 1、B2にある状態I-
1では、エンジン3の出力がエンジン出力軸3a、クラ
ッチギヤ14、カップリングスリーブ11、クラッチギ
ヤ12、回転電機1の回転軸1aを介して回転電機1に
伝達され、回転電機2の出力が回転軸2a、ギヤ31、
35、クラッチギヤ34、カップリングスリーブ21、
クラッチギヤ23、中間軸36、減速用ギヤ37、38
を介して駆動軸4に伝達される。これにより、エンジン
1の出力を回転電機1で電力に変換し、この電力を回転
電機2に供給して駆動軸4を駆動する駆動方式(シリー
ズ1)が実現される。
【0047】また、カップリングスリーブ11、21が
それぞれ図1に示した位置A2、B1にある状態I-2で
は、エンジン3の出力がエンジン出力軸3a、クラッチ
ギヤ13、カップリングスリーブ11、クラッチギヤ1
4、回転電機2の回転軸2aを介して回転電機2に伝達
され、回転電機1の出力が回転軸1a、ギヤ33、3
4、クラッチギヤ22、カップリングスリーブ20、ク
ラッチギヤ23、中間軸36、減速用ギヤ37、38を
介して駆動軸4に伝達される。これにより、エンジン1
の出力を回転電機2で電力に変換し、この電力を回転電
機1に供給して駆動軸4を駆動するという駆動方式(シ
リーズ2)が実現される。
それぞれ図1に示した位置A2、B1にある状態I-2で
は、エンジン3の出力がエンジン出力軸3a、クラッチ
ギヤ13、カップリングスリーブ11、クラッチギヤ1
4、回転電機2の回転軸2aを介して回転電機2に伝達
され、回転電機1の出力が回転軸1a、ギヤ33、3
4、クラッチギヤ22、カップリングスリーブ20、ク
ラッチギヤ23、中間軸36、減速用ギヤ37、38を
介して駆動軸4に伝達される。これにより、エンジン1
の出力を回転電機2で電力に変換し、この電力を回転電
機1に供給して駆動軸4を駆動するという駆動方式(シ
リーズ2)が実現される。
【0048】また、カップリングスリーブ11、21が
それぞれ図1に示した位置A1、B1にある状態I-3で
は、エンジン3の出力がエンジン出力軸3a、クラッチ
ギヤ13、カップリングスリーブ11、クラッチギヤ1
2、回転電機1の回転軸1a、ギヤ33、34、クラッ
チギヤ22、カップリングスリーブ21、クラッチギヤ
23、中間軸36、減速用ギヤ37、38を介して駆動
軸4に伝達される。回転電機1の出力もその回転軸1a
からエンジン出力と同一の経路を介して駆動軸4に伝達
される。回転電機2はエンジン3、駆動軸4いずれとも
接続されない。これにより、エンジン1で駆動軸4を直
接駆動するとともに回転電機1を電動機として機能させ
てエンジン1による駆動をアシストする駆動方式(パラ
レル1)が実現される。
それぞれ図1に示した位置A1、B1にある状態I-3で
は、エンジン3の出力がエンジン出力軸3a、クラッチ
ギヤ13、カップリングスリーブ11、クラッチギヤ1
2、回転電機1の回転軸1a、ギヤ33、34、クラッ
チギヤ22、カップリングスリーブ21、クラッチギヤ
23、中間軸36、減速用ギヤ37、38を介して駆動
軸4に伝達される。回転電機1の出力もその回転軸1a
からエンジン出力と同一の経路を介して駆動軸4に伝達
される。回転電機2はエンジン3、駆動軸4いずれとも
接続されない。これにより、エンジン1で駆動軸4を直
接駆動するとともに回転電機1を電動機として機能させ
てエンジン1による駆動をアシストする駆動方式(パラ
レル1)が実現される。
【0049】また、カップリングスリーブ11、21が
それぞれ図1に示した位置A2、B2にある状態I-4で
は、エンジン1の出力が、エンジン出力軸3a、クラッ
チギヤ13、カップリングスリーブ11、クラッチギヤ
14、回転電機2の回転軸2a、ギヤ31、35、クラ
ッチギヤ24、カップリングスリーブ21、クラッチギ
ヤ23、中間軸36、減速用ギヤ37、38を介して駆
動軸4に伝達される。回転電機2の出力もその回転軸2
aからエンジン出力と同一の経路を介して駆動軸4に伝
達される。回転電機1はエンジン3、駆動軸4のいずれ
とも接続されない。これにより、エンジン1で駆動軸4
を直接駆動するとともに回転電機2を電動機として機能
させてエンジン1による駆動をアシストする駆動方式
(パラレル2)が実現される。
それぞれ図1に示した位置A2、B2にある状態I-4で
は、エンジン1の出力が、エンジン出力軸3a、クラッ
チギヤ13、カップリングスリーブ11、クラッチギヤ
14、回転電機2の回転軸2a、ギヤ31、35、クラ
ッチギヤ24、カップリングスリーブ21、クラッチギ
ヤ23、中間軸36、減速用ギヤ37、38を介して駆
動軸4に伝達される。回転電機2の出力もその回転軸2
aからエンジン出力と同一の経路を介して駆動軸4に伝
達される。回転電機1はエンジン3、駆動軸4のいずれ
とも接続されない。これにより、エンジン1で駆動軸4
を直接駆動するとともに回転電機2を電動機として機能
させてエンジン1による駆動をアシストする駆動方式
(パラレル2)が実現される。
【0050】したがって、本発明に係るハイブリッド車
両はこのような回転電機とエンジンあるいは駆動軸との
接続関係を物理的に切り換える切換機構を備えたことに
より、特性、容量の異なる回転電機1、2の中からその
ときの運転条件に最も適したもの、より効率の良いもの
を適宜選択して使用することができ、車両の走行性能を
犠牲にすることなく回転電機、さらにはインバータの小
型を図ることができる。
両はこのような回転電機とエンジンあるいは駆動軸との
接続関係を物理的に切り換える切換機構を備えたことに
より、特性、容量の異なる回転電機1、2の中からその
ときの運転条件に最も適したもの、より効率の良いもの
を適宜選択して使用することができ、車両の走行性能を
犠牲にすることなく回転電機、さらにはインバータの小
型を図ることができる。
【0051】続いて本発明の第2の実施形態について説
明する。
明する。
【0052】図8は第2の実施形態に係るハイブリッド
車両の概略構成を示したものである。
車両の概略構成を示したものである。
【0053】このハイブリッド車両も第1の実施形態同
様に特性、容量の異なる回転電機1、回転電機2を備
え、運転条件に応じて回転電機1、2とエンジン3、駆
動軸4との機械的な接続関係を適宜切り換えて走行する
が、その切換を行う機構が第1の実施形態と異なる。
様に特性、容量の異なる回転電機1、回転電機2を備
え、運転条件に応じて回転電機1、2とエンジン3、駆
動軸4との機械的な接続関係を適宜切り換えて走行する
が、その切換を行う機構が第1の実施形態と異なる。
【0054】すなわち、このハイブリッド車両は、第1
の実施形態における切換機構10、20の代わりに摩擦
クラッチで構成される切換機構40、45を備えてお
り、回転電機1、2と、エンジン3、駆動軸4との接続
関係の切換は切換機構40、45により実現される。
の実施形態における切換機構10、20の代わりに摩擦
クラッチで構成される切換機構40、45を備えてお
り、回転電機1、2と、エンジン3、駆動軸4との接続
関係の切換は切換機構40、45により実現される。
【0055】切換機構40は2つの摩擦クラッチ41、
42で構成され、摩擦クラッチ41を締結すると回転電
機1とエンジン3とが機械的に接続され、摩擦クラッチ
42を締結すると回転電機2とエンジン3とが機械的に
接続される。同様に、切換機構45も2つの摩擦クラッ
チ46、47で構成され、摩擦クラッチ46を締結する
と回転電機1と駆動軸4とが機械的に接続され、摩擦ク
ラッチ47を締結すると回転電機2と駆動軸4とが機械
的に接続される。
42で構成され、摩擦クラッチ41を締結すると回転電
機1とエンジン3とが機械的に接続され、摩擦クラッチ
42を締結すると回転電機2とエンジン3とが機械的に
接続される。同様に、切換機構45も2つの摩擦クラッ
チ46、47で構成され、摩擦クラッチ46を締結する
と回転電機1と駆動軸4とが機械的に接続され、摩擦ク
ラッチ47を締結すると回転電機2と駆動軸4とが機械
的に接続される。
【0056】これら切換機構40、45を操作すること
により、すなわち、摩擦クラッチ41、42、46、4
7をそれぞれ締結あるいは解放することにより図9に示
すような接続状態が実現される。
により、すなわち、摩擦クラッチ41、42、46、4
7をそれぞれ締結あるいは解放することにより図9に示
すような接続状態が実現される。
【0057】具体的には、このハイブリッド車両におい
ては、パラレル型、シリーズ型、EV型(回転電機によ
る駆動のみの状態)を含む16種類の接続状態を切り換
えることができ、大きな駆動力が要求される運転領域で
はパラレル型、要求駆動力の変動も少なくエンジン3を
効率のよいところで運転させて燃費を優先させるときに
はシリーズ型、エンジン停止状態から発進するときはE
V型に切り換えるといった切換ができる。
ては、パラレル型、シリーズ型、EV型(回転電機によ
る駆動のみの状態)を含む16種類の接続状態を切り換
えることができ、大きな駆動力が要求される運転領域で
はパラレル型、要求駆動力の変動も少なくエンジン3を
効率のよいところで運転させて燃費を優先させるときに
はシリーズ型、エンジン停止状態から発進するときはE
V型に切り換えるといった切換ができる。
【0058】また、シリーズ型には、回転電機1を発電
用、回転電機2を車両駆動用として用いるシリーズ1型
(図9の状態II-7)と、回転電機1を車両駆動用、回転
電機2を発電用として用いる第2のシリーズ型(図9の
II-10)とがある。これにより、図3に示したように回
転電機1を低速大トルク型、回転電機2を高速低トルク
型としておけば、低速走行時はシリーズ2型として回転
電機1を車両駆動用として用いて十分な駆動トルクを確
保し、高速走行はシリーズ1型として回転電機2を車両
駆動用として用いて高速走行性能を確保する等、全走行
領域で良好な運転性能を確保することができる。
用、回転電機2を車両駆動用として用いるシリーズ1型
(図9の状態II-7)と、回転電機1を車両駆動用、回転
電機2を発電用として用いる第2のシリーズ型(図9の
II-10)とがある。これにより、図3に示したように回
転電機1を低速大トルク型、回転電機2を高速低トルク
型としておけば、低速走行時はシリーズ2型として回転
電機1を車両駆動用として用いて十分な駆動トルクを確
保し、高速走行はシリーズ1型として回転電機2を車両
駆動用として用いて高速走行性能を確保する等、全走行
領域で良好な運転性能を確保することができる。
【0059】パラレル型、EV型においても回転電機1
を車両駆動用として用いるパラレル1型(図9のII-1
1、II-14)と、回転電機2を車両駆動用として用いるパ
ラレル2型(図9のII-9、II-15)2つの方式があり、
発進時は低速高トルク型の第1の回転電機1を車両駆動
用として用い、高速走行は高速低トルク型の第2の回転
電機2を車両駆動用として用いるといった切り換えが可
能である。
を車両駆動用として用いるパラレル1型(図9のII-1
1、II-14)と、回転電機2を車両駆動用として用いるパ
ラレル2型(図9のII-9、II-15)2つの方式があり、
発進時は低速高トルク型の第1の回転電機1を車両駆動
用として用い、高速走行は高速低トルク型の第2の回転
電機2を車両駆動用として用いるといった切り換えが可
能である。
【0060】また、回転電機1、2の両方でもって車両
を駆動する状態(図9のII-1、II-3等)を作り出すこと
ができ、高負荷領域では回転電機1、2の両方を車両駆
動用として用いることによってより幅広い運転領域に対
応することができる。
を駆動する状態(図9のII-1、II-3等)を作り出すこと
ができ、高負荷領域では回転電機1、2の両方を車両駆
動用として用いることによってより幅広い運転領域に対
応することができる。
【0061】さらに、発電のみを行う状態(図9中状態
II-8、II-12、II-13)も作り出すことができ、エンジン
トルクが大きいときは低速高トルク型の第1の回転電機
1を発電用、小さいときは高速低トルク型の第2の回転
電機を発電用として用いることもできる。
II-8、II-12、II-13)も作り出すことができ、エンジン
トルクが大きいときは低速高トルク型の第1の回転電機
1を発電用、小さいときは高速低トルク型の第2の回転
電機を発電用として用いることもできる。
【0062】続いて本発明の第3の実施形態について説
明する。
明する。
【0063】図10は第2の実施形態に係るハイブリッ
ド車両の概略構成を示したものである。第1の実施形態
と同じ構成要素に対しては同一の引用符号を付して説明
を省略する。
ド車両の概略構成を示したものである。第1の実施形態
と同じ構成要素に対しては同一の引用符号を付して説明
を省略する。
【0064】図中100は同軸三層構造の多重回転電機
であり、インナーロータ101、ステータ102、アウ
ターロータ103とで構成され、インナーロータ101
とアウターロータ103とはそれぞれステータ102に
対して相対回転可能になっている。インナーローラ10
1、アウターロータ103はそれぞれ発電機あるいは電
動機として機能し、第1の実施形態における回転電機
1、2に相当し、異なる特性、容量を有している。
であり、インナーロータ101、ステータ102、アウ
ターロータ103とで構成され、インナーロータ101
とアウターロータ103とはそれぞれステータ102に
対して相対回転可能になっている。インナーローラ10
1、アウターロータ103はそれぞれ発電機あるいは電
動機として機能し、第1の実施形態における回転電機
1、2に相当し、異なる特性、容量を有している。
【0065】インナーロータ101、アウターロータ1
03、エンジン3、駆動軸4の接続関係は摩擦クラッチ
51ないし54を締結、解放することにより切り換える
ことができ、摩擦クラッチ51ないし54が第1の実施
形態における切換機構10、20に相当する。摩擦クラ
ッチ51ないし54の締結状態とインナーロータ10
1、アウターロータ103、エンジン3、駆動軸4の接
続関係は図11に示すようになる。
03、エンジン3、駆動軸4の接続関係は摩擦クラッチ
51ないし54を締結、解放することにより切り換える
ことができ、摩擦クラッチ51ないし54が第1の実施
形態における切換機構10、20に相当する。摩擦クラ
ッチ51ないし54の締結状態とインナーロータ10
1、アウターロータ103、エンジン3、駆動軸4の接
続関係は図11に示すようになる。
【0066】例えば、図11中の状態III-1ではエンジ
ン3の出力が、エンジン出力軸3a、回転軸100aを
介してアウターロータ103に伝達され、インナーロー
タ101の出力がギヤ63、64、外側中空シャフト7
1、ギヤ66、68、ディファ差動歯車機構68を介し
て駆動軸4に伝達される。
ン3の出力が、エンジン出力軸3a、回転軸100aを
介してアウターロータ103に伝達され、インナーロー
タ101の出力がギヤ63、64、外側中空シャフト7
1、ギヤ66、68、ディファ差動歯車機構68を介し
て駆動軸4に伝達される。
【0067】また、状態III-2ではエンジン3の出力
が、エンジン出力軸3a、ギヤ61、67、内側中空シ
ャフト72、ギヤ64、63を介してインナーロータ1
01に伝達され、アウターロータ103の出力が、回転
軸100a、ギヤ62、65、66、68、差動歯車機
構68を介して駆動軸4に伝達される。
が、エンジン出力軸3a、ギヤ61、67、内側中空シ
ャフト72、ギヤ64、63を介してインナーロータ1
01に伝達され、アウターロータ103の出力が、回転
軸100a、ギヤ62、65、66、68、差動歯車機
構68を介して駆動軸4に伝達される。
【0068】したがって、この実施形態においてもイン
ナーロータ101(第1の回転電機)を駆動軸4に接続
するとともにアウターロータ103(第2の回転電機)
をエンジン3に接続する状態と、逆にインナーロータ1
01をエンジン3に接続するとともにアウターロータ1
03を駆動軸4に接続する状態を切り換えることがで
き、インナーロータ101、アウターロータ103によ
って実現される2つの回転電機の特性、容量を異ならせ
ておけば、上記既に説明した実施形態同様の切り換え操
作を行うことにより各回転電機を効率的に用いることが
でき、多重回転電機100、インバータの小型化を実現
することができる。
ナーロータ101(第1の回転電機)を駆動軸4に接続
するとともにアウターロータ103(第2の回転電機)
をエンジン3に接続する状態と、逆にインナーロータ1
01をエンジン3に接続するとともにアウターロータ1
03を駆動軸4に接続する状態を切り換えることがで
き、インナーロータ101、アウターロータ103によ
って実現される2つの回転電機の特性、容量を異ならせ
ておけば、上記既に説明した実施形態同様の切り換え操
作を行うことにより各回転電機を効率的に用いることが
でき、多重回転電機100、インバータの小型化を実現
することができる。
【0069】また、この実施形態においては、インナー
ロータ101、アウターロータ103の両方でもって車
両を駆動あるいは発電する状態も作り出すことができ
(図11のIII-3、III-4)、より高負荷の運転領域にも
対応することができるとともに、バッテリを急速に充電
する必要が生じた場合にも対応することができる。
ロータ101、アウターロータ103の両方でもって車
両を駆動あるいは発電する状態も作り出すことができ
(図11のIII-3、III-4)、より高負荷の運転領域にも
対応することができるとともに、バッテリを急速に充電
する必要が生じた場合にも対応することができる。
【0070】以上、本発明の実施形態について説明した
が、これらは本発明の適用範囲を限定するものではな
く、本発明は、異なる特性あるいは異なる容量の回転電
機を複数備え、それらとエンジン、駆動軸との機械的な
接続関係を切り換える機構を備えた車両に対して広く適
用することができる。
が、これらは本発明の適用範囲を限定するものではな
く、本発明は、異なる特性あるいは異なる容量の回転電
機を複数備え、それらとエンジン、駆動軸との機械的な
接続関係を切り換える機構を備えた車両に対して広く適
用することができる。
【図1】本発明に係るハイブリッド車両の概略構成図で
ある。
ある。
【図2】第1の回転電機と第2の回転電機の極数、容量
の組み合わせ例を示した表である。
の組み合わせ例を示した表である。
【図3】組み合わせC-1における各回転電機の速度−ト
ルク特性を示した図である。
ルク特性を示した図である。
【図4】組み合わせC-2における各回転電機の速度−ト
ルク特性を示した図である。
ルク特性を示した図である。
【図5】組み合わせC-3における各回転電機の速度−ト
ルク特性を示した図である。
ルク特性を示した図である。
【図6】組み合わせC-4における各回転電機の速度−ト
ルク特性を示した図である。
ルク特性を示した図である。
【図7】切換機構を操作することにより実現される接続
状態を示した表である。
状態を示した表である。
【図8】本発明の第2の実施形態を示す。
【図9】第2の実施形態において実現される接続状態を
示した表である。
示した表である。
【図10】本発明の第3の実施形態を示す。
【図11】第3の実施形態において実現される接続状態
を示した表である。
を示した表である。
1 第1の回転電機
2 第2の回転電機
3 エンジン
4 駆動軸
5 駆動輪
10、20 切換機構
11、21 カップリングスリーブ
12−14 クラッチギヤ
22−24 クラッチギヤ
45、46 切換機構
41、42 摩擦クラッチ
46、47 摩擦クラッチ
51−54 摩擦クラッチ
100 同軸三層回転電機
101 インナーロータ
102 ステータ
103 アウターロータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI
B60K 6/04 551 B60K 6/04 551
(56)参考文献 特開2001−112112(JP,A)
特開2000−142138(JP,A)
特開2001−95186(JP,A)
特開2000−78704(JP,A)
特開 平10−288028(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
B60K 17/04
B60K 6/02 - 6/06
B60L 11/02 - 11/14
Claims (14)
- 【請求項1】エンジンと、 第1の回転電機と、 前記第1の回転電機と異なる特性を有する第2の回転電
機と、 駆動輪に接続される駆動軸と、 少なくとも、前記第1の回転電機と前記エンジンとを機
械的に接続するとともに前記第2の回転電機と前記エン
ジンとを非接続としつつ、前記第2の回転電機と前記駆
動軸とを機械的に接続するとともに前記第1の回転電機
と前記駆動軸とを非接続とする第1の接続状態と、前記
第1の回転電機と前記駆動軸とを機械的に接続するとと
もに前記第2の回転電機と前記駆動軸とを非接続としつ
つ、前記第2の回転電機と前記エンジンとを機械的に接
続するとともに前記第1の回転電機と前記エンジンとを
非接続とする第2の接続状態とを切り換えることができ
る切換機構と、 を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。 - 【請求項2】前記第1、第2の回転電機に異なる速度−
トルク特性を持たせたことを特徴とする請求項1に記載
のハイブリッド車両。 - 【請求項3】前記第1、第2の回転電機の極数を異なら
せることで前記第1、第2の回転電機に異なる速度−ト
ルク特性を持たせたことを特徴とする請求項2に記載の
ハイブリッド車両。 - 【請求項4】前記第1、第2の回転電機の永久磁石量を
異ならせることで前記第1、第2の回転電機に異なる速
度−トルク特性を持たせたことを特徴とする請求項2に
記載のハイブリッド車両。 - 【請求項5】前記第1、第2の回転電機に異なる効率特
性を持たせたことを特徴とする請求項1に記載のハイブ
リッド車両。 - 【請求項6】前記第1、第2の回転電機に異なる力率特
性を持たせたことを特徴とする請求項1に記載のハイブ
リッド車両。 - 【請求項7】前記第1、第2の回転電機を同軸多重回転
電機で構成したことを特徴とする請求項1に記載のハイ
ブリッド車両。 - 【請求項8】前記第1、第2の回転電機に異なる容量を
持たせたことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッ
ド車両。 - 【請求項9】回転電機のロータ及びステータの径方向長
さあるいは軸方向長さを異ならせることで前記第1、第
2の回転電機に異なる容量を持たせたことを特徴とする
請求項8に記載のハイブリッド車両。 - 【請求項10】前記切換機構は、バッテリの残存容量が
少ないときは前記第1、第2の回転電機のうち容量の大
きい方を前記エンジンに接続することを特徴とする請求
項8に記載のハイブリッド車両。 - 【請求項11】前記切換機構は、前記第1及び第2の回
転電機の運転可能領域が重複する場合は、より効率の良
いほうの回転電機が前記駆動軸に接続されるように接続
状態を切り換えることを特徴とする請求項1に記載のハ
イブリッド車両。 - 【請求項12】前記切換機構を、 前記エンジンを前記第1の回転電機あるいは第2の回転
電機に機械的に接続する第1の接続切換手段と、 前記駆動軸を前記第1の回転電機あるいは第2の回転電
機に機械的に接続する第2の接続切換手段と、で構成し
たことを特徴とする請求項1から11までのいずれか一
つに記載のハイブリッド車両。 - 【請求項13】前記切換機構を、 前記エンジンと前記第1の回転電機とを機械的に接続あ
るいは非接続とする第1の接続切換手段と、 前記エンジンと前記第2の回転電機とを機械的に接続あ
るいは非接続とする第2の接続切換手段と、 前記駆動軸と前記第1の回転電機とを機械的に接続ある
いは非接続とする第3の接続切換手段と、 前記駆動軸と前記第2の回転電機とを機械的に接続ある
いは非接続とする第4の接続切換手段と、で構成したこ
とを特徴とする請求項1から11までのいずれか一つに
記載のハイブリッド車両。 - 【請求項14】前記切換機構を、 前記第1の回転電機を前記エンジンあるいは前記駆動軸
に機械的に接続する第1の接続切換手段と、 前記第2の回転電機を前記エンジンあるいは駆動軸に機
械的に接続する第2の接続切換手段と、で構成したこと
を特徴とする請求項1から11までのいずれか一つに記
載のハイブリッド車両。
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JP2001125663A JP3496654B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | ハイブリッド車両 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001125663A JP3496654B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | ハイブリッド車両 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002325308A JP2002325308A (ja) | 2002-11-08 |
JP3496654B2 true JP3496654B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001125663A Expired - Fee Related JP3496654B2 (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | ハイブリッド車両 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3496654B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN107709117A (zh) * | 2015-06-08 | 2018-02-16 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的发电控制装置 |
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WO2008092353A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-08-07 | Byd Company Limited | Hybrid power output system |
US8430190B2 (en) * | 2008-04-14 | 2013-04-30 | Honda Motor Co., Ltd. | Driving apparatus for hybrid vehicle |
JP2010125900A (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-10 | Aisin Aw Co Ltd | ハイブリッド駆動装置 |
JP5359660B2 (ja) * | 2009-07-31 | 2013-12-04 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両 |
JP5621549B2 (ja) * | 2010-11-26 | 2014-11-12 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の駆動装置 |
JP5505335B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2014-05-28 | 株式会社デンソー | 車両用動力伝達装置 |
JP5863510B2 (ja) * | 2012-02-28 | 2016-02-16 | 日立建機株式会社 | ハイブリッド式作業車両 |
JP5848727B2 (ja) * | 2013-07-04 | 2016-01-27 | 日立建機株式会社 | ハイブリッドホイールローダ |
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FR3022857B1 (fr) * | 2014-06-27 | 2017-12-15 | Ifp Energies Now | Dispositif pour l'entrainement en deplacement d'un vehicule automobile de type hybride et procede utilisant un tel dispositif. |
JP6423201B2 (ja) * | 2014-08-26 | 2018-11-14 | アイシン・エーアイ株式会社 | 駆動力伝達装置 |
US10232698B2 (en) | 2015-06-09 | 2019-03-19 | Nissan Motor Co., Ltd. | Mode transition control device for hybrid vehicle |
JP6477272B2 (ja) * | 2015-06-10 | 2019-03-06 | 日産自動車株式会社 | 車両の停車時制御装置 |
DE102016226023A1 (de) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | Zf Friedrichshafen Ag | Schaltgetriebe für einen Hybridantrieb und Verfahren zu dessen Steuerung, Computerprogrammprodukt, Steuerungs- und/oder Regelungsvorrichtung sowie Hybridantrieb |
JP2019050706A (ja) * | 2017-09-12 | 2019-03-28 | アイシン精機株式会社 | 電気自動車用駆動装置 |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001125663A patent/JP3496654B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9452673B2 (en) | 2014-10-14 | 2016-09-27 | Hyundai Motor Company | Transmission system of hybrid electric vehicle |
CN107709117A (zh) * | 2015-06-08 | 2018-02-16 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的发电控制装置 |
US10093166B2 (en) | 2015-06-08 | 2018-10-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power generation control system for hybrid vehicle |
CN107709117B (zh) * | 2015-06-08 | 2019-01-01 | 日产自动车株式会社 | 混合动力车辆的发电控制装置 |
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---|---|
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