(57)【要約】【課題】シリーズハイブリッドモードにおいてエンジンの騒音を抑制する。【解決手段】ハイブリッド車両１Ａは、ＥＮＧ５と発電モータ８とＭＧ２とを備え、ＥＮＧ５で発電モータ８を駆動して発電し、発電モータ８により発電した電力でＭＧ２を駆動するシリーズＨＥＶモードを有する。ハイブリッド車両１Ａは、ＥＮＧ５と発電モータ８とを結ぶ動力伝達経路に設けられ、ＥＮＧ５の回転を変速して発電モータ８に伝達するＣＶＴ６を備える。【選択図】図１
2020050011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと発電機と走行用モータとを備え、前記エンジンで前記発電機を駆動して発電し、前記発電機により発電した電力で前記走行用モータを駆動するシリーズハイブリッドモードを有するハイブリッド車両であって、
前記エンジンと前記発電機とを結ぶ動力伝達経路に設けられ、前記エンジンの回転を変速して前記発電機に伝達する変速機、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
前記変速機の出力を車輪に伝達する動力伝達系と、
前記変速機の出力を前記発電機及び前記動力伝達系のうちいずれに伝達するかを切り替える切替機構と、
をさらに備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両であって、
前記エンジン及び前記走行用モータの一方は前輪を駆動し、前記エンジン及び前記走行用モータの他方は後輪を駆動するように構成される、
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド車両であって、
前記切替機構はさらに、切替状態として前記変速機の出力を前記発電機及び前記動力伝達系の双方に伝達する係合状態を有し、
前記切替機構を前記係合状態にし、前記エンジン及び前記走行用モータの双方を走行用駆動源に用いる４輪駆動モードをさらに有する、
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項２に記載のハイブリッド車両であって、
前記エンジン及び前記走行用モータは、前輪及び後輪のいずれか一方を駆動するとともに、選択的に駆動されるように構成される、
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項５に記載のハイブリッド車両であって、
前記走行用モータは、前記動力伝達系に接続され、
前記走行用モータと前記動力伝達系とを結ぶ動力伝達経路を断接するクラッチを備える、
ことを特徴とするハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シリーズ方式によるハイブリッド走行を行うハイブリッド電気自動車が開示されている。特許文献１の技術ではこの際に、変速機を中立状態（ニュートラル）とし、エンジンの出力を変速機のカウンタシャフトを介して固定ギヤ比で第１の発電機に伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２７５０４号公報（段落００２８、００２９、図５（ａ）等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリーズハイブリッドモードで発電要求が高い場合、エンジンの出力を固定ギヤ比で発電機に伝達すると、エンジンを高回転で運転する必要が生じる結果、騒音性能が悪化する虞がある。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、シリーズハイブリッドモードにおいてエンジンの騒音を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様のハイブリッド車両は、エンジンと発電機と走行用モータとを備え、前記エンジンで前記発電機を駆動して発電し、前記発電機により発電した電力で前記走行用モータを駆動するシリーズハイブリッドモードを有するハイブリッド車両であって、
前記エンジンと前記発電機とを結ぶ動力伝達経路に設けられ、前記エンジンの回転を変速して前記発電機に伝達する変速機、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
上記態様によれば、シリーズハイブリッドモードで高い発電要求があった場合でも、変速機によりエンジンの回転を変速して発電機に伝達することができるので、エンジンの騒音が抑制可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態にかかるハイブリッド車両の要部を示す図である。
【図２】第１実施形態における動作状態の一例を説明する図である。
【図３】第２実施形態にかかるハイブリッド車両の要部を示す図である。
【図４】第２実施形態における動作状態の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、ハイブリッド車両１Ａの要部を示す図である。ハイブリッド車両１Ａは、モータジェネレータ２と、第１パワートレイン３と、前輪４と、エンジン５と、変速機６と、切替クラッチ７と、発電モータ８と、第２パワートレイン９と、後輪１０とを備える。
【００１１】
モータジェネレータ２は、第１パワートレイン３を介して前輪４に接続され、前輪４を駆動する。モータジェネレータ２は、走行用モータに相当する。
【００１２】
エンジン５は、変速機６及び切替クラッチ７を介して発電モータ８に接続される。エンジン５はさらに、変速機６、切替クラッチ７及び第２パワートレイン９を介して後輪１０に接続される。
【００１３】
変速機６は、エンジン５と発電モータ８とを結ぶ動力伝達経路に設けられ、エンジン５の回転を変速して発電モータ８に伝達する。変速機６は自動変速機であり、本実施形態では無段変速機とされる。無段変速機としては、小型な無段変速機としてトロイダル型の無段変速機が用いられる。
【００１４】
切替クラッチ７は、変速機６の出力を発電モータ８及び第２パワートレイン９のうちいずれに伝達するかを切り替える切替機構の一例であり、例えばドグクラッチで構成される。切替クラッチ７には、ドグクラッチ以外の切替機構が用いられてもよい。
【００１５】
切替クラッチ７は、切替状態として変速機６の出力を発電モータ８及び第２パワートレイン９のうち発電モータ８に伝達する第１係合状態と、変速機６の出力を発電モータ８及び第２パワートレイン９のうち第２パワートレイン９に伝達する第２係合状態とを有する。切替クラッチ７はさらに、変速機６の出力を発電モータ８及び発電モータ８の双方に伝達する第３係合状態を有する。切替クラッチ７は、変速機６の出力を発電モータ８及び第２パワートレイン９のいずれにも伝達しないニュートラル状態をさらに有してもよい。
【００１６】
発電モータ８は、エンジン５により駆動され発電する発電機を構成する。発電モータ８により発電された電力は、後述するシリーズハイブリッドモード（以下、シリーズＨＥＶモードと称す）でＭＧ２が駆動するのに用いられる。発電モータ８により発電された電力は、バッテリに充電することも可能である。
【００１７】
第２パワートレイン９は、変速機６の出力を車輪に伝達する動力伝達系の一例であり、ギヤ列、差動装置、車軸を有して構成される。第２パワートレイン９は、切替クラッチ７が第１係合状態にある場合に変速機６と動力的に分断された状態となり、切替クラッチ７が第２係合状態、第３係合状態にある場合に変速機６との動力伝達が可能な状態になる。従って、切替クラッチ７が第２係合状態、第３係合状態にある場合は、エンジン５による後輪１０の駆動が可能になる。第２パワートレイン９は、車両の後退を行うためのリバース機構を有した構成とされてもよい。この場合、ＥＮＧ５により車両を後退させることが可能になる。
【００１８】
このように構成されたハイブリッド車両１Ａは、例えば次のような動作状態を有する。
【００１９】
図２は、ハイブリッド車両１Ａの動作状態の一例を説明する図である。以下では、モータジェネレータ２をＭＧ２、エンジン５をＥＮＧ５、変速機６をＣＶＴ６と称す。
【００２０】
図２に示すように、ハイブリッド車両１Ａは運転モードとして、ＥＶモード、シリーズＨＥＶモード、直結モード、４輪駆動モードを有する。
【００２１】
ＥＶモードは、ＭＧ２及びＥＮＧ５のうちＭＧ２のみを走行用駆動源とする運転モード、つまりＥＶ走行を行うモードである。ＥＶモードでは、バッテリ充電のためにＥＮＧ５により発電モータ８を駆動して発電することができる。
【００２２】
シリーズＨＥＶモードは、ＥＮＧ５で発電モータ８を駆動して発電し、発電モータ８により発電した電力で走行用モータであるＭＧ２を駆動する運転モード、つまりシリーズハイブリッド走行を行うモードである。
【００２３】
直結モードは、ＭＧ２及びＥＮＧ５のうちＥＮＧ５のみを走行駆動源とする運転モード、つまりエンジン走行モードである。直結モードは、シリーズＨＥＶモードではＥＮＧ５が発電モータ８を駆動して発電することにより、ハイブリッド車両１Ａの駆動に間接的に用いられることに対し、エンジン５をハイブリッド車両１Ａの駆動に直接用いることを意味する。
【００２４】
シリーズＨＥＶモードと直結モードとでは、ＥＮＧ５の回転をＣＶＴ６で無段変速して発電モータ８に伝達することができるので、最適燃費線に沿ったＥＮＧ５の運転が可能になり、ＣＶＴ６を設けない場合と比較して燃費が良好となる。
【００２５】
４輪駆動モードは、前輪４及び後輪１０それぞれを駆動する運転モードであり、本実施形態では、ＭＧ２が前輪４の駆動に用いられるとともに、ＥＮＧ５が後輪１０の駆動に用いられる。
【００２６】
運転モードは、ハイブリッド車両１Ａの運転状態に応じてこれらのうちのいずれかに設定される。
【００２７】
例えば、発進から所定車速までの走行時は、ＥＶモードとシリーズＨＥＶモードが選択的に設定される。所定車速は中速（例えば６０ｋｍ／ｈ）であり、ＥＶモードとシリーズＨＥＶモードのうちいずれを選択するかは例えば、バッテリ残容量に応じて決定される。
【００２８】
ＥＶモード及びシリーズＨＥＶモードでは、ＭＧ２により力行及び回生が行われる。このため、駆動方式は前輪駆動方式になる。ＥＮＧ５による発電を行わない場合、ＥＮＧ５、ＣＶＴ６、発電モータ８は停止状態となり、切替クラッチ７は発電モータ８側を係合させる。ＥＮＧ５による発電を行う場合、ＥＮＧ５は運転状態、ＣＶＴ６は作動状態、発電モータ８は発電状態となり、切替クラッチ７は車輪側、換言すれば第２パワートレイン９側を係合させる。
【００２９】
シリーズＨＥＶモードでは、ＥＮＧ５の回転がＣＶＴ６により変速された上で、発電モータ８に伝達される。このため、シリーズＨＥＶモードで高い発電要求があった場合でも、ＣＶＴ６の変速比を適切に設定することにより、ＥＮＧ５の回転を抑制しつつ発電要求を満たすことが可能になり、ＥＮＧ５の騒音抑制が可能になる。
【００３０】
車速が所定車速よりも高い場合には、直結モードつまりエンジン走行モードが設定される。このため、ＭＧ２は回生状態となる。また、ＥＮＧ５は運転状態、ＣＶＴ６は作動状態、発電モータ８は停止状態となり、切替クラッチ７は車輪側を係合させる。直結モードでは、駆動方式が後輪駆動方式になる。
【００３１】
後退時には、ＥＶモードが設定される。後退時にはＭＧ２による回生は行われず、ＭＧ２は力行状態となる。ＭＧ２以外の状態は、上述したＥＶモードの場合と同じとなる。
【００３２】
急な登坂路の走行時、牽引走行時には、ハイブリッド車両１Ａの要求出力が高くなる。また、低μ路走行時には、車輪のスリップが発生し易くなる。このためこれらの場合は、４輪駆動モードが設定され、駆動方式が４輪駆動方式になる。
【００３３】
４輪駆動モードでは、ＭＧ２及びＥＮＧ５が走行用駆動源として用いられる。従って、ＭＧ２は力行状態、ＥＮＧ２は運転状態、ＣＶＴ６は作動状態となる。ＥＮＧ５による発電を行わない場合、切替クラッチ７は車輪側を係合させる。これにより、発電モータ８は停止状態となる。
【００３４】
ＥＮＧ５による発電を行う場合、切替クラッチ７は、発電モータ８側、車輪側の双方を係合させる。これにより、発電モータ８は発電状態となる。この場合、ＥＮＧ５の動力の一部を利用してＥＮＧ５により発電モータ８を駆動して発電し、発電した電力でＭＧ２を駆動するシリーズＨＥＶモードを４輪駆動モードでさらに実現することができる。このためこの場合には、バッテリ残容量が少ない場合であっても４輪駆動モードを実現することができる。
【００３５】
次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。
【００３６】
ハイブリッド車両１Ａは、ＥＮＧ５と発電モータ８とＭＧ２とを備え、ＥＮＧ５で発電モータ８を駆動して発電し、発電モータ８により発電した電力でＭＧ２を駆動するシリーズＨＥＶモードを有する。ハイブリッド車両１Ａは、ＥＮＧ５と発電モータ８とを結ぶ動力伝達経路に設けられ、ＥＮＧ５の回転を変速して発電モータ８に伝達するＣＶＴ６を備える。
【００３７】
このような構成によれば、シリーズＨＥＶモードで高い発電要求があった場合でも、ＣＶＴ６によりＥＮＧ５の回転を変速して発電モータ８に伝達することができるので、ＥＮＧ５の騒音が抑制可能になる（請求項１に対応する効果）。
【００３８】
ハイブリッド車両１Ａは、ＣＶＴ６の出力を後輪１０に伝達する第２パワートレイン９と、ＣＶＴ６の出力を発電モータ８及び第２パワートレイン９のうちいずれに伝達するかを切り替える切替クラッチ７とをさらに備える。
【００３９】
このような構成によれば、シリーズＨＥＶモードで発電に用いられるＥＮＧ５を走行用駆動源として用いた直結モード、つまりエンジン走行モードを実現することが可能になる（請求項２に対応する効果）。
【００４０】
ハイブリッド車両１Ａでは、ＭＧ２は前輪４を駆動し、ＥＮＧ５は後輪１０を駆動するように構成される。
【００４１】
このような構成によれば、ＭＧ２に加え、シリーズＨＥＶモードで発電に用いられるＥＮＧ５をハイブリッド車両１Ａの駆動に利用した４輪駆動モードを実現することができる。また、このような構成によれば、発電に用いるＥＮＧ５を走行用駆動源として利用することにより、後輪１０を駆動するための新たな走行用駆動源を設けずに済むので、コスト面でも有利である（請求項３に対応する効果）。
【００４２】
ハイブリッド車両１Ａでは、切替クラッチ７はさらに、切替状態としてＣＶＴ６の出力を発電モータ８及び第２パワートレイン９の双方に伝達する第３係合状態を有する。ハイブリッド車両１Ａは、切替クラッチ７を第３係合状態にし、ＥＮＧ５及びＭＧ２の双方を走行用駆動源に用いる４輪駆動モードをさらに有する。
【００４３】
このような構成によれば、バッテリ残容量が少ない場合であっても４輪駆動モードを実現することができる（請求項４に対応する効果）。
【００４４】
ハイブリッド車両１Ａは、ＥＮＧ５が前輪４を駆動し、ＭＧ２が後輪１０を駆動するように構成されてもよい。つまり、ハイブリッド車両１Ａは、前輪４と後輪１０とが入れ替えられた構成とされてもよい。この場合でも、エンジン走行モード、４輪駆動モードを実現することが可能である。
【００４５】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態にかかるハイブリッド車両１Ｂの要部を示す図である。ハイブリッド車両１Ｂでは、ＥＮＧ５は、第１実施形態と同様、ＣＶＴ６、切替クラッチ７を介して発電モータ８に接続される一方、ＣＶＴ６、切替クラッチ７、第２パワートレイン９を介して前輪４に接続される。つまり、ハイブリッド車両１Ｂは、前輪駆動方式とされる。ハイブリッド車両１Ｂは、後輪駆動方式とされてもよい。ハイブリッド車両１Ｂでは、ＭＧ２は、第２パワートレイン９に接続される。また、ＭＧ２と第２パワートレイン９とを結ぶ動力伝達経路には、当該動力伝達経路の断接を行うクラッチ１１が設けられる。
【００４６】
図４は、ハイブリッド車両１Ｂの動作状態の一例を説明する図である。以下では、第１実施形態で前述した図２に示す動作状態と異なる部分について主に説明する。
【００４７】
発進から所定車速までの走行時には、ＥＶモード及びシリーズＨＥＶモードそれぞれでクラッチ１１が係合状態になり、ＭＧ２による力行、回生が行われる。またこのときには、切替クラッチ７が車輪側を係合しないので、クラッチ１１を介してＭＧ２が接続される第２パワートレイン９は、ＣＶＴ６と動力的に分断された状態になる。このためこの場合も、第１実施形態と同様、ＥＮＧ５を運転させることにより、発電モータ８による発電を必要に応じて行うことができる。
【００４８】
車速が所定車速よりも高い場合、直結モードが設定されエンジン走行が行われることは第１実施形態の場合と同様であるが、本実施形態では、ＭＧ２は減速時に回生状態となる。これは、クラッチ１１が回生時に係合状態とされ、回生時以外では解放状態とされるためである。つまり本実施形態では、エンジン走行を行う場合に、減速時以外ではクラッチ１１が解放され、ＭＧ２が第２パワートレイン９から動力的に分断される。後退時には、ＥＶモードが設定されるので、クラッチ１１は係合状態になる。
【００４９】
以上のようなハイブリッド車両１Ｂでは、ＥＮＧ５及びＭＧ２は、前輪４を駆動するとともに、選択的に駆動されるように構成される。
【００５０】
このような構成によれば、シリーズＨＥＶモードで発電に用いられるＥＮＧ５を走行用駆動源として用いたエンジン走行モードを２輪駆動方式の車両で実現することができる（請求項５に対応する効果）。
【００５１】
ハイブリッド車両１Ｂでは、ＭＧ２が第２パワートレイン９に接続され、ＭＧ２と第２パワートレイン９とを結ぶ動力伝達経路にクラッチ１１が設けられる。
【００５２】
このような構成によれば、ＥＮＧ５を走行用駆動源として用いたエンジン走行モードを簡素な構成で実現することができるので、コスト面で有利である（請求項６に対応する効果）。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００５４】
上述した実施形態では、無段変速機であるＣＶＴ６が変速機を構成する場合について説明した。しかしながら、変速機は例えば、有段変速機とされてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１Ａ、１Ｂ：ハイブリッド車両
２        ：モータジェネレータ（走行用モータ）
３        ：第１パワートレイン
４        ：前輪
５        ：エンジン
６        ：変速機
７        ：切替クラッチ（切替機構）
８        ：発電モータ（発電機）
９        ：第２パワートレイン（動力伝達系）
１０      ：後輪
１１      ：クラッチ
【図１】
2020050011.tif 000003
【図２】
2020050011.tif 000004
【図３】
2020050011.tif 000005
【図４】
2020050011.tif 000006