(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力回転を入力する入力軸と、
少なくとも発電機として動作可能な第１回転機器と、
駆動輪を駆動する駆動軸に連結され、駆動軸と一体的に回転する第２回転機器と、
第１の歯車要素が前記第１回転機器に連結され、第２の歯車要素が前記入力軸に連結され、第３の歯車要素が前記駆動軸に連結された差動歯車装置と、
車両へ要求されている負荷を検出する必要負荷検出手段と、
前記差動歯車装置の歯車要素の内、任意の２要素の間に配設され、前記第１回転機器を電動機として回転させた場合、前記差動歯車装置の第１歯車要素が他の要素の回転よりも速くなるときロックするワンウェイクラッチと、
該必要負荷検出手段で検出された値が、予め定められた値以上に達した場合に、前記第１および第２回転機器を電動機として動作させ、前記第１回転機器および前記第２回転機器の駆動力を前記駆動軸に伝達する制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記差動歯車装置の第１の歯車要素はサンギヤ、第２の歯車要素はキャリヤ、第３の歯車要素はリングギヤであり、前記ワンウェイクラッチはサンギヤとキャリヤの間に配設されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記差動歯車装置の第１の歯車要素はリングギヤ、第２の歯車要素はキャリヤ、第３の歯車要素はサンギヤであり、前記ワンウェイクラッチはサンギヤとキャリヤの間に配設されることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記ワンウェイクラッチとキャリヤの間に、車両の停止時に係合されるクラッチを配設することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
さらに、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段を有し、エンジン回転数が所定値に達した場合には、エンジンを始動するエンジン始動手段を有する請求項１ないし４のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、発電機として動作しうるモータとエンジンと駆動軸が差動歯車装置を介して連結され、エンジンからの出力の一部が発電機へ、残りの出力が駆動輪へ伝達されるハイブリッド車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平８−１８３３４７号に記載されているように、モータとして駆動しうる発電機と、エンジンと、駆動軸とが差動歯車装置を介して連結され、エンジンからの出力の一部が発電機へ、残りが直接駆動軸へ出力される形式のハイブリッド車両が提案されている。
【０００３】
このハイブリッド車両の基本構成を簡単に説明すると、図１０に示されているように、差動歯車装置の３つの歯車要素に、エンジンＥＧの出力軸ＥＧ１と、発電機Ｇの回転軸Ｇ１と、駆動回転軸ＤＦＯＵＴ１とがそれぞれ接続されている。駆動輪へ動力を伝達する駆動出力軸ＯＵＴ１には、前記駆動回転軸ＤＦＯＵＴ１と、駆動モータＭの出力軸Ｍ１がギヤＭ２を介して接続されている。そして、図１２に示されているように、駆動輪へ伝達される動力は、差動歯車装置を介して伝達されるエンジンＥＧの駆動力と、駆動モータＭの駆動力の和となる（図１２中、Ａ線）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなハイブリッド車両において、エンジンを停止させている停車状態から発進する場合の動作について説明すると、まず停止しているエンジンＥＧを発進時に始動させる必要がある。この場合、発電機Ｇをモータとして駆動させてエンジンＥＧを始動させると、エンジンＥＧの回転数を引きずり上げることとなるため、エンジンＥＧが負荷となって、エンジンＥＧが駆動して走行する通常の走行状態と比較して逆方向にトルクが働くこととなる。つまり、図１１に示されているように、車両を前進させる方向と逆の方向にトルクが加わる。
【０００５】
この結果、大きな駆動力を必要とする発進時において、エンジンＥＧが始動していないために、駆動モータかの駆動力のみにより発進しなければならず、さらに、既述のようにエンジンＥＧを始動させるために逆方向にトルクが働くため、発進直後は、図１２の領域Ｂに示されているように、駆動力が落ち込むといった課題がある。
【０００６】
一方、特開平７−３３６８１０号に記載されているように、エンジンＥＧと発電機Ｇと駆動回転軸の間に設けられた差動歯車装置の要素間にクラッチを設け、このクラッチをロックすることによって、エンジンＥＧと発電機Ｇが一体回転するようにした構成も提案されている。この構成では、クラッチをロックすることによって、エンジンＥＧと駆動モータＭの駆動力に加えて、発電機Ｇをモータとして駆動させた場合の駆動力を加えることができるので、エンジンＥＧを引きずりながらの発進する際の駆動力の不足分を補うことができる。
【０００７】
しかし、クラッチが油圧や負圧で作動する構成である場合には、次のような理由でクラッチを係合させることができない。つまり、停車時にはエンジンが停止していて回転している軸がないため、機械式油圧ポンプが駆動力を得ることができず、油圧を発生させることができない。また、エンジンＥＧも停止しているので、負圧を得ることができない。
【０００８】
このため、クラッチは、電磁クラッチを用いるか、又は電動ポンプを設ける必要がある。しかし、このような装置を設けると、次のように、動作にタイムラグが生じたり、クラッチに不具合が生じやすくなるといった問題が生ずる。
例えば、停車時にクラッチを解放している場合について説明すると、低負荷発進時には、駆動モータＭの駆動力のみで発進できるため、クラッチの動作が走行に及ぼす影響は少ない。しかし、発進時にアクセルを大きく踏み込んで、発電機Ｇをモータとして駆動させて大きな駆動力を発生させる場合には、アクセルの踏み込みを検出してから、クラッチの係合を開始するため、係合までにタイムラグが生じて、もたつき感となって発進のフィーリングを悪化させるとともに、急激にクラッチを係合する必要があるため、クラッチ係合時に衝撃トルクが発生しやすくなる。
【０００９】
また、停車時にクラッチを係合しておく場合について説明すると、発進時にアクセルを大きく踏み込んで、発電機Ｇをモータとして駆動させて大きな駆動力を発生させる場合には、予めクラッチが係合されているので、最初から大きな駆動力を得ることができ、発進時にクラッチを動作させる必要がなく、走行に対する影響は少ない。しかし、低負荷発進時には、駆動モータＭの駆動力により発進するため、クラッチが係合していると、エンジンの出力軸以外の軸の回転数が上がるにつれてエンジンＥＧが引きずられるので、駆動力にロスが生じたり、異音が発生したりする。また、クラッチを解放するために所定の時間が必要で、発進後にクラッチを解放することとなり、クラッチ解放時に駆動軸へのトルク変動が発生し、発進のフィーリングが悪化するといった問題がある。
【００１０】
本発明は、発進時に高い駆動力を得ることでができ、発進時のフィーリングを悪化させることの少ないハイブリッド車両を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、以下の本発明により達成される。
【００１２】
（１）  エンジンの出力回転を入力する入力軸と、
少なくとも発電機として動作可能な第１回転機器と、
駆動輪を駆動する駆動軸に連結され、駆動軸と一体的に回転する第２回転機器と、
第１の歯車要素が前記第１回転機器に連結され、第２の歯車要素が前記入力軸に連結され、第３の歯車要素が前記駆動軸に連結された差動歯車装置と、
車両へ要求されている負荷を検出する必要負荷検出手段と、
前記差動歯車装置の歯車要素の内、任意の２要素の間に配設され、前記第１回転機器を電動機として回転させた場合、前記差動歯車装置の第１歯車要素が他の要素の回転よりも速くなるときロックするワンウェイクラッチと、
該必要負荷検出手段で検出された値が、予め定められた値以上に達した場合に、前記第１および第２回転機器を電動機として動作させ、前記第１回転機器および前記第２回転機器の駆動力を前記駆動軸に伝達する制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
【００１３】
（２）  前記差動歯車装置の第１の歯車要素はサンギヤ、第２の歯車要素はキャリヤ、第３の歯車要素はリングギヤであり、前記ワンウェイクラッチはサンギヤとキャリヤの間に配設されることを特徴とする上記（１）記載のハイブリッド車両。
【００１４】
（３）  前記差動歯車装置の第１の歯車要素はリングギヤ、第２の歯車要素はキャリヤ、第３の歯車要素はサンギヤであり、前記ワンウェイクラッチはサンギヤとキャリヤの間に配設されることを特徴とする上記（１）記載のハイブリッド車両。
【００１５】
（４）  前記ワンウェイクラッチとキャリヤの間に、車両の停止時に係合されるクラッチを配設することを特徴とする上記（２）または（３）のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【００１６】
（５）  さらに、エンジンの回転数を検出する回転数検出手段を有し、エンジン回転数が所定値に達した場合には、エンジンを始動するエンジン始動手段を有する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のハイブリッド車両。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、添付図面に基づき詳細に説明する。
［駆動系の構成］
図１は、本発明の第１実施形態のハイブリッド車両の駆動系を示す概念図である。図において、第１軸線上には、エンジン１１と、エンジン１１を駆動することによって発生させられた回転を出力する出力軸１２と、該出力軸１２を介して回転が入力される差動歯車装置であるプラネタリギヤユニット１３と、該プラネタリギヤユニット１３の回転が出力されるユニット出力軸１４と、該ユニット出力軸１４に固定された第１カウンタドライブギヤ１５と、発電機として動作可能な第１回転機器である発電機用モータ１６と、該発電機用モータ１６とプラネタリギヤユニット１３とを連結する伝達軸１７とが配置されている。ユニット出力軸１４は、スリーブ形状を有し、出力軸１２を包囲して配設されている。また、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よりエンジン１１側に配設されている。
【００１９】
プラネタリギヤユニット１３は、第１の歯車要素であるサンギヤＳと、サンギヤＳと歯合するピニオンＰと、該ピニオンＰと歯合する第３の歯車要素であるリングギヤＲと、ピニオンＰを回転自在に支持する第２の歯車要素であるキャリヤＣＲとを備えている。
サンギヤＳは、伝達軸１７を介して発電機用モータ１６と連結され、リングギヤＲは、駆動軸であるユニット出力軸１４を介して第１カウンタドライブギヤ１５と連結され、キャリヤＣＲは、出力軸１２を介してエンジン１１と連結されている。そして、サンギヤＳとキャリヤＣＲの間には、ワンウェィクラッチＦ１が設けられている。ワンウェイクラッチＦ１は、発電機用モータ１６に接続されたサンギヤＳがキヤリヤＣＲよりも正転方向へ速く回転する場合にロックされ、サンギヤＳがキヤリヤＣＲよりも正転方向へ遅く回転する場合にはフリーとなる構成となっている。ここで正転方向とは、車両が前進する方向に駆動力を出力する場合の回転方向であり、換言するとエンジン駆動時の出力軸１２の回転方向である。
【００２０】
さらに、発電機用モータ１６は伝達軸１７に固定され、回転自在に配設されたロータ２１と、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２と、該ステータ２２に巻装されたコイル２３とを備えている。発電機用モータ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は図示しないバッテリに接続され、該バッテリに電力を供給して充電する。
【００２１】
第１軸線と平行な第２軸線上には、第２回転機器である駆動モータ２５と、駆動モータ２５の回転が出力されるモータ出力軸２６と、モータ出力軸２６に固定された第２カウンタドライブギヤ２７とが配置されている。
駆動モータ２５は、モータ出力軸２６に固定され、回転自在に配設されたロータ３７と、該ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８と、該ステータ３８に巻装されたコイル３９とを備えている。駆動モータ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、コイル３９は図示しない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構成されている。
本発明のハイブリッド車両が減速状態において、駆動モータ２５は、図示しない駆動輪から回転を受けて回生電力を発生させ、該回生電力をバッテリに供給して充電する。
【００２２】
そして、前記エンジン１１の回転と同じ方向に図示しない駆動輪を回転させるために、第１軸線及び第２軸線と平行な第３軸線上には、駆動出力軸としてカウンタシャフト３１が配設されている。該カウンタシャフト３１にはカウンタドリブンギヤ３２が固定されている。
【００２３】
また、該カウンタドリブンギヤ３２と第１カウンタドライブギヤ１５とが、及びカウンタドリブンギヤ３２と第２カウンタドライブギヤ２７とが噛合させられ、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。
さらに、カウンタシャフト３１には、カウンタドリブンギヤ３２より歯数が小さなデフピニオンギヤ３３が固定される。
【００２４】
そして、第１軸線、第２軸線及び第３軸線に平行な第４軸線上にデフリングギヤ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、デフリングギヤ３５に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置３６によって差動させられ、駆動輪に伝達される。また、第３軸線は、第１軸線、第２軸線、第４軸線によって包囲される。
【００２５】
このように、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、駆動モータ２５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ので、エンジン１１だけを駆動するエンジン駆動モード、駆動モータ２５だけを駆動するモータ駆動モード、並びにエンジン１１及び駆動モータ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。
【００２６】
［制御系の構成］
次に、本発明のハイブリッド車両の制御系について説明する。
図２は、制御系の構成を示すブロック図である。本実施例の制御系を構成する制御手段は、車両制御装置４１と、エンジン制御装置４２と、モータ制御装置４３と、発電機用モータ制御装置４４とを有している。この車両制御装置４１は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）、各種プログラムやデータが格納されたＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）、ワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等を備えたマイクロコンピュータによって構成することができる。
【００２７】
さらに、この制御系は、アクセル踏み込み量αを検出するアクセルセンサ４５を備えている。この場合、必要負荷検出手段は、アクセルセンサ４５によって構成される。そして、アクセルセンサ４５で検出されたアクセル踏み込み量は車両制御装置４１へ供給される。また、制御系は、イグニッションスイッチと、車速Ｖを検出する車速センサを有している。
【００２８】
◎車両制御装置
車両制御装置４１は、ハイブリッド車両の全体を制御するもので、アクセルセンサ４５からのアクセル踏み込み量と、車速センサからの車速Ｖに応じたトルクＴＭ＊を決定して、これをモータ制御装置４３へ供給する。
また、車両制御装置４１は、エンジン制御装置４２に対してエンジンＯＮ／ＯＦＦ信号を供給する。具体的には、所定の条件が整った時点で、エンジン１１を駆動状態とするエンジンＯＮ信号を供給し、イグニッションキーがＯＦＦ操作されて、イグニッションスイッチがＯＦＦされると、エンジン１１を停止状態とするエンジンＯＦＦ信号を供給する。さらに、使用者がモータ駆動モードに設定した場合や、後進走行を設定した場合にも、エンジン１１を停止状態とするエンジンＯＦＦ信号を供給する。
【００２９】
一方、エンジン１１を停止させた車両の停止状態から発進する場合において、アクセルセンサ４５から供給されるアクセル踏み込み量が、発進時において予め定められた閾値（所定値）以上となった場合には、発進に高い駆動力が要求（高負荷発進）されているものと判断し、発電機モータ制御装置４４へ所望の出力を発生させるべく、駆動トルクＴＧ＊を供給する。上記高負荷発進の判断をするアクセル踏み込み量の閾値は、例えば７０％とすることができる。
なお、上記必要負荷を検出する手段としてアクセルペダルの踏み込み量を用いたが、スロットル開度等を用いてもよい。
【００３０】
◎エンジン制御装置
エンジン制御装置４２は、車両制御装置４１から入力される選択指令信号に基づいて、エンジン１１を、エンジントルクを出力している駆動状態と、停止状態とに切換えるとともに、回転数検出手段であるエンジン回転数センサ４６から入力されたエンジン回転数ＮＥに応じてエンジン１１のスロットル開度θを制御することで、エンジン１１の出力を制御するようになっている。
【００３１】
◎駆動モータ制御装置
モータ制御装置４３は、供給されたトルクＴＭ＊が駆動モータ２５から出力されるように駆動モータ２５の電流（トルク）ＩＭを制御する。
【００３２】
◎発電機用モータ制御装置
発電機用モータ制御装置４４は、通常走行時には、発電機用モータ１６の回転数ＮＧを制御し、目標回転数ＮＧ＊となるように、電流（トルク）ＩＧを制御する。また、高負荷発進時には、必要なトルクＴＧ＊が出力されるように、電流ＩＧを制御する。
【００３３】
［駆動系の動作］
次に、上記構成のハイブリッド車両の駆動系の動作について説明する。
図３（Ａ）は、本発明の第１実施例のプラネタリギヤユニット１３（図１）の概念図、図３（Ｂ）は、本発明の第１実施例におけるプラネタリギヤユニット１３の通常走行時の速度線図である。
【００３４】
本実施例においては、図３（Ａ）に示されているように、プラネタリギヤユニット１３のリングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数の２倍となっている。従って、リングギヤＲに接続されるユニット出力軸１４の回転数（以下「出力回転数」という。）をＮＯＵＴとし、キャリヤＣＲに接続される出力軸１２の回転数（以下「エンジン回転数」という。）をＮＥとし、サンギヤＳに接続される伝達軸１７の回転数（以下「サンギヤ回転数」という。）をＮＧとした時、ＮＯＵＴ、ＮＥ、ＮＧの関係は、図３（Ｂ）に示されているように、
ＮＧ＝３・ＮＥ−２・ＮＯＵＴとなる。
【００３５】
エンジントルクＴＥと、ユニット出力軸１４の出力トルクＴＯＵＴと、発電機用モータのトルクＴＧの関係は、図４に示されているように、ＴＥ：ＴＯＵＴ：ＴＧ＝３：２：１となる。
【００３６】
◎通常発進時の動作
図５（Ａ）は、通常発進時の状態を示すプラネタリギヤユニット１３の速度線図である。この場合、エンジン１１は停止しているため、駆動モータ２５のみが駆動し、発電機用モータ１６は反転しながら空転している。
【００３７】
◎高負荷発進時の動作
図５（Ｂ）は、高負荷発進時の状態を示すプラネタリギヤユニット１３の速度線図である。この場合、発電機用モータ１６がモータとして駆動し、ワンウェイクラッチＦ１がロックされるので、プラネタリギヤユニット１３の各歯車要素は、ロックされて一体として回転する。このため、プラネタリギヤユニット１３の速度線図に示されているように、ＮＧ＝ＮＥ＝ＮＯＵＴとなる。
上記構成の第１実施形態において、ワンウェイクラッチＦ１は、サンギヤＳとリングギヤＲの間に設けられていてもよい。この場合、発電機用モータ１６に接続されたサンギヤＳがリングギヤＲよりも正転方向へ速く回転する場合にロックされ、サンギヤＳがリングギヤＲよりも正転方向へ遅く回転する場合にはフリーとなる。
【００３８】
また、ワンウェイクラッチＦ１は、キャリヤＣＲとリングギヤＲの間に設けられていてもよい。この場合、キヤリヤＣＲがリングギヤＲよりも正転方向へ速く回転する場合には、サンギヤＳが他の２つの歯車要素よりも速く回転するためにロックされ、キヤリヤＣＲがリングギヤＲよりも正転方向へ遅く回転する場合には、サンギヤＳが他の２つの歯車要素よりも遅く回転するため、フリーとなる構成となっている。
【００３９】
［制御系の制御動作］
以下、車両制御装置４１による発進時の制御動作について説明する。図６は、車両制御装置４１の発進時制御動作を示すフローチャートである。
まず、アクセルセンサからアクセル踏み込み量αを取得し（ステップＳ１０１）、取得したアクセル踏み込み量から高負荷発進か通常発進かを判断する（ステップＳ１０３）。具体的には、アクセル踏み込み量が、７０％以上である場合には、高負荷発進と判断し、７０％未満である場合には、通常発進と判断する。
【００４０】
高負荷発進と判断した場合には、エンジン制御装置４２へエンジンＯＮ信号を供給し、発電機用モータ１６を駆動させるべく、発電機用モータ制御装置４４にトルクＴＧ＊を供給する（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０３、ステップＳ１０５により、制御手段としての機能が発揮される。
つぎに、駆動モータ２５を駆動すべく駆動モータ制御装置４３へトルクＴＭ＊を供給する（ステップＳ１０７）。
【００４１】
ステップＳ１０５、Ｓ１０７により、駆動モータ２５の駆動と、発電機用モータ１６の駆動がほぼ同時に開始するとともに、発電機用モータ１６の正回転によってワンウェイクラッチＦ１がロックし、発電機用モータ１６の回転が直ちにユニット出力軸１４に伝達される。これにより、エンジン１１の始動のために低下するトルクが補正され、発進時のトルク低下が抑制される。また、クラッチを係合するための油圧や負圧を必要とせず、クラッチを係合するためのタイムラグも抑制される。
【００４２】
駆動モータ２５の駆動によって、走行している車両の車速Ｖを車速センサから取得し、車速Ｖが所定の車速Ｖ１＊に到達しかを判断する（ステップＳ１０９）。到達していない場合には、ステップＳ１０５からステップＳ１０９を繰り返す。車速Ｖが所定の車速Ｖ１＊に到達している場合には、エンジンへの燃料供給を開始して、エンジン１１を始動し（ステップＳ１１１）、走行を行う際のメインルーチンへリターンされる。ステップＳ１０９の判断は、車速Ｖによらず、発電機用モータ１６によって回転させられているエンジン１１の回転数に基づいて行ってもよい。
【００４３】
ステップＳ１０３において、通常発進と判断した場合には、駆動モータ２５を駆動すべく駆動モータ制御装置４３へトルクＴＭ＊を供給する（ステップＳ１１３）。発進直後の低速走行時では、エネルギー効率を考慮して、駆動モータ２５の駆動力のみによる走行を行い、車速Ｖが所定値Ｖ２＊に到達した後は、エンジン１１の駆動力を加えて走行する。
【００４４】
このため、車速Ｖが所定値Ｖ２＊より大きくなったかを判断し（ステップＳ１１５）、所定値Ｖ２＊より小さい場合には、ステップＳ１１３を再度実行し、所定値Ｖ２＊より大きい場合には、発電機用モータ１６を駆動させるべく、目標回転数として、エンジン始動可能回転数ＮＧ＊を、発電機用モータ制御装置４４に供給する（ステップＳ１１７）。ＮＧ＊は、エンジン１１が始動可能となるエンジン回転数となった場合の発電機用モータ１６の回転数である。エンジン始動可能回転数ＮＧ＊は、その時の駆動モータ２５の回転数、車速Ｖ、エンジン始動可能回転数ＮＥ＊に基づき、プラネタリギヤユニット１３のリングギヤＲとサンギヤＳのギヤ比から求めることができる。また、エンジン始動の判断は、直接エンジン回転数センサ４６からエンジン回転数ＮＥを取得し、このエンジン回転数ＮＥが始動回転数ＮＥ＊となったかを判断する構成としてもよい。
【００４５】
発電機用モータ１６に内蔵されている回転数センサから、発電機用モータ１６の回転数ＮＧを取得し、回転数ＮＧがエンジン始動可能回転数ＮＧ＊より大きくなったかを判断する（ステップＳ１１９）。回転数ＮＧがエンジン始動可能回転数ＮＧ＊より大きくなっていない場合には、いまだエンジンの始動ができないので、ステップＳ１１７とステップＳ１１９を繰り返す。
【００４６】
回転数ＮＧがエンジン始動可能回転数ＮＧ＊より大きくなった場合には、エンジンの始動が可能となったので、エンジンへの燃料供給を開始して、エンジン１１を始動し（ステップＳ１２１）、走行を行う際のメインルーチンへリターンされる。このステップＳ１０９及びステップＳ１１１によって、並びにステップＳ１１９及びステップＳ１２１によってエンジン始動手段としての機能が発揮される。
【００４７】
［駆動系の構成］
次に、図７に基づいて、本発明の第２実施形態のハイブリッド車両について説明する。第２実施例の駆動系においては、プラネタリギヤユニット１３の第１の歯車要素はリングギヤＲであり、リングギヤＲが発電機用モータ１６ａの伝達軸１７に連結される。また、第３の歯車要素はサンギヤＳであり、サンギヤＳがユニット出力軸１４に連結されている。
【００４８】
そして、キャリヤＣＲとユニット出力軸１４の間には、クラッチＣ１とワンウェイクラッチＦ２が直列に連結されている。ワンウェイクラッチＦ２は、クラッチＣ１がロックされている状態で、キャリヤＣＲがサンギヤＳより正転方向に速く回転しようとするとロックし、キャリヤＣＲがサンギヤＳより正転方向に遅く回転しようとするとフリーとなる構成となっている。
【００４９】
一方、図８（Ａ）に示されているように、プラネタリギヤユニット１３の構成は、リングギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数の２倍となっている。そして、エンジントルクＴＥと、出力トルクＴＯＵＴと、発電機用モータのトルクＴＧの関係は、図８（Ｂ）に示されているように、ＴＥ：ＴＯＵＴ：ＴＧ＝３：１：２となる。つまり、図７に示されている第２実施形態においては、発電機用モータ１６ａは、エンジンのトルクの２／３のトルクを受ける必要があるため、第１実施形態の発電機用モータ１６に比較してトルクが２倍に設定されている。一方、出力とトルクは、エンジンのトルクの１／３となるため、カウンタギヤ比は、第１実施形態の２倍に設定されている。つまり、（カウンタドリブンギヤ３２の歯数／カウンタドライブギヤ１５の歯数）×（デフリングギヤ３５の歯数／デフピニオンギヤ３３の歯数）の値が、第１実施形態の値に比較して２倍となっている。
【００５０】
クラッチＣ１は電磁クラッチであり、電気的に係合と解放を操作する構成となっている。停車状態では、クラッチＣ１は係合状態となっている。或いは、クラッチＣ１は油圧クラッチを用い、電動ポンプによって得られる油圧により作動する構成とすることもできる。
【００５１】
クラッチＣ１を係合した場合、発電機用モータ１６ａからカウンタシャフト３１へ伝えられる動力は、第１実施形態において伝えられる動力の４倍となる。つまり、クラッチＣ１を係合させた状態で、発電機用モータ１６ａを駆動させると、トルクがそのままユニット出力軸１４に伝達される。発電機用モータ１６ａのトルクは、第１実施形態の発電機用モータ１６に比較して２倍の駆動トルクを有するので、２倍のトルクがユニット出力軸１４に発生する。また、第１実施形態と比較すると、カウンタギヤ比が２倍に設定されているので、ユニット出力軸１４の出力トルクに対する駆動力も２倍となり、総じて４倍の駆動力が得られることとなり、より高い負荷の発進が可能となる。
【００５２】
また、制御系においては、クラッチＣ１を動作させる電気回路が設けられ、外部操作スイッチにより、停車時に発電することが選択されると、車両制御装置４１はクラッチＣ１を解放する。
以上説明した構成の他の駆動系の構成及び制御系の構成は、第１実施形態と同様であるので、第１実施形態の説明を援用し、説明を省略する。
【００５３】
［駆動系の動作］
以上の構成において、高負荷発進する場合には、発電機用モータ１６ａを駆動させる。これにより、リングギヤＲがキャリヤＣＲやサンギヤＳに対して速く回転し得る状態となり、ワンウェイクラッチＦ２がロックする。ワンウェイクラッチＦ２のロックによって、プラネタリギヤユニット１３が一体回転し、発電機用モータ１６ａの駆動力がユニット出力軸１４へ伝達される。同時にエンジン１１の出力軸１２が回転する。
既述のように、ユニット出力軸１４からカウンタシャフト３１へ駆動力が伝達され、より大きな駆動力が高負荷発進の際の駆動力として加えられる。
【００５４】
一方、停車時にエンジン１１により発電機用モータ１６ａを回転させて発電する場合には、ワンウェイクラッチＦ２がロックしてしまうので、クラッチＣ１を係合状態から解放状態に切り換える。これにより、図９に示されているように、エンジン１１により発電機用モータ１６ａを回転させることが可能となり、停車時に発電することができる。このように、クラッチＣ１は、通常の停車状態では、予め係合状態となっているので、高負荷発進の際にクラッチＣ１を係合させて、クラッチの損傷を生じさせることもなく、係合させるためのタイムラグも発生しない。
以上のように、第１の歯車要素をリングギヤ、第２の歯車要素をキャリヤ、第３の歯車要素をサンギヤとし、キャリヤとサンギヤの間にワンウェイクラッチを設けた構成とした場合には、発進時に、より高い駆動力を得ることができる。また、このワンウェイクラッチに、停車時に係合しているクラッチを直列に接続することにより、クラッチを解放して停車時の発電を可能とし、発進時にはクラッチの損傷が抑制される。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のハイブリッド車両によれば、発進時等の高負荷時において、発電機モータ及び駆動モータを駆動できる。また、ワンウェイクラッチを用いたため、クラッチを係合させるための油圧や負圧が不要となり、油圧回路等の駆動用の回路も不要となるため、機構全体の大型化を回避することができる。クラッチを係合するためのタイムラグも生じず、滑らかな発進が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であるハイブリッド車両の駆動系の構成例を示す概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態であるハイブリッド車両の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施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実施形態におけるプラネタリギヤユニットのトルク線図である。
【図５】本発明の第１実施形態における、発進時の速度線図である。
【図６】本発明の第１実施形態における車両制御装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態であるハイブリッド車両の駆動系の構成例を示す概念図である。
【図８】本発明の第２実施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９】本発明の第２実施形態における発電時の速度線図である。
【図１０】従来のハイブリッド車両の駆動系構成例を示す概念図である。
【図１１】従来のハイブリッド車両のプラネタリギヤユニットにおける、発進時のトルク線図である。
【図１２】従来のハイブリッド車両の発進時の速度の駆動力の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１１  エンジン
１２  出力軸
１３  プラネタリギヤユニット（差動歯車装置）
１４  ユニット出力軸
１５  第１カウンタドライブギヤ
１６  発電機用モータ（第１回転機器）
１７  伝達軸
１８  ロータ軸
１９  伝達軸
２５  駆動モータ（第２回転機器）
２６  モータ出力軸
２７  第２カウンタドライブギヤ
３１  カウンタシャフト
３２  カウンタドリブンギヤ
３３  デフピニオンギヤ
３５  デフリングギヤ
３６  デファレンシャル装置
４１  車両制御装置
４２  エンジン制御装置
４３  モータ制御装置
４４  発電機用モータ制御装置
４５  アクセルセンサ
Ｒ    リングギヤ
ＣＲ  キャリヤ
Ｓ    サンギヤ
Ｆ１〜Ｆ２  ワンウェイクラッチ
Ｃ１  クラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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