(57)【要約】【課題】簡素な構造であり、かつ、エンジンおよびモータジェネレータの動力による発進が可能なハイブリッド車を提供する。【解決手段】エンジン２またはモータジェネレータ３の一方がダブルピニオン式の遊星歯車機構６のサンギヤ１１に接続され、キャリヤ１２にエンジン２またはモータジェネレータ３の他方が接続されている。リングギヤ１３は、遊星歯車機構６に対して駆動輪側に設けられる駆動輪側ギヤ１８と噛合している。モータジェネレータ３が自由回転状態にされて、アクセルペダルの踏み込みによりエンジン回転数が所定の回転数まで上昇すると、モータジェネレータ３が正のトルクを発生するよう力行運転される。これにより、リングギヤ１３の回転数が上がり、エンジン２およびモータジェネレータ３の動力によるハイブリッド車１の発進が達成される。【選択図】図１
2019026108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
モータジェネレータと、
サンギヤ、キャリヤおよびリングギヤを備えるダブルピニオン式の遊星歯車機構と、
前記遊星歯車機構に対して駆動輪側に設けられる回転体とを含み、
前記サンギヤに前記エンジンまたは前記モータジェネレータの一方が接続され、前記キャリヤに前記エンジンまたは前記モータジェネレータの他方が接続されて、前記リングギヤに前記回転体が接続されている、ハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンおよびモータジェネレータを走行用の駆動源として搭載したハイブリッド車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンおよびモータジェネレータを走行用の駆動源として搭載したハイブリッド車が知られている。
【０００３】
ハイブリッド車には、エンジンの動力による走行（Ｅ／Ｇ走行）、モータジェネレータの動力による走行（ＭＧ走行）、エンジンおよびモータジェネレータの動力による走行（Ｅ／Ｇ＋ＭＧ走行）、モータジェネレータの動力によるエンジンの始動、走行中のモータジェネレータによる発電（回生）ならびに停車中のモータジェネレータによる発電（停車発電）の各機能を持たせることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２６８７８３号公報
【特許文献２】特開２００７−３１４０３２号公報
【特許文献３】特開平１１−２０８２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ハイブリッド車では、通常、トルクコンバータが搭載されないので、エンジンおよびモータジェネレータの動力による発進が可能でなければ、とくに登坂路などでの発進性能に不足が生じる。しかしながら、エンジンおよびモータジェネレータの動力によるハイブリッド車の発進を可能にするためには、発進時にエンジンの回転数とモータジェネレータの回転数とを合わせるため、動力に合流させるため、半クラッチ状態を取り得る構成のクラッチが必要になり、エンジンおよびモータジェネレータと駆動輪との間で動力を伝達する機構の構造が複雑になる。また、耐久面の問題もある。
【０００６】
本発明の目的は、簡素な構造であり、かつ、エンジンおよびモータジェネレータの動力による発進が可能なハイブリッド車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、本発明に係るハイブリッド車は、モータジェネレータと、サンギヤ、キャリヤおよびリングギヤを備えるダブルピニオン式の遊星歯車機構と、遊星歯車機構に対して駆動輪側に設けられる回転体とを含み、サンギヤにエンジンまたはモータジェネレータの一方が接続され、キャリヤにエンジンまたはモータジェネレータの他方が接続されて、リングギヤに回転体が接続されている。
【０００８】
この構成によれば、エンジンまたはモータジェネレータの一方がダブルピニオン式の遊星歯車機構のサンギヤに接続され、その遊星歯車機構のキャリヤにエンジンまたはモータジェネレータの他方が接続されている。遊星歯車機構のリングギヤは、遊星歯車機構に対して駆動輪側に設けられる回転体に接続されている。
【０００９】
ハイブリッド車の発進時には、モータジェネレータが自由状態にされる。そして、エンジンの出力が上げられる。エンジンの出力が上がると、エンジンに接続されているサンギヤまたはキャリヤの一方がエンジンの正回転方向に回転し、その他方に接続されているモータジェネレータが負のトルクを発生する方向に逆回転する。エンジンの回転数が必要な回転数まで上昇すると、モータジェネレータが正のトルクを発生するよう力行運転される。これにより、エンジンのストール回転による動力とモータジェネレータの動力とによりリングギヤの回転数が上がる。そして、リングギヤの回転が回転体を介して駆動輪に伝達されることにより、エンジンおよびモータジェネレータの動力によるハイブリッド車の発進が達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るハイブリッド車では、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を備える簡素な構造で、エンジンおよびモータジェネレータの動力による発進が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車の駆動系の構成を示すスケルトン図である。
【図２Ａ】ハイブリッド車の停車中の遊星歯車機構の各部の回転数の関係を示す共線図である。
【図２Ｂ】ハイブリッド車の発進時の遊星歯車機構の各部の回転数の関係を示す共線図である。
【図３】アクセル開度とエンジン回転数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
＜ハイブリッド車の駆動系＞
図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車１の駆動系の構成を示すスケルトン図である。
【００１４】
ハイブリッド車１は、エンジン２およびモータジェネレータ３を走行用の駆動源として搭載した車両である。
【００１５】
エンジン２には、エンジン２の燃焼室への吸気量を調整するための電子スロットルバルブ、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ（燃料噴射装置）および燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグなどが設けられている。
【００１６】
モータジェネレータ３には、インバータ４が接続されている。インバータ４には、電池パック５が接続されている。電池パック５は、たとえば、複数の二次電池を組み合わせた組電池からなる。モータジェネレータ３がモータとして機能するときには、電池パック５から出力される電力がインバータ４に供給され、インバータ４で直流電力が交流電力に変換されて、交流電力がインバータ４からモータジェネレータ３に供給される。モータジェネレータ３がジェネレータ（発電機）として機能するときには、モータジェネレータ３で動力が交流電力に回生されて、その交流電力がインバータ４で直流電力に変換されて、直流電力が電池パック５に入力されることにより電池パック５が充電される。
【００１７】
エンジン２およびモータジェネレータ３の動力を駆動輪（図示せず）に伝達する駆動伝達機構には、ダブルピニオン式の遊星歯車機構６が備えられている。遊星歯車機構６は、サンギヤ１１、キャリヤ１２およびリングギヤ１３を備えている。サンギヤ１１は、第１回転軸１４に相対回転不能に支持されている。キャリヤ１２は、第２回転軸１５に相対回転不能に支持されて、第１ピニオンギヤ１６および第２ピニオンギヤ１７を互いに噛合した状態でそれぞれ回転可能に支持している。第１ピニオンギヤ１６および第２ピニオンギヤ１７は、サンギヤ１１の周囲に配置され、リングギヤ１３は、サンギヤ１１、第１ピニオンギヤ１６および第２ピニオンギヤ１７を一括して取り囲む円環状をなしている。そして、第１ピニオンギヤ１６は、サンギヤ１１と噛合し、第２ピニオンギヤ１７は、リングギヤ１３の内周に形成された内歯と噛合している。リングギヤ１３の外周には、外歯が形成されており、その外歯は、遊星歯車機構６に対して駆動輪側の駆動輪側ギヤ１８の歯と噛合している。
【００１８】
第１回転軸１４は、エンジン２の回転軸であるか、または、エンジン２の回転軸が直結される軸である。第２回転軸１５は、モータジェネレータ３の回転軸であるか、または、モータジェネレータ３の回転軸が直結される軸である。
【００１９】
＜制御系＞
ハイブリッド車１には、マイコン（マイクロコントローラユニット）を含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が備えられている。マイコンには、たとえば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ、データフラッシュ（フラッシュメモリ）などが内蔵されている。図１には、エンジン２およびモータジェネレータ３を制御するための１つのＥＣＵ２１のみが示されているが、ハイブリッド車１には、各部を制御するため、ＥＣＵ２１と同様の構成を有する複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ２１を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。
【００２０】
ＥＣＵ２１には、制御に必要な各種センサが接続されている。その一例として、ＥＣＵ２１には、運転者により操作されるアクセルペダルの操作量に応じた検出信号を出力するアクセルセンサ２２と、エンジン２の回転（クランクシャフトの回転）に同期したパルス信号を検出信号として出力するエンジン回転センサ２３とが接続されている。
【００２１】
ＥＣＵ２１では、アクセルセンサ２２の検出信号から、アクセル開度（アクセルペダルの最大踏み込み量に対する踏み込み量の割合、つまりアクセルペダルが踏まれていないときを０％とし、アクセルペダルが最大まで踏み込まれたときを１００％とする百分率）が取得される。また、ＥＣＵ２１では、エンジン回転センサ２３の検出信号から、エンジン回転数（エンジン２の回転数）が取得される。そして、ＥＣＵ２１により、各種のセンサから取得される情報や他のＥＣＵから入力される情報などに基づいて、エンジン２の始動、停止および出力調整などのため、エンジン２に設けられた電子スロットルバルブ、インジェクタおよび点火プラグなどが制御される。また、ＥＣＵ２１により、インバータ４が制御されて、モータジェネレータ３の動作が制御される。
【００２２】
＜Ｅ／Ｇ始動＞
図２Ａは、ハイブリッド車１の停車中の遊星歯車機構６の各部の回転数の関係を示す共線図である。
【００２３】
ハイブリッド車１の車室内に設けられているシフトレバー（セレクトレバー）がＰ（パーキング）ポジションまたはＮ（ニュートラル）ポジションに入れられた状態で、たとえば、車室内に設けられているプッシュスタートボタンが押されて、スタートスイッチがオンにされる。これに応じて、遊星歯車機構６のサンギヤ１１の回転方向がエンジン２の正回転方向となるようにモータジェネレータ３が力行運転される。すなわち、モータジェネレータ３が負のトルクを出力するように力行運転される。遊星歯車機構６のリングギヤ１３が制動されているので、モータジェネレータ３の動力は、キャリヤ１２からサンギヤ１１に伝達される。これにより、サンギヤ１１および第１回転軸１４が回転し、エンジン２がクランキングされる。そして、エンジン２がクランキングされながら点火プラグがスパークされることにより、エンジン２が始動する。
【００２４】
＜停車発電＞
エンジン２の始動後、遊星歯車機構６のリングギヤ１３が制動されたままで、モータジェネレータ３が回生運転されると、遊星歯車機構６のサンギヤ１１を介してキャリヤ１２に伝達されるエンジン２の動力がモータジェネレータ３で電力に回生される。
【００２５】
＜発進＞
図２Ｂは、ハイブリッド車１の発進時の遊星歯車機構６の各部の回転数の関係を示す共線図である。図３は、アクセル開度とエンジン回転数との関係を示すグラフである。
【００２６】
エンジン２の始動後、シフトレバーがＤ（ドライブ）ポジションに入れられて、アクセルペダルが踏み込まれると、モータジェネレータ３が自由回転状態にされる。アクセルペダルの踏み込みにより、エンジン回転数がアクセル開度およびアクセルペダルの踏み込み速度などから計算される所定の回転数まで上昇すると、モータジェネレータ３が正のトルクを発生するよう力行運転される。これにより、図２Ｂに示されるように、エンジン２のストール回転（ハイブリッド車１をブレーキにより停車させた状態でのエンジン回転）による動力とモータジェネレータ３の動力とにより遊星歯車機構６のリングギヤ１３の回転数が上がる。そして、リングギヤ１３の回転が駆動輪側ギヤ１８を介して駆動輪に伝達されることにより、エンジン２およびモータジェネレータ３の動力によるハイブリッド車１の発進が達成される。
【００２７】
＜作用効果＞
以上のように、ハイブリッド車１では、ダブルピニオン式の遊星歯車機構６を備える簡素な構造で、エンジン２およびモータジェネレータ３の動力による発進が可能である。そのため、車両が所在する路面が登坂路（進行方向に上り勾配となる路面）であっても、トルク不足を生じずに、車両を良好に発進させることができる。
【００２８】
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
【００２９】
たとえば、前述の実施形態では、第１回転軸１４がエンジン２の回転軸であるか、または、エンジン２の回転軸が直結される軸であり、第２回転軸１５がモータジェネレータ３の回転軸であるか、または、モータジェネレータ３の回転軸が直結される軸であるとした。これに限らず、第１回転軸１４がモータジェネレータ３の回転軸であるか、または、モータジェネレータ３の回転軸が直結される軸であり、第２回転軸１５がエンジン２の回転軸であるか、または、エンジン２の回転軸が直結される軸であってもよい。
【００３０】
また、エンジン回転数がアクセル開度およびアクセルペダルの踏み込み速度などから計算される所定の回転数まで上昇すると、モータジェネレータ３が正のトルクを発生するよう力行運転されるとしたが、所定の回転数は、路面の勾配やハイブリッド車１に乗っている乗員の数やハイブリッド車１に積み込まれている荷物などの重量により補正されてもよい。
【００３１】
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１：ハイブリッド車
２：エンジン
３：モータジェネレータ
６：遊星歯車機構
１１：サンギヤ
１２：キャリヤ
１３：リングギヤ
１８：駆動輪側ギヤ（回転体）
【図１】
2019026108.tif 000003
【図２Ａ】
2019026108.tif 000004
【図２Ｂ】
2019026108.tif 000005
【図３】
2019026108.tif 000006