(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、高出力での車両の駆動を可能とし、かつ、走行時における効率を向上し、かつ、駆動モータの小型化及び車両のコスト低減を図ることである。【解決手段】ハイブリッド車両は、内燃機関の出力軸及びモータ発電機の駆動軸の間で内燃機関の動力を増速しながらモータ発電機側に伝達する第１歯車機構と、モータ発電機の駆動軸及び車両駆動軸の間でモータ発電機側の動力を減速しながら車両駆動軸に伝達する第２歯車機構と、駆動モータ及び車両駆動軸の間で駆動モータ側の動力を減速しながら車両駆動軸に伝達する第３歯車機構と、モータ発電機の駆動軸と第１歯車機構または第２歯車機構との接続及び接続の遮断を切り替えるクラッチ機構と、クラッチ機構を制御する制御装置とを含む。通常走行時において、モータ発電機の駆動軸が、車両駆動軸と内燃機関の出力軸との両方には同時に接続されない。【選択図】図１
2019123433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により駆動されるモータ発電機の発電電力及びバッテリの放電電力の少なくとも一方の電力により駆動モータを駆動して走行するハイブリッド車両であって、
内燃機関の出力軸及びモータ発電機の駆動軸の間で内燃機関の動力を増速しながらモータ発電機側に伝達する第１歯車機構と、
モータ発電機の駆動軸及び車両駆動軸の間でモータ発電機側の動力を減速しながら車両駆動軸に伝達する第２歯車機構と、
駆動モータ及び車両駆動軸の間で駆動モータ側の動力を減速しながら車両駆動軸に伝達する第３歯車機構と、
モータ発電機の駆動軸と第１歯車機構または第２歯車機構との接続及び接続の遮断を切り替えるクラッチ機構と、
クラッチ機構を制御する制御装置と、を備え、
通常走行時において、モータ発電機の駆動軸は、車両駆動軸と内燃機関の出力軸との両方には同時に接続されないように構成される、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システムにおいて、
クラッチ機構は、中間クラッチ要素、中間クラッチ要素を挟んで両側に配置された第１クラッチ要素及び第２クラッチ要素を含み、中間クラッチ要素、第１クラッチ要素、及び第２クラッチ要素のそれぞれが複数の嵌合部を有し、複数の嵌合部の同期嵌め合わせによって中間クラッチ要素を第１クラッチ要素または第２クラッチ要素に接続するドグクラッチを備え、
中間クラッチ要素は、モータ発電機の駆動軸に接続され、
第１クラッチ要素は、第２歯車機構を構成する歯車に接続され、
第２クラッチ要素は、第１歯車機構を構成する歯車に接続される、ハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
クラッチ機構は、第１歯車機構とモータ発電機の駆動軸との間に配置される第１摩擦クラッチと、第２歯車機構とモータ発電機の駆動軸との間に配置される第２摩擦クラッチとを含む、ハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両システムにおいて、
制御装置は、
モータ発電機と駆動モータとの両方を車両の駆動源として走行するＥＶ走行と、駆動モータを車両の駆動源として走行するＨＶ走行との切り換えを行い、
ＥＶ走行を実行させるときに、モータ発電機と車両駆動軸とをクラッチ機構で接続し、
ＨＶ走行を実行させるときには、モータ発電機と内燃機関とをクラッチ機構で接続し、内燃機関を駆動することでモータ発電機に発電させ、モータ発電機で発電した電力を、バッテリを介してまたは直接に駆動モータに供給する、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、内燃機関により駆動される発電機の発電電力及びバッテリの放電電力の少なくとも一方により駆動モータを駆動して走行するハイブリッド車両の発電制御装置が記載されている。発電制御装置は、バッテリの目標ＳＯＣを設定し、その目標ＳＯＣに基づいて発電電力目標値を算出し、その発電電力目標値に基づいて内燃機関及び発電機を制御する。また、発電制御装置は、車両の低速走行時におけるバッテリの目標ＳＯＣを高速走行時における目標ＳＯＣよりも低く設定する。これにより、モータ回転数が低くなる低速走行時には駆動モータが低い電圧で効率よく動作され、モータ回転数が高くなる高速走行時には高い電圧で効率よく動作されるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１４３３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、連続した高車速走行が可能となり、走行時における効率を向上できる可能性はある。しかしながら、この車両では、高速走行時に高出力で駆動モータが駆動されるので、駆動モータはその分、大型化する必要がある。また、高出力の駆動モータを制御するインバータは高出力に耐え得る構造とする必要があるので、コストが増大する要因となる。
【０００５】
本発明の目的は、ハイブリッド車両において、高出力での車両の駆動を可能とし、かつ、走行時における効率を向上し、かつ、駆動モータの小型化及び車両のコスト低減を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハイブリッド車両は、内燃機関により駆動されるモータ発電機の発電電力及びバッテリの放電電力の少なくとも一方の電力により駆動モータを駆動して走行するハイブリッド車両であって、内燃機関の出力軸及びモータ発電機の駆動軸の間で内燃機関の動力を増速しながらモータ発電機側に伝達する第１歯車機構と、モータ発電機の駆動軸及び車両駆動軸の間でモータ発電機側の動力を減速しながら車両駆動軸に伝達する第２歯車機構と、駆動モータ及び車両駆動軸の間で駆動モータ側の動力を減速しながら車両駆動軸に伝達する第３歯車機構と、モータ発電機の駆動軸と第１歯車機構または第２歯車機構との接続及び接続の遮断を切り替えるクラッチ機構と、クラッチ機構を制御する制御装置と、を備え、通常走行時において、モータ発電機の駆動軸は、車両駆動軸と内燃機関の出力軸との両方には同時に接続されないように構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両によれば、低速走行時等の低出力での車両駆動時には、モータ発電機の駆動軸を第１歯車機構に接続することで、内燃機関によりモータ発電機を発電させ、その発電電力を駆動モータまたはバッテリに供給することができる。これにより、駆動モータ及びモータ発電機のうち、駆動モータのみを車両の駆動源として駆動できるとともに、駆動モータの効率をモータ発電機の効率より高くすることで効率の良い車両走行を行うことができる。さらに、高速走行時等の高出力での車両駆動時には、モータ発電機の駆動軸を第２歯車機構に接続することで、駆動モータ及びモータ発電機の両方の駆動力を車両の駆動力として利用できる。これにより、高出力での車両の駆動が可能となり、かつ、走行時における効率を向上でき、かつ駆動モータの小型化及び車両のコスト低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る実施形態のハイブリッド車両の構成図である。
【図２】図１のＡ部におけるクラッチ機構を構成するドグクラッチを示す断面図である。
【図３】図２のドグクラッチの斜視図である。
【図４】本発明に係る実施形態のハイブリッド車両において、ＥＶ走行を行う場合における動力の伝達方向を示している図１に対応する図である。
【図５】本発明に係る実施形態のハイブリッド車両において、ＨＶ走行を行う場合における動力の伝達方向を示している図１に対応する図である。
【図６】本発明に係る実施形態において、ＥＶ走行及びＨＶ走行を行う場合における走行距離または走行時間とバッテリの充電率であるＳＯＣとの関係を示す図である。
【図７】本発明に係る実施形態の別例のハイブリッド車両の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。以下において複数の実施形態や、変形例などが含まれる場合、それらを適宜組み合わせて実施することができる。以下において、形状、数値、及び個数は、説明のための例示であって、ハイブリッド車両の仕様に応じて適宜変更することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。
【００１０】
図１は、実施形態のハイブリッド車両１０の構成図である。ハイブリッド車両１０は、内燃機関１２、第１モータ発電機（ＭＧ１）１４、第２モータ発電機（ＭＧ２）１６、バッテリ１８、第１歯車機構２０、第２歯車機構２２、第３歯車機構２４、クラッチ機構３２及び制御装置４８を備える。第２モータ発電機１６は、駆動モータに相当する。以下、第１モータ発電機１４は、第１ＭＧ１４と記載し、第２モータ発電機１６は、第２ＭＧ１６と記載する。
【００１１】
ハイブリッド車両１０は、シリーズハイブリッド型の車両であり、ＨＶ走行及びＥＶ走行を切り換えながら走行する。ハイブリッド車両１０のＨＶ走行時には、内燃機関１２により第１ＭＧ１４が駆動され、発電する。第１ＭＧ１４の発電電力及びバッテリ１８の放電電力の少なくとも一方の電力により第２ＭＧ１６が駆動され、第２ＭＧ１６からの動力が車両駆動軸５０に伝達される。車両駆動軸５０には、差動歯車機構５１及び車軸５２を介して左右の車輪５４が連結されている。これにより、車両駆動軸５０が駆動することで、ハイブリッド車両１０が走行する。このとき、ハイブリッド車両１０は、第２ＭＧ１６を駆動源として走行する。
【００１２】
一方、ハイブリッド車両１０のＥＶ走行時には、バッテリ１８の放電電力が第１ＭＧ１４及び第２ＭＧ１６の両方に供給される。これにより、第１ＭＧ１４及び第２ＭＧ１６が駆動され、第１ＭＧ１４及び第２ＭＧ１６の両方の動力が車両駆動軸５０に伝達される。このため、車輪５４が駆動して、ハイブリッド車両１０が走行する。このとき、ハイブリッド車両１０は、第１ＭＧ１４及び第２ＭＧ１６の両方を駆動源として走行する。
【００１３】
以下、ハイブリッド車両１０の構成を具体的に説明する。第１ＭＧ１４は、内燃機関１２により駆動される発電機としての機能と、バッテリ１８から電力が供給されることで駆動する電動モータとしての機能とを有する。例えば、内燃機関１２の始動時において、第１ＭＧ１４がバッテリ１８の放電電力により駆動され、その動力が内燃機関１２に伝達されることで、内燃機関１２を始動させることができる。第１ＭＧ１４の駆動軸１５は、モータケース１４ａの軸方向一端（図１の上端）から突き出している。
【００１４】
第２ＭＧ１６は、バッテリ１８から電力が供給されることで駆動する電動モータとしての機能と、車両の制動時に車輪５４側から車両駆動軸５０を介して動力が伝達されることで発電する電力回生用の発電機としての機能とを有する。
【００１５】
第１ＭＧ１４は第１インバータ（図示せず）を介してバッテリ１８に接続される。第１インバータは、複数のスイッチング素子を有し、後述の制御装置４８からの制御信号によってスイッチング素子のスイッチングが制御される。これにより、第１ＭＧ１４のトルクが制御される。
【００１６】
第２ＭＧ１６は第２インバータ（図示せず）を介してバッテリ１８に接続される。第２インバータは、複数のスイッチング素子を有し、制御装置４８からの制御信号によってスイッチング素子のスイッチングが制御される。これにより、第２ＭＧ１６のトルクが制御される。
【００１７】
第１歯車機構２０は、内燃機関１２の出力軸に固定された大歯車２１ａと、小歯車２１ｂとを含み、これらの大歯車２１ａと小歯車２１ｂとが噛み合うことにより構成される。小歯車２１ｂは、後述の可動軸３４ａが内側に挿通される円筒状の第１中間軸２１ｃ（図２）に固定される。第１中間軸２１ｃは、第１ＭＧ１４の駆動軸１５に対し、後述のクラッチ機構３２を介して接続可能である。これにより、第１歯車機構２０は、内燃機関１２の出力軸及び第１ＭＧ１４の駆動軸１５の間で、内燃機関１２の動力を増速しながら第１ＭＧ１４側の第１中間軸２１ｃに伝達する。
【００１８】
第２歯車機構２２は、車両駆動軸５０の差動歯車機構５１とは反対側の端部に固定された大歯車２３ａと、小歯車２３ｂとを含み、これらの大歯車２３ａと小歯車２３ｂとが噛み合うことにより構成される。小歯車２３ｂは、第２中間軸２３ｃ（図２）に固定される。第２中間軸２３ｃは、第１ＭＧ１４の駆動軸１５に対し、クラッチ機構３２を介して接続可能である。これにより、第２歯車機構２２は、第１ＭＧの駆動軸及び車両駆動軸の間で第１ＭＧ側の第２中間軸２３ｃの動力を減速しながら車両駆動軸５０に伝達する。第２歯車機構２２を構成する大歯車２３ａは、後述の第３歯車機構２４も構成する。
【００１９】
第３歯車機構２４は、車両駆動軸５０に固定された上記の大歯車２３ａと、第２ＭＧ１６の駆動軸１７に固定された小歯車２５とを含み、これらの大歯車２３ａと小歯車２５とが噛み合うことにより構成される。なお、車両駆動軸５０に２つの大歯車を固定し、２つの大歯車の一方の大歯車を第２歯車機構２２の小歯車２３ｂに噛み合わせ、他方の大歯車を第３歯車機構２４の小歯車２５に噛み合わせてもよい。
【００２０】
図２は、図１のＡ部におけるクラッチ機構３２を構成するドグクラッチ３３を示す断面図である。図３は、図２のドグクラッチ３３の斜視図である。
【００２１】
ドグクラッチ３３は、中間クラッチ要素３４、第１クラッチ要素３８、及び第２クラッチ要素４１を含んで構成される。中間クラッチ要素３４は、第１ＭＧ１４の駆動軸１５に同期して回転され、この駆動軸１５に対し軸方向に移動可能である可動軸３４ａと、可動軸３４ａの一端部に固定された円板部３５とを有する。円板部３５の一方面（図２の上側面）の周方向の複数位置には、歯部３６が突出するように形成される。円板部３５の他方面（図２の下側面）の周方向複数位置には、孔部３７が形成される。
【００２２】
各歯部３６は例えば円柱状であり、各孔部３７は例えば円形孔である。複数の歯部３６及び複数の孔部３７は、それぞれ円板部３５の周方向に、等間隔に配置される。中間クラッチ要素３４は、ドグクラッチ３３が支持されるクラッチケース（図示せず）において、回転可能で、かつ、軸方向（図２の上下方向）に移動可能に支持される。
【００２３】
第１クラッチ要素３８及び第２クラッチ要素４１は、中間クラッチ要素３４を挟んで両側に配置される。具体的には、中間クラッチ要素３４の一方面側（図２の上側）には、隙間をあけて第１クラッチ要素３８が配置される。中間クラッチ要素３４の他方面側（図２の下側）には、隙間をあけて第２クラッチ要素４１が配置される。
【００２４】
第１クラッチ要素３８は、円板部３９を有する。第１クラッチ要素３８は、第２歯車機構２２（図１）を構成する小歯車２３ｂに対し、中心軸に結合した上記の第２中間軸２３ｃを介して、平行に結合される。第１クラッチ要素３８と小歯車２３ｂとは、中心軸が一致している。第１クラッチ要素３８の円板部３９において、中間クラッチ要素３４と対向する面の周方向複数位置には、孔部４０が形成される。孔部４０は、中間クラッチ要素３４の歯部３６が嵌め合い可能な形状である。例えば歯部３６が円柱状である場合に、孔部４０は、この歯部３６と略合致する円形孔である。複数の孔部４０は、第１クラッチ要素３８の円板部３９の周方向に、等間隔に配置される。
【００２５】
第２クラッチ要素４１は、円板部４２を有する。第２クラッチ要素４１は、第１歯車機構２０（図１）を構成する小歯車２１ｂ（図１）に対し、小歯車２１ｂの中心軸を中心とする円上に結合した上記の円筒状の第１中間軸２１ｃを介して、平行に結合される。第２クラッチ要素４１と小歯車２１ｂとは、中心軸が一致している。第２クラッチ要素４１の円板部４２において、中間クラッチ要素３４と対向する面の周方向複数位置には、歯部４３が形成される。歯部４３は、中間クラッチ要素３４の孔部３７が嵌め合い可能な形状である。例えば孔部３７が円形孔である場合に、歯部４３は、この孔部３７と略合致する円柱状である。複数の歯部４３は、第２クラッチ要素４１の円板部４２の周方向に、等間隔に配置される。中間クラッチ要素３４の歯部３６及び孔部３７と、第１クラッチ要素３８の孔部４０と、第２クラッチ要素４１の歯部４３とは、それぞれ嵌合部に相当する。第１クラッチ要素３８及び第２クラッチ要素４１は、クラッチケースにおいて、回転可能に支持される一方、クラッチケースに対して軸方向の移動は不能である。
【００２６】
中間クラッチ要素３４の可動軸３４ａは、アクチュエータ（図示せず）により軸方向へ移動される。アクチュエータは、電動式のリニアアクチュエータまたは油圧経路及びその経路を切り替える機構を含んで構成され、制御装置４８（図１）により制御される。アクチュエータが制御装置４８により駆動され、アクチュエータにより中間クラッチ要素３４の円板部３５が軸方向において、第１クラッチ要素３８側に移動する場合がある。この場合には、中間クラッチ要素３４の複数の歯部３６と第１クラッチ要素３８の複数の孔部４０との同期嵌め合わせによって、中間クラッチ要素３４が第１クラッチ要素３８に接続される。これにより、第１ＭＧ１４の駆動軸１５（図１）は、第２歯車機構２２（図１）に接続されるので、第１ＭＧ１４及び第２ＭＧ１６の両方を車両の駆動源として走行するＥＶ走行が可能となる。
【００２７】
一方、アクチュエータが制御装置４８により駆動され、アクチュエータにより中間クラッチ要素３４の円板部３５が軸方向において、第２クラッチ要素４１側に移動する場合がある。この場合には、中間クラッチ要素３４の複数の孔部３７と第２クラッチ要素４１の複数の歯部４３との同期嵌め合わせによって、中間クラッチ要素３４が第２クラッチ要素４１に接続される。これにより、第１ＭＧ１４の駆動軸１５（図１）は、第１歯車機構２０（図１）に接続されるので、内燃機関１２が第１ＭＧ１４に接続され、第２ＭＧ１６が車両の駆動源として駆動されるＨＶ走行が可能となる。
【００２８】
ドグクラッチ３３がこのように構成されるので、ドグクラッチ３３は、第１ＭＧ１４の駆動軸１５と第１歯車機構２０または第２歯車機構２２との接続及びその接続の遮断を切り替える。また、ハイブリッド車両１０は、通常走行時を含めて、第１ＭＧ１４の駆動軸１５は、車両駆動軸５０と内燃機関１２の出力軸との両方には同時に接続されないように構成される。図２に示すように、中間クラッチ要素３４が第１クラッチ要素３８と第２クラッチ要素４１との両方から離れて配置される場合もある。この場合には、第１ＭＧ１４の駆動軸１５は、第１歯車機構２０及び第２歯車機構２２のいずれにも接続されない。
【００２９】
制御装置４８は、演算処理部と、演算処理部に接続されるメモリ等の記憶部と、Ｉ／Ｏインターフェース等を含んで構成される。制御装置４８は、上記のようにクラッチ機構３２を制御する。これとともに制御装置４８は、内燃機関１２、第１ＭＧ１４及び第２ＭＧ１６の駆動を制御する。制御装置４８は、バッテリ１８の充電率であるＳＯＣ（State Of Charge）の検出値及び車速の検出値に基づいて、ＥＶ走行及びＨＶ走行を切り換える。ＳＯＣの検出値は、例えば電流センサ（図示せず）によるバッテリ１８の入出力電流の検出値、または、電圧センサ（図示せず）によるバッテリ１８の端子間電圧の検出値、またはその両方に基づいて算出される。車速の検出値は、車速センサにより検出される。例えば、車両の車速の検出値が所定車速値より高い場合で、かつ、ＳＯＣの検出値が所定ＳＯＣ値より高い場合には、ＥＶ走行を実行し、それ以外の場合、例えば車速の検出値が所定車速値以下の場合にはＨＶ走行を実行する。
【００３０】
図４は、実施形態のハイブリッド車両１０において、ＥＶ走行を行う場合における動力の伝達方向を示している図１に対応する図である。図５は、実施形態のハイブリッド車両１０において、ＨＶ走行を行う場合における動力の伝達方向を示している図１に対応する図である。
【００３１】
制御装置４８（図１）は、ＥＶ走行を実行させるときに、第１ＭＧ１４と車両駆動軸５０とをクラッチ機構３２で接続する。そして、制御装置４８は、第１ＭＧ１４と第２ＭＧ１６とを駆動することで、第１ＭＧ１４と第２ＭＧ１６との両方を駆動源として車両を走行させる。これにより、図４に矢印αで示すように、第１ＭＧ１４と第２ＭＧ１６との駆動力が車両駆動軸５０に伝達される。このため、高出力で車両が駆動される高車速での車両の走行が可能となるとともに、第２ＭＧ１６を過度に高出力化しないで済むので、第２ＭＧ１６の小型化を図れる。さらに、第２ＭＧ１６を駆動するための第２インバータの高出力化を抑制できるので、第２インバータのコスト低減による車両のコスト低減を図れる。
【００３２】
一方、制御装置４８は、ＨＶ走行を実行させるときには、第１ＭＧ１４と内燃機関１２とをクラッチ機構３２で接続する。さらに、制御装置４８は、内燃機関１２を駆動することで第１ＭＧ１４を発電させ、第１ＭＧ１４で発電した電力を、バッテリ１８（図１）を介してまたは直接に第２ＭＧ１６に供給し、第２ＭＧ１６を駆動源として車両を走行させる。これにより、図５に矢印βで示すように、第２ＭＧ１６の駆動力が車両駆動軸に伝達されるとともに、矢印γで示すように、内燃機関１２の出力が第１ＭＧ１４に伝達される。これにより、第１ＭＧ１４で発電した電力によりバッテリ１８のＳＯＣが急低下することが抑制される。
【００３３】
図６は、実施形態において、ＥＶ走行及びＨＶ走行を行う場合における走行距離または走行時間とバッテリ１８のＳＯＣとの関係を示す図である。図６では、車速の検出値が、ＥＶ走行の実行のための条件の１つである所定車速値より高い場合を示している。図６に示す走行距離または走行時間と、ＳＯＣとの関係で示すように、ＳＯＣの検出値が所定ＳＯＣ値より高い場合にはＥＶ走行が実行され、ＳＯＣの検出値が所定ＳＯＣ値以下の場合にはＨＶ走行が実行される。これにより、ＳＯＣの検出値が低い場合には、第１ＭＧ１４が内燃機関１２により駆動されて発電されるので、ＳＯＣが急低下することが防止される。これにより、バッテリ１８の保護を図りやすくなり、かつ、車両の長距離走行を実現しやすい。
【００３４】
上記のハイブリッド車両によれば、低出力での車両駆動時である低速走行時には、ＨＶ走行が実行される。このときには、第１ＭＧ１４の駆動軸を第１歯車機構２０に接続することで、内燃機関１２により第１ＭＧ１４を発電させ、第１ＭＧ１４の発電電力を第２ＭＧ１６またはバッテリ１８に供給することができる。これにより、第２ＭＧ１６及び第１ＭＧ１４のうち、第２ＭＧ１６のみを車両の駆動源として駆動できるとともに、第２ＭＧ１６の効率を第１ＭＧ１４の効率より高くすることで効率の良い車両走行を行うことができる。このため、電力消費率の向上による車両のシステム効率を向上できるとともに、バッテリ１８の容量を削減できる。さらに、高出力での車両駆動時である高速走行時には、ＥＶ走行が実行される。このときには、第１ＭＧ１４の駆動軸を第２歯車機構２２に接続することで、第１ＭＧ１４及び第２ＭＧ１６の両方の駆動力を車両の駆動力として利用できる。これにより、走行時における効率を向上でき、かつ第２ＭＧ１６の小型化及び車両のコスト低減を図れるとともに、連続した高車速走行等の高出力での車両駆動が可能となる。
【００３５】
例えば、車両の最大駆動力として１５０ｋＷを車両駆動軸５０から出力する場合を考える。この場合において、第２ＭＧ１６のみで車両を駆動する場合に、損失を無視して考えると、第２ＭＧ１６から１５０ｋＷを出力する必要があった。一方、実施形態のように第２ＭＧ１６及び第１ＭＧ１４の両方の出力で車両を駆動する場合には、例えば、損失を無視して考えて、第２ＭＧ１６で１１０ｋＷを出力し、第１ＭＧ１４で４０ｋＷを出力すればよくなり、第２ＭＧ１６の低出力化が可能となる。
【００３６】
上記では、制御装置４８が、バッテリ１８のＳＯＣと車両の車速とに基づいて、ＥＶ走行及びＨＶ走行を切り替える場合を説明したが、ＳＯＣ及び車速のうち、ＳＯＣのみに基づいて、ＥＶ走行及びＨＶ走行を切り替える構成としてもよい。例えば、ＳＯＣの検出値が所定ＳＯＣ値より高い場合で、高出力での車両駆動が必要となる場合にはＥＶ走行を実行し、ＳＯＣの検出値が所定ＳＯＣ値以下の場合にはＨＶ走行を実行する。
【００３７】
また、制御装置４８は、ＳＯＣ及び車速のうち、車速のみに基づいて、ＥＶ走行及びＨＶ走行を切り替える構成としてもよい。例えば、車速の検出値が所定車速値より高い場合にはＥＶ走行を実行し、車速の検出値が所定車速値以下の場合にはＨＶ走行を実行する。一方、バッテリ１８の保護と、車両の長距離走行とを行いやすくする面からは、ＳＯＣに基づいてＥＶ走行及びＨＶ走行を切り替える構成とする方が好ましい。
【００３８】
図７は、実施形態の別例のハイブリッド車両の構成図である。本例の構成の場合には、第１ＭＧ１４の駆動軸１５が、モータケース１４ａの軸方向両端から突き出している。そして、クラッチ機構６０は、第１摩擦クラッチ６１と、第２摩擦クラッチ６２とを含んで構成される。第１摩擦クラッチ６１は、第１歯車機構２０と第１ＭＧ１４の駆動軸１５の軸方向他端部（図７の下端部）との間に配置される。具体的には、第１ＭＧ１４の駆動軸１５の軸方向他端部と第１歯車機構２０の小歯車２１ｂが固定された第１歯車軸２１ｄとの間には、第１摩擦クラッチ６１が配置される。第１歯車軸２１ｄは、軸方向に移動可能である。第１歯車軸２１ｄが第１ＭＧ１４に近づくことで第１摩擦クラッチ６１が接続され、第１歯車軸２１ｄが第１ＭＧ１４から離れることで第１摩擦クラッチ６１の接続が遮断される。第１歯車軸２１ｄの軸方向の移動は、制御装置４８によりアクチュエータ（図示せず）を介して制御される。アクチュエータは、電動式のリニアアクチュエータまたは油圧経路及びその経路を切り替える機構を含んで構成される。
【００３９】
一方、第２摩擦クラッチ６２は、第２歯車機構２２と第１ＭＧ１４の駆動軸１５の軸方向一端部（図７の上端部）との間に配置される。具体的には、第１ＭＧ１４の駆動軸１５の軸方向一端部と第２歯車機構２２の小歯車２３ｂが固定された第２歯車軸２３ｄとの間には、第２摩擦クラッチ６２が配置される。第２歯車軸２３ｄは、軸方向に移動可能である。第２歯車軸２３ｄが第１ＭＧ１４に近づくことで第２摩擦クラッチ６２が接続され、第２歯車軸２３ｄが第１ＭＧ１４から離れることで第２摩擦クラッチ６２の接続が遮断される。第２歯車軸２３ｄの軸方向の移動は、制御装置４８により上記のアクチュエータを介して制御される。これにより、クラッチ機構６０は、第１ＭＧ１４の駆動軸１５と第１歯車機構２０または第２歯車機構２２との接続及びその接続の遮断を切り替える。制御装置４８は、通常走行時において、第１摩擦クラッチ６１及び第２摩擦クラッチ６２の両方は同時に接続しない。
【００４０】
制御装置４８は、ＥＶ走行を実行させるときには、第１ＭＧ１４と車両駆動軸５０とを第２摩擦クラッチ６２で接続する。そして、制御装置４８は、第１ＭＧ１４と第２ＭＧ１６とを駆動することで、第１ＭＧ１４と第２ＭＧ１６との両方を駆動源として車両を走行させる。
【００４１】
一方、制御装置４８は、ＨＶ走行を実行させるときには、第１ＭＧ１４と内燃機関１２とを第１摩擦クラッチ６１で接続する。さらに、制御装置４８は、内燃機関１２を駆動することで第１ＭＧ１４を発電させ、第１ＭＧ１４で発電した電力を、バッテリ１８を介してまたは直接に第２ＭＧ１６に供給する。これとともに、制御装置４８は、第２ＭＧ１６を駆動源として車両を走行させる。
【００４２】
上記の構成の場合も、図１から図６の構成と同様に、走行時における効率を向上でき、かつ第２ＭＧ１６の小型化及び車両のコスト低減を図れるとともに、高出力での車両駆動が可能となる。さらに、第１ＭＧ１４の不調等により内燃機関１２が第１ＭＧ１４の駆動によって正常に始動しにくい等の異常発生時において、制御装置４８が、第１摩擦クラッチ６１及び第２摩擦クラッチ６２の両方を接続することもできる。このときには、人が車両を押すこと、または別の車両の牽引によって車両を引っ張ることによる車両駆動軸５０の駆動によって第１ＭＧ１４を介して内燃機関１２を始動させることができる。このときには、内燃機関１２が車両の走行慣性を利用した押し駆けによって始動される。本例において、その他の構成及び作用は、図１から図６の構成と同様である。
【００４３】
なお、上記の各例において、第２ＭＧ１６の代わりに、発電機の機能を有しない駆動モータを用いることもできる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ハイブリッド車両、１２  内燃機関、１４  第１モータ発電機（第１ＭＧ）、１４ａ  モータケース、１５  駆動軸、１６  第２モータ発電機（第２ＭＧ）、１７  駆動軸、１８  バッテリ、２０  第１歯車機構、２１ａ  大歯車、２１ｂ  小歯車、２１ｃ  第１中間軸、２１ｄ  第１歯車軸、２２  第２歯車機構、２３ａ  大歯車、２３ｂ  小歯車、２３ｃ  第２中間軸、２３ｄ  第２歯車軸、２４  第３歯車機構、２５  小歯車、３２  クラッチ機構、３３  ドグクラッチ、３４  中間クラッチ要素、３４ａ  可動軸、３５  円板部、３６  歯部、３７  孔部、３８  第１クラッチ要素、３９  円板部、４０  孔部、４１  第２クラッチ要素、４２  円板部、４３  歯部、４８  制御装置、５０  車両駆動軸、５１  差動歯車機構、５２  車軸、５４  車輪、６０  クラッチ機構、６１  第１摩擦クラッチ、６２  第２摩擦クラッチ。
【図１】
2019123433.tif 000003
【図２】
2019123433.tif 000004
【図３】
2019123433.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月14日(2019.3.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により駆動されるモータ発電機の発電電力及びバッテリの放電電力の少なくとも一方の電力により駆動モータを駆動して走行するハイブリッド車両であって、
内燃機関の出力軸及びモータ発電機の駆動軸の間で内燃機関の動力を増速しながらモータ発電機側に伝達する第１歯車機構と、
モータ発電機の駆動軸及び車両駆動軸の間でモータ発電機側の動力を減速しながら車両駆動軸に伝達する第２歯車機構と、
駆動モータ及び車両駆動軸の間で駆動モータ側の動力を減速しながら車両駆動軸に伝達する第３歯車機構と、
モータ発電機の駆動軸と第１歯車機構または第２歯車機構との接続及び接続の遮断を切り替えるクラッチ機構と、
クラッチ機構を制御する制御装置と、を備え、
通常走行時において、モータ発電機の駆動軸は、車両駆動軸と内燃機関の出力軸との両方には同時に接続されないように構成される、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において、
クラッチ機構は、中間クラッチ要素、中間クラッチ要素を挟んで両側に配置された第１クラッチ要素及び第２クラッチ要素を含み、中間クラッチ要素、第１クラッチ要素、及び第２クラッチ要素のそれぞれが複数の嵌合部を有し、複数の嵌合部の同期嵌め合わせによって中間クラッチ要素を第１クラッチ要素または第２クラッチ要素に接続するドグクラッチを備え、
中間クラッチ要素は、モータ発電機の駆動軸に接続され、
第１クラッチ要素は、第２歯車機構を構成する歯車に接続され、
第２クラッチ要素は、第１歯車機構を構成する歯車に接続される、ハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
クラッチ機構は、第１歯車機構とモータ発電機の駆動軸との間に配置される第１摩擦クラッチと、第２歯車機構とモータ発電機の駆動軸との間に配置される第２摩擦クラッチとを含む、ハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両において、
制御装置は、
モータ発電機と駆動モータとの両方を車両の駆動源として走行するＥＶ走行と、駆動モータを車両の駆動源として走行するＨＶ走行との切り換えを行い、
ＥＶ走行を実行させるときに、モータ発電機と車両駆動軸とをクラッチ機構で接続し、
ＨＶ走行を実行させるときには、モータ発電機と内燃機関とをクラッチ機構で接続し、内燃機関を駆動することでモータ発電機に発電させ、モータ発電機で発電した電力を、バッテリを介してまたは直接に駆動モータに供給する、ハイブリッド車両。