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JP3337026B2 - ハイブリッド型車両の制御方法 - Google Patents

ハイブリッド型車両の制御方法

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JP3337026B2
JP3337026B2 JP2000343119A JP2000343119A JP3337026B2 JP 3337026 B2 JP3337026 B2 JP 3337026B2 JP 2000343119 A JP2000343119 A JP 2000343119A JP 2000343119 A JP2000343119 A JP 2000343119A JP 3337026 B2 JP3337026 B2 JP 3337026B2
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engine
hybrid vehicle
output shaft
torque
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幸蔵 山口
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Equos Research Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド型車
両の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジン及びモータを併用したハ
イブリッド型車両が提供されている。この種のハイブリ
ッド型車両は各種提供されていて、エンジンによって発
電機を駆動して電気エネルギーを発生させ、該電気エネ
ルギーによってモータを回転させ、その回転を駆動輪に
伝達するシリーズ（直列）型のもの（特開昭６２−１０
４４０３号公報参照）、並びにエンジン及びモータによ
って直接駆動輪を回転させるパラレル（並列）型のもの
に分類される（特開昭５９−６３９０１号公報、米国特
許明細書第４，５３３，０１１号参照）。
【０００３】前記シリーズ型のハイブリッド型車両にお
いては、エンジンと駆動系とが切り離されているので、
エンジンを最大効率点で駆動することができる。
【０００４】また、パラレル型のハイブリッド型車両に
おいては、エンジンによってトルクを発生させるととも
に、モータによって補助的なトルクを発生させるように
しているので、機械エネルギーを電気エネルギーに変換
する必要がなく、エネルギー伝達効率が高い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のハイブリッド型車両においては、シリーズ型のハイ
ブリッド型車両の場合、エンジンによって発生させられ
た機械エネルギーを一旦（いったん）電気エネルギーに
変換し、更にモータによって電気エネルギーを機械エネ
ルギーに変換し、トルクとして利用するようにしている
ので、エネルギー伝達効率が低くなってしまう。
【０００６】また、パラレル型のハイブリッド型車両の
場合、車速に対応したエンジン回転数が各変速段ごとに
異なるので、走行状態が変わるとエンジンを最大効率点
で駆動することができなくなってしまう。そして、一般
的にトランスミッションが必要である。
【０００７】本発明は、前記従来のハイブリッド型車両
の問題点を解決して、エネルギー伝達効率を高くするこ
とができ、走行状態が変わってもエンジンを最大効率点
で駆動することができるハイブリッド型車両の制御方法
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のハ
イブリッド型車両の制御方法においては、少なくとも第
１、第２、第３の回転要素から成り、第１の回転要素に
エンジンの回転が入力され、第２の回転要素に第１モー
タの回転が入力され、出力軸に第３の回転要素及び第２
モータの回転が出力されるギヤユニットを備えたハイブ
リッド型車両に適用される。そして、前記エンジンを駆
動し、かつ、前記第１モータの回転方向を制御すること
によって車両を後進させる。
【０００９】
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】図１は本発明の第１の実施の形態における
ハイブリッド型車両の概念図、図２は本発明の第１の実
施の形態におけるハイブリッド型車両の第１のトルク関
係図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の第１の回転数関係図、図４は本発明の第
１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の第２の回
転数関係図、図５は本発明の第１の実施の形態における
ハイブリッド型車両の第３の回転数関係図、図６は本発
明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両のエ
ンジン効率マップ図、図７は本発明の第１の実施の形態
におけるハイブリッド型車両の第２のトルク関係図、図
８は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型
車両の第４の回転数関係図、図３６は本発明の実施の形
態におけるハイブリッド型車両のブロック図である。
【００１２】図１において、１１は内燃機関又は外燃機
関から成るエンジン、１２は該エンジン１１の出力軸、
Ｍ１はステータ及びロータを備え、駆動電流を受けて駆
動される第１のモータ、すなわち、第１モータ、１３は
該第１モータＭ１の出力軸、Ｍ２はステータ及びロータ
を備え、駆動電流を受けて駆動される第２のモータ、す
なわち、第２モータ、１４は該第２モータＭ２の出力軸
である。該出力軸１４は前記出力軸１２と一体的に連結
される。なお、第１モータＭ１及び第２モータＭ２は発
電機としても使用することができる。
【００１３】また、１５は出力軸１３、１４に接続さ
れ、前記エンジン１１、第１モータＭ１及び第２モータ
Ｍ２によって発生させられた回転を受け、該回転を変速
して出力するギヤユニットとしてのシングルプラネタリ
式のプラネタリギヤユニットである。
【００１４】そして、１６は該プラネタリギヤユニット
１５の出力軸、１７は該出力軸１６の回転を差動するデ
ィファレンシャル装置、１８、１９は前記ディファレン
シャル装置１７の差動による回転を駆動輪２０、２１に
伝達する駆動軸である。前記駆動輪２０、２１は前輪及
び後輪のいずれでもよい。このように、エンジン１１が
発生させた機械エネルギーを電気エネルギーに変換する
ことなく駆動輪２０、２１に伝達することができるの
で、エネルギー伝達効率を高くすることができる。
【００１５】前記第１モータＭ１はロータが前記出力軸
１３に固定されて一体的に回転し、ステータは駆動装置
ケース２３に固定される。また、第２モータＭ２はロー
タが前記出力軸１４に固定されて一体的に回転し、ステ
ータは駆動装置ケース２３に固定される。
【００１６】ところで、前記プラネタリギヤユニット１
５は回転要素としてのサンギヤＳ（第１の回転要素）、
リングギヤＲ（第２の回転要素）、ピニオンＰ及びキャ
リヤＣＲ（第３の回転要素）から成る。そして、第２モ
ータＭ２の出力軸１４とサンギヤＳとが接続され、エン
ジン１１及び第２モータＭ２の回転がサンギヤＳに入力
され、第１モータＭ１の出力軸１３とリングギヤＲとが
接続され、第１モータＭ１の回転がリングギヤＲに入力
されるようになっている。また、キャリヤＣＲと出力軸
１６とが接続され、キャリヤＣＲからプラネタリギヤユ
ニット１５の回転が出力軸１６に出力されるようになっ
ている。この場合、前記キャリヤＣＲはプラネタリギヤ
ユニット１５の最大トルク要素となる。
【００１７】次に、前記プラネタリギヤユニット１５の
動作について説明する。
【００１８】図２において、ＮS はサンギヤＳ（図１）
の歯数、ＮA はリングギヤＲの歯数、ＴM1は出力軸１３
に発生させられた第１モータトルク、ＴOUT は出力軸１
６に発生させられた出力軸トルク、ＴE+M2は出力軸１４
に発生させられたエンジントルクＴE 及び第２モータト
ルクＴM2の和で表される合成トルクである。
【００１９】この場合、次の式（１）〜（３）に示され
るように、第１モータＭ１によって発生させられた第１
モータトルクＴM1と、エンジン１１及び第２モータＭ２
によって発生させられた合成トルクＴE+M2とを合わせた
出力軸トルクＴOUT が出力軸１６から出力される。
【００２０】 ＴM1・ＮS ＝ＴE+M2・ＮA …（１） ＴOUT ＝ＴE+M2・（ＮA ＋ＮS ）／ＮS …（２） ＴOUT ＝ＴM1・（ＮA ＋ＮS ）／ＮA …（３） そして、前記エンジン１１は常時最大効率点のエンジン
回転数ＮE で駆動される。
【００２１】次に、前記構成のハイブリッド型車両の制
御装置について説明する。
【００２２】図３６に示されるように、エンジン１１に
よって発生させられた回転のエンジン回転数ＮE 、及び
センサ３１によって検出されたアクセル開度Θは制御装
置（ＥＣＵ）３２に入力される。前記エンジン回転数Ｎ
E はエンジン１１の出力軸１２に配設された図示されな
い回転計によって検出され、前記センサ３１は図示され
ないアクセルペダルに配設される。
【００２３】前記制御装置３２から回転数指令信号ＳＧ
１が出力され、第１のコントローラ、すなわち、第１コ
ントローラ３３に入力される。そして、該第１コントロ
ーラ３３は駆動電流ＩM1を第１モータＭ１に供給する。
この場合、前記エンジン１１が最大効率点のエンジン回
転数ＮE で駆動されるように、回転数指令信号ＳＧ１及
び駆動電流ＩM1が設定される。
【００２４】一方、前記制御装置３２からトルク指令信
号ＳＧ２が出力され、第２のコントローラ、すなわち、
第２コントローラ３４に入力される。そして、該第２コ
ントローラ３４は駆動電流ＩM2を第２モータＭ２に供給
する。この場合、前記アクセル開度Θに対応したトルク
指令信号ＳＧ２及び駆動電流ＩM2が設定される。
【００２５】なお、本実施の形態において、前記第１コ
ントローラ３３は、前記エンジン回転数ＮE を一定にす
るように第１モータＭ１を制御し、前記第２コントロー
ラ３４は、アクセル開度Θに対応させて第２モータＭ２
を制御するようにしているが、前記エンジン回転数ＮE
を一定にするように第２モータＭ２を制御し、アクセル
開度Θに対応させて第１モータＭ１を制御することもで
きる。
【００２６】次に、各走行状態における各回転数につい
て説明する。
【００２７】図３〜５、７及び８において、ＮM1は出力
軸１３（図１）に発生させられた回転の第１モータ回転
数、ＮOUT は出力軸１６に発生させられた回転の出力軸
回転数、ＮE は出力軸１４に発生させられた回転のエン
ジン回転数である。
【００２８】ハイブリッド型車両が停止状態にある場
合、キャリヤＣＲが固定され、図３に示されるように出
力軸回転数ＮOUT は０にされる。前述されたように、エ
ンジン１１は常時同じエンジン回転数ＮE で駆動され、
サンギヤＳをエンジン回転数Ｎ E で回転させるので、リ
ングギヤＲは逆方向に第１モータ回転数ＮM1で回転させ
られる。
【００２９】前記エンジン１１の回転は第２モータＭ２
に伝達され、該第２モータＭ２のロータを回転させる。
したがって、第２モータＭ２を発電機として使用するこ
とができる。また、前記リングギヤＲの回転は第１モー
タＭ１に伝達され、該第１モータＭ１のロータを回転さ
せる。したがって、第１モータＭ１も発電機として使用
することができる。なお、前記第２モータＭ２はスター
タとして使用することもできる。また、ハイブリッド型
車両を停止させている際に、第１モータＭ１及び第２モ
ータＭ２が駆動されるので、該第１モータＭ１及び第２
モータＭ２にＤＣブラシレスモータを使用した場合は、
図示されないホール素子、図示されないレゾルバ等のセ
ンサを不要にすることができる。
【００３０】次に、ハイブリッド型車両が低速で走行さ
せられる場合、図示されないアクセルペダルが踏み込ま
れる。このとき、アクセル開度Θ（図３６）に対応した
駆動電流ＩM2が第２モータＭ２に供給され、該第２モー
タＭ２はアクセル開度Θに対応した第２モータトルクＴ
M2を発生させる。
【００３１】また、エンジン１１は常時同じエンジン回
転数ＮE で駆動され、エンジントルクＴE を発生させ
る。したがって、該エンジントルクＴE と第２モータト
ルクＴ M2との合成トルクＴE+M2がサンギヤＳに伝達さ
れ、該サンギヤＳをエンジン回転数ＮE で回転させる。
【００３２】一方、前記第１モータＭ１は前記合成トル
クＴE+M2に対応した第１モータトルクＴM1を発生させ、
該第１モータトルクＴM1はリングギヤＲに伝達され、該
リングギヤＲを第１モータ回転数ＮM1で回転させる。
【００３３】したがって、図４に示されるように、前記
エンジン回転数ＮE 及び第１モータ回転数ＮM1によって
決定された出力軸回転数ＮOUT でキャリヤＣＲを回転さ
せることができる。この場合、出力軸トルクＴOUT とハ
イブリッド型車両の走行抵抗との差によって出力軸回転
数ＮOUT が決定され、前記出力軸トルクＴOUT がハイブ
リッド型車両の走行抵抗より大きいと出力軸回転数Ｎ
OUT は次第に高くなり、前記出力軸トルクＴOUT がハイ
ブリッド型車両の走行抵抗より小さいと出力軸回転数Ｎ
OUT は次第に低くなる。このとき、前記エンジン回転数
ＮE は第１コントローラ３３によって固定され変化しな
いので、第１モータ回転数ＮM1が出力軸回転数ＮOUT に
対応して変化する。
【００３４】ところで、第２モータトルクＴM2はアクセ
ル開度Θに対応して大きくなるので、それに伴ってエン
ジン回転数ＮE は高くなろうとする。このとき、第１モ
ータＭ１はエンジン回転数ＮE の上昇を抑えるように作
用する。すなわち、第１コントローラ３３に入力される
回転数指令信号ＳＧ１が第１モータトルクＴM1を大きく
するように変化させられ、前記回転数指令信号ＳＧ１に
対応する駆動電流ＩM1が第１モータＭ１に供給される。
【００３５】その結果、第１モータＭ１の第１モータト
ルクＴM1が大きくなり、プラネタリギヤユニット１５を
介して第２モータＭ２の第２モータトルクＴM2と均衡し
て、エンジン回転数ＮE の上昇が抑制される。このよう
に、ハイブリッド型車両の走行抵抗はプラネタリギヤユ
ニット１５によって第１モータＭ１、第２モータＭ２及
びエンジン１１に分配され、第２モータＭ２の第２モー
タトルクＴM2を第１モータＭ１が負担することになる。
【００３６】次に、ハイブリッド型車両が高速で走行さ
せられる場合、アクセルペダルが更に踏み込まれる。こ
のとき、アクセル開度Θに対応した駆動電流ＩM2が第２
モータＭ２に供給され、該第２モータＭ２はアクセル開
度Θに対応した第２モータトルクＴM2を発生させる。
【００３７】また、エンジン１１は常時同じエンジン回
転数ＮE で駆動され、エンジントルクＴE を発生させ
る。したがって、該エンジントルクＴE と第２モータト
ルクＴ M2との合成トルクＴE+M2がサンギヤＳに伝達さ
れ、該サンギヤＳをエンジン回転数ＮE で回転させる。
【００３８】一方、前記第１モータＭ１は前記合成トル
クＴE+M2に対応した第１モータトルクＴM1を発生させ、
該第１モータトルクＴM1はリングギヤＲに伝達され、該
リングギヤＲを第１モータ回転数ＮM1で回転させる。
【００３９】したがって、図５に示されるように、前記
エンジン回転数ＮE 及び第１モータ回転数ＮM1によって
決定された出力軸回転数ＮOUT でキャリヤＣＲを回転さ
せることができる。
【００４０】そして、ハイブリッド型車両が後退させら
れる場合、第１コントローラ３３は、第１モータＭ１を
逆方向に回転させる。そのため、図７に示されるよう
に、第２モータＭ２が第１モータトルクＴM1による反力
を受ける。また、エンジン１１は、図８に示されるよう
に、前進時と同じエンジン回転数ＮE で駆動される。
【００４１】このように、ハイブリッド型車両が停止状
態にある場合、ハイブリッド型車両が低速で走行させら
れる場合、ハイブリッド型車両が高速で走行させられる
場合、及びハイブリッド型車両が後退させられる場合の
いずれも前記エンジン１１が最大効率点のエンジン回転
数ＮE で駆動される。
【００４２】次に、エンジン１１の最大効率点について
説明する。
【００４３】図６において、横軸にエンジン回転数ＮE
を、縦軸にエンジントルクＴE を採っており、各曲線は
エンジン１１（図１）のエンジン効率を示している。ま
た、αはエンジン１１の最大効率点である。
【００４４】本実施の形態においては、エンジン１１が
第１コントローラ３３（図３６）によって制御され、最
大効率点αのエンジン回転数ＮE で駆動される。
【００４５】なお、ハイブリッド型車両の走行状態及び
図示されないバッテリの容量によってエンジントルクＴ
E が過剰になることがある。その場合、エンジン１１は
図の最適効率ラインＬ１上で効率良く駆動され、駆動条
件は車速及びバッテリの容量に対応させて設定される。
【００４６】次に、前記ハイブリッド型車両の構造につ
いて説明する。
【００４７】図９は本発明の第１の実施の形態における
ハイブリッド型車両の概略図である。
【００４８】図に示されるように、駆動装置ケース２３
は、エンジン１１を包囲するエンジンケース２３ａ、第
２モータＭ２を包囲する第２モータケース２３ｂ、並び
に第１モータＭ１及びプラネタリギヤユニット１５を包
囲する第１モータケース２３ｃから成る。
【００４９】前記第１モータＭ１はステータＳＴ１及び
ロータＲＴ１を有し、第２モータＭ２はステータＳＴ２
及びロータＲＴ２を有する。前記第１モータＭ１は第２
モータＭ２と比較して径が小さく、軸方向寸法が長く設
定されていて、発生させられる第１モータトルクＴM1は
大きい。
【００５０】また、前記エンジン１１の出力軸１２と第
２モータＭ２の出力軸１４とは直接連結されず、前記出
力軸１２とロータＲＴ２とがダンパ３９を介して接続さ
れ、ロータＲＴ２と出力軸１４とが接続されるようにな
っている。
【００５１】そして、第１モータＭ１の出力軸１３はプ
ラネタリギヤユニット１５のリングギヤＲに接続され、
第２モータＭ２の出力軸１４はプラネタリギヤユニット
１５のサンギヤＳに接続される。
【００５２】前記プラネタリギヤユニット１５は、出力
軸１３、１４に接続され、前記エンジン１１、第１モー
タＭ１及び第２モータＭ２によって発生させられた回転
を受け、該回転を変速して出力する。前記プラネタリギ
ヤユニット１５はリングギヤＲ、ピニオンＰ、キャリヤ
ＣＲ及びサンギヤＳから成る。そして、第２モータＭ２
の出力軸１４とサンギヤＳとが接続され、エンジン１１
及び第２モータＭ２の回転がサンギヤＳに入力され、第
１モータＭ１の出力軸１３とリングギヤＲとが接続さ
れ、第１モータＭ１の回転がリングギヤＲに入力される
ようになっている。また、キャリヤＣＲと出力軸１６と
が接続され、キャリヤＣＲからプラネタリギヤユニット
１５の回転が出力される。
【００５３】前記出力軸１６に出力された回転はディフ
ァレンシャル装置１７によって差動され、作動された回
転は駆動軸１８、１９を介して駆動輪２０、２１に伝達
される。
【００５４】次に、本発明の第２の実施の形態について
説明する。
【００５５】図１０は本発明の第２の実施の形態におけ
るハイブリッド型車両の概略図である。
【００５６】図において、１１はエンジン、１２〜１
４、１６は出力軸、１５はプラネタリギヤユニット、１
７はディファレンシャル装置、１８、１９は駆動軸、Ｒ
はリングギヤ、Ｐはピニオン、ＣＲはキャリヤ、Ｓはサ
ンギヤ、Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータである。
【００５７】この場合、ハイブリッド型車両はフロント
エンジン／フロントドライブ（ＦＦ）式のものであり、
そのため、キャリヤＣＲに固定された出力軸１６は第２
モータＭ２の出力軸１４を包囲してエンジン１１側に延
びる。そして、前記出力軸１６と平行にカウンタシャフ
ト４０が配設され、出力軸１６にカウンタドライブギヤ
４１が、カウンタシャフト４０にカウンタドリブンギヤ
４２が固定され、前記カウンタドライブギヤ４１とカウ
ンタドリブンギヤ４２とを噛（し）合させることによっ
て出力軸１６の回転を反転させるようにしている。
【００５８】また、前記カウンタシャフト４０と平行に
駆動軸１８、１９が配設され、前記カウンタドリブンギ
ヤ４２と前記ディファレンシャル装置１７の大リングギ
ヤ４３とを更に噛合させることによって、カウンタドリ
ブンギヤ４２の回転を反転させるようにしている。
【００５９】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。
【００６０】図１１は本発明の第３の実施の形態におけ
るハイブリッド型車両の概略図である。
【００６１】図において、１１はエンジン、１２〜１
４、１６は出力軸、１５はプラネタリギヤユニット、１
７はディファレンシャル装置、１８、１９は駆動軸、Ｒ
はリングギヤ、Ｐはピニオン、ＣＲはキャリヤ、Ｓはサ
ンギヤ、Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータである。
【００６２】この場合、ハイブリッド型車両はフロント
エンジン／フロントドライブ式のものであり、そのた
め、出力軸１４と平行に中間伝動軸４５が配設され、出
力軸１４に第１スプロケット４６が、中間伝動軸４５に
第２スプロケット４７が固定され、第１スプロケット４
６と第２スプロケット４７との間にチェーン４８が架設
される。
【００６３】したがって、出力軸１４の回転は第１スプ
ロケット４６、チェーン４８、第２スプロケット４７及
び中間伝動軸４５を介してプラネタリギヤユニット１５
のサンギヤＳに伝達される。
【００６４】ところで、前記第１〜第３の実施の形態に
おいては、第２モータＭ２をエンジン１１とプラネタリ
ギヤユニット１５との間に配設するようになっている
が、エンジン１１を第２モータＭ２とプラネタリギヤユ
ニット１５との間に配設することもできる。
【００６５】次に、本発明の第４の実施の形態について
説明する。
【００６６】図１２は本発明の第４の実施の形態におけ
るハイブリッド型車両の概念図である。
【００６７】図において、１１はエンジン、１２〜１
４、１６は出力軸、１５はプラネタリギヤユニット、１
７はディファレンシャル装置、１８、１９は駆動軸、２
０、２１は駆動輪、２３は駆動装置ケース、Ｒはリング
ギヤ、Ｐはピニオン、ＣＲはキャリヤ、Ｓはサンギヤ、
Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータである。
【００６８】この場合、前記出力軸１４に第１ギヤ５１
が、前記エンジン１１のクランク軸５３に第２ギヤ５２
が固定され、第１ギヤ５１及び第２ギヤ５２によって増
速機又は減速機が形成される。
【００６９】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。
【００７０】図１３は本発明の第５の実施の形態におけ
るハイブリッド型車両の概念図である。
【００７１】図において、１１はエンジン、１２〜１
４、１６は出力軸、１５はプラネタリギヤユニット、１
７はディファレンシャル装置、１８、１９は駆動軸、２
０、２１は駆動輪、２３は駆動装置ケース、Ｒはリング
ギヤ、Ｐはピニオン、ＣＲはキャリヤ、Ｓはサンギヤ、
Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータである。
【００７２】この場合、プラネタリギヤユニット１５の
リングギヤＲに前記出力軸１４が、サンギヤＳに第１モ
ータＭ１の出力軸１３が、キャリヤＣＲに出力軸１６が
接続される。
【００７３】次に、本発明の第６、第７の実施の形態に
ついて説明する。
【００７４】図１４は本発明の第６の実施の形態におけ
るハイブリッド型車両の概念図、図１５は本発明の第７
の実施の形態におけるハイブリッド型車両の概念図であ
る。
【００７５】図において、１１はエンジン、１２〜１
４、１６は出力軸、１５はプラネタリギヤユニット、１
７はディファレンシャル装置、１８、１９は駆動軸、２
０、２１は駆動輪、２３は駆動装置ケース、Ｒはリング
ギヤ、Ｐ1 は第１ピニオン、Ｐ 2 は第２ピニオン、ＣＲ
はキャリヤ、Ｓはサンギヤ、Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は
第２モータである。
【００７６】この場合、プラネタリギヤユニット１５
は、ダブルピニオン式のものが使用され、前記第１ピニ
オンＰ1 及び第２ピニオンＰ2 を有する。そして、第６
の実施の形態においては、キャリヤＣＲに前記出力軸１
４が、サンギヤＳに出力軸１３が、リングギヤＲに出力
軸１６が接続される。また、第７の実施の形態において
は、サンギヤＳに前記出力軸１４が、キャリヤＣＲに出
力軸１３が、リングギヤＲに出力軸１６が接続される。
【００７７】ところで、前記各実施の形態においては、
ギヤユニットとしてプラネタリギヤユニット１５が使用
されているが、ギヤユニットとしてベベルギヤユニット
を使用することもできる。
【００７８】次に、本発明の第８の実施の形態について
説明する。
【００７９】図１６は本発明の第８の実施の形態におけ
るハイブリッド型車両の概念図である。
【００８０】図において、１１はエンジン、１２〜１
４、１６は出力軸、１７はディファレンシャル装置、１
８、１９は駆動軸、２０、２１は駆動輪、２３は駆動装
置ケース、Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータ、５５
は回転要素としての左サイドギヤＳｄL 及び右サイドギ
ヤＳｄR を有するベベルギヤユニットである。
【００８１】この場合、該ベベルギヤユニット５５の左
サイドギヤＳｄL に第２モータＭ２の出力軸１４が、右
サイドギヤＳｄR に第１モータＭ１の出力軸１３が、最
大トルク要素としてのピニオンＰに出力軸１６が接続さ
れる。この場合も、第１モータＭ１によって発生させら
れた第１モータトルクＴM1とエンジン１１及び第２モー
タＭ２によって発生させられた合成トルクＴE+M2とを合
わせた出力軸トルクＴ OUT が出力軸１６から出力され
る。
【００８２】また、ギヤユニットとしてステップピニオ
ンユニットを使用することもできる。
【００８３】次に、本発明の第９の実施の形態について
説明する。
【００８４】図１７は本発明の第９の実施の形態におけ
るハイブリッド型車両の概念図である。
【００８５】図において、１１はエンジン、１２〜１
４、１６は出力軸、１７はディファレンシャル装置、１
８、１９は駆動軸、２０、２１は駆動輪、２３は駆動装
置ケース、Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータ、５６
は大径ピニオンＰL 、サンギヤＳ、小径ピニオンＰS 及
びリングギヤＲを有するステップピニオンユニットであ
る。
【００８６】この場合、該ステップピニオンユニット５
６の大径ピニオンＰL とサンギヤＳとが噛合され、最大
トルク要素としての小径ピニオンＰS とリングギヤＲと
が噛合される。そして、前記サンギヤＳに第２モータＭ
２の出力軸１４が、リングギヤＲに第１モータＭ１の出
力軸１３が、小径ピニオンＰS に出力軸１６が接続され
る。この場合も、第１モータＭ１によって発生させられ
た第１モータトルクＴ M1とエンジン１１及び第２モータ
Ｍ２によって発生させられた合成トルクＴE+M2とを合わ
せた出力軸トルクＴOUT が出力軸１６から出力される。
【００８７】次に、トルク及び回転数について説明す
る。
【００８８】図１８は本発明の第２〜第９の実施の形態
におけるハイブリッド型車両のトルク関係図、図１９は
本発明の第２〜第９の実施の形態におけるハイブリッド
型車両の回転数関係図である。
【００８９】図において、ＴM1は出力軸１３（図１）に
発生させられた第１モータトルク、ＴOUT は出力軸１６
に発生させられた出力軸トルク、ＴE+M2は出力軸１４に
発生させられたエンジントルクＴE 及び第２モータトル
クＴM2の和で表される合成トルクである。また、ＮM1は
第１モータ回転数、ＮOUT は出力軸回転数、ＮE はエン
ジン回転数である。
【００９０】この場合、最大トルク要素に出力軸１６が
接続される。
【００９１】これに対して、最大トルク要素に第２モー
タＭ２の出力軸１４を接続することもできる。
【００９２】次に、本発明の第１０の実施の形態につい
て説明する。
【００９３】図２０は本発明の第１０の実施の形態にお
けるハイブリッド型車両の概念図、図２１は本発明の第
１０の実施の形態におけるハイブリッド型車両のトルク
関係図、図２２は本発明の第１０の実施の形態における
ハイブリッド型車両の第１の回転数関係図、図２３は本
発明の第１０の実施の形態におけるハイブリッド型車両
の第２の回転数関係図、図２４は本発明の第１０の実施
の形態におけるハイブリッド型車両の第３の回転数関係
図である。
【００９４】図２０において、１１はエンジン、１２〜
１４、１６は出力軸、１５はプラネタリギヤユニット、
１７はディファレンシャル装置、１８、１９は駆動軸、
２０、２１は駆動輪、２３は駆動装置ケース、Ｒはリン
グギヤ、Ｐはピニオン、ＣＲはキャリヤ、Ｓはサンギ
ヤ、Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータである。
【００９５】この場合、プラネタリギヤユニット１５の
キャリヤＣＲに出力軸１４が、サンギヤＳに出力軸１３
が、リングギヤＲに出力軸１６が接続される。
【００９６】また、図２１〜２４において、ＴM1は第１
モータトルク、ＴOUT は出力軸トルク、ＴE+M2は合成ト
ルク、ＮM1は第１モータ回転数、ＮOUT は出力軸回転
数、Ｎ E はエンジン回転数である。
【００９７】そして、第１モータ回転数ＮM1、出力軸回
転数ＮOUT 及びエンジン回転数ＮEは、ハイブリッド型
車両が停止状態にある場合は図２２に示されるようにな
り、ハイブリッド型車両が低速で走行させられる場合は
図２３に示されるようになり、ハイブリッド型車両が高
速で走行させられる場合は図２４に示されるようにな
る。
【００９８】どの場合も、エンジン１１（図２０）は常
時同じエンジン回転数ＮE で駆動される。
【００９９】次に、プラネタリギヤユニット１５の最大
トルク要素に第１モータＭ１の出力軸１３を接続した第
１１の実施の形態について説明する。
【０１００】図２５は本発明の第１１の実施の形態にお
けるハイブリッド型車両の概念図、図２６は本発明の第
１１の実施の形態におけるハイブリッド型車両のトルク
関係図、図２７は本発明の第１１の実施の形態における
ハイブリッド型車両の第１の回転数関係図、図２８は本
発明の第１１の実施の形態におけるハイブリッド型車両
の第２の回転数関係図、図２９は本発明の第１１の実施
の形態におけるハイブリッド型車両の第３の回転数関係
図である。
【０１０１】図２５において、１１はエンジン、１２〜
１４、１６は出力軸、１５はプラネタリギヤユニット、
１７はディファレンシャル装置、１８、１９は駆動軸、
２０、２１は駆動輪、２３は駆動装置ケース、Ｒはリン
グギヤ、Ｐはピニオン、ＣＲはキャリヤ、Ｓはサンギ
ヤ、Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータである。
【０１０２】この場合、プラネタリギヤユニット１５の
キャリヤＣＲに出力軸１３が、サンギヤＳに出力軸１４
が、リングギヤＲに出力軸１６が接続される。
【０１０３】また、図２６〜図２９において、ＴM1は第
１モータトルク、ＴOUT は出力軸トルク、ＴE+M2は合成
トルク、ＮM1は第１モータ回転数、ＮOUT は出力軸回転
数、ＮE はエンジン回転数である。
【０１０４】そして、第１モータ回転数ＮM1、出力軸回
転数ＮOUT 、エンジン回転数ＮE は、ハイブリッド型車
両が停止状態にある場合は図２７に示されるようにな
り、ハイブリッド型車両が低速で走行させられる場合は
図２８に示されるようになり、ハイブリッド型車両が高
速で走行させられる場合は図２９に示されるようにな
る。
【０１０５】どの場合も、エンジン１１（図２５）は常
時同じエンジン回転数ＮE で駆動される。また、ハイブ
リッド型車両の前進走行中において、エンジン１１と出
力軸１６とは逆方向に回転する。
【０１０６】次に、各種の係合要素を加えた第１２〜第
１５の実施の形態について説明する。
【０１０７】図３０は本発明の第１２の実施の形態にお
けるハイブリッド型車両の概念図、図３１は本発明の第
１３の実施の形態におけるハイブリッド型車両の概念
図、図３２は本発明の第１４の実施の形態におけるハイ
ブリッド型車両の概念図、図３３は本発明の第１５の実
施の形態におけるハイブリッド型車両の概念図である。
【０１０８】図において、１１はエンジン、１２〜１
４、１６は出力軸、１５はプラネタリギヤユニット、１
７はディファレンシャル装置、１８、１９は駆動軸、２
０、２１は駆動輪、２３は駆動装置ケース、Ｒはリング
ギヤ、Ｐはピニオン、ＣＲはキャリヤ、Ｓはサンギヤ、
Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータである。
【０１０９】図３０においては、第２モータＭ２の出力
軸１４と駆動装置ケース２３との間にワンウェイクラッ
チＦが配設される。この場合、エンジン１１の駆動を停
止させて第１モータＭ１を駆動を駆動することによって
ハイブリッド型車両を走行させることができる。この場
合、プラネタリギヤユニット１５は第１モータＭ１の減
速機として作用する。なお、出力軸１４にワンウェイク
ラッチＦに代えて図示されないブレーキを配設しても、
同様の効果を得ることができる。
【０１１０】また、図３１においては、第２モータＭ２
の出力軸１４にクラッチＣが配設され、出力軸１４上の
クラッチＣのプラネタリギヤユニット１５側と駆動装置
ケース２３との間にワンウェイクラッチＦが配設され
る。この場合、クラッチＣを解放し、第１モータＭ１を
駆動することによってハイブリッド型車両を走行させる
ことができる。また、第２モータＭ２によって発電する
こともできる。
【０１１１】そして、図３２においては、第２モータＭ
２の出力軸１４に第１クラッチＣ１が配設され、出力軸
１４上の第１クラッチＣ１のプラネタリギヤユニット１
５側と駆動装置ケース２３との間にワンウェイクラッチ
Ｆが配設される。また、出力軸１６と第１モータＭ１の
ステータとの間に第２クラッチＣ２が配設される。この
場合、第２クラッチＣ２を係脱することによって変速さ
せることができる。
【０１１２】さらに、図３３においては、エンジン１１
の出力軸１２と第２モータＭ２との間に第１ワンウェイ
クラッチＦ１が配設される。該第１ワンウェイクラッチ
Ｆ１は、エンジン１１が第２モータＭ２より速く回転す
る場合はロックされ、第２モータＭ２がエンジン１１よ
り速く回転する場合はフリー状態になる。また、第１ワ
ンウェイクラッチＦ１に代えて図示されないクラッチを
配設することもできる。この場合、該クラッチを係脱す
ることによって、第２モータＭ２及び第１モータＭ１を
駆動してハイブリッド型車両を走行させることができ
る。また、第１モータＭ１及び第２モータＭ２を小型化
することができる。
【０１１３】なお、前記第１ワンウェイクラッチＦ１又
はクラッチを、図３０から３２までに示されるどの実施
の形態に適用することもできる。
【０１１４】ところで、各実施の形態においては、前記
第２モータＭ２をエンジン１１と直接、又はエンジン１
１に係脱要素を介して連結するようにしているが、前記
第２モータＭ２を駆動系側に配設し、出力軸１６と直
接、又はエンジン１１に係脱要素を介して連結しても、
同様の効果を得ることができる。
【０１１５】次に、本発明の第１６の実施の形態につい
て説明する。
【０１１６】図３４は本発明の第１６の実施の形態にお
けるハイブリッド型車両の概念図、図３５は本発明の第
１６の実施の形態におけるハイブリッド型車両のトルク
関係図である。
【０１１７】図３４において、１１はエンジン、１２、
１３、１６は出力軸、１５はプラネタリギヤユニット、
１７はディファレンシャル装置、１８、１９は駆動軸、
２０、２１は駆動輪、２３は駆動装置ケース、Ｒはリン
グギヤ、Ｐはピニオン、ＣＲはキャリヤ、Ｓはサンギ
ヤ、Ｍ１は第１モータ、Ｍ２は第２モータである。
【０１１８】この場合、第２モータＭ２のロータが出力
軸１６に固定される。
【０１１９】また、図３５において、ＮS はサンギヤＳ
（図３４）の歯数、ＮA はリングギヤＲの歯数、ＴM1は
第１モータトルク、ＴOUT は出力軸トルク、ＴE はエン
ジントルク、ＴM2は第２モータトルクである。前記エン
ジン１１は、常時同じエンジン回転数ＮE で駆動され、
エンジントルクＴE を発生させる。
【０１２０】そして、前記キャリヤＣＲからは、出力軸
トルクＴOUT から第２モータトルクＴM2を減算したトル
クＴOUT −ＴM2が出力される。
【０１２１】この場合、 ＴM1・ＮS ＝ＴE ・ＮA …（４） ＴOUT −ＴM2＝ＴE ・（ＮA ＋ＮS ）／ＮS …（５） となる。
【０１２２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ハイブリッド型車両の制御方法においては、少な
くとも第１、第２、第３の回転要素から成り、第１の回
転要素にエンジンの回転が入力され、第２の回転要素に
第１モータの回転が入力され、出力軸に第３の回転要素
及び第２モータの回転が出力されるギヤユニットを備え
たハイブリッド型車両に適用される。そして、前記エン
ジンを駆動し、かつ、前記第１モータの回転方向を制御
することによって車両を後進させる。
【０１２３】この場合、前記エンジンの回転が第１の回
転要素に入力され、前記第１モータの回転が第２の回転
要素に入力され、第３の回転要素及び第２モータの回転
が出力軸に出力される。
【０１２４】
【０１２５】したがって、エンジンによって発生させら
れた機械エネルギーを電気エネルギーに変換することな
く、そのままトルクとして利用することができるので、
エネルギー伝達効率を高くすることができる。
【０１２６】
【０１２７】
【０１２８】
【０１２９】
【０１３０】
【０１３１】
【０１３２】
【０１３３】
【０１３４】また、ハイブリッド型車両が停止状態から
前進走行状態になる際において、エンジンが駆動されて
いるときに、前記第１モータは発電機として使用可能に
なる。
【０１３５】そして、ハイブリッド型車両が後退させら
れる場合、第１モータが逆方向に回転させられる。ま
た、前記エンジンは、前進時と同じエンジン回転数で駆
動される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の概念図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の第１のトルク関係図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の第１の回転数関係図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の第２の回転数関係図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の第３の回転数関係図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両のエンジン効率マップ図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の第２のトルク関係図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の第４の回転数関係図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッ
ド型車両の概略図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるハイブリ
ッド型車両の概略図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態におけるハイブリ
ッド型車両の概略図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態におけるハイブリ
ッド型車両の概念図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態におけるハイブリ
ッド型車両の概念図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態におけるハイブリ
ッド型車両の概念図である。
【図１５】本発明の第７の実施の形態におけるハイブリ
ッド型車両の概念図である。
【図１６】本発明の第８の実施の形態におけるハイブリ
ッド型車両の概念図である。
【図１７】本発明の第９の実施の形態におけるハイブリ
ッド型車両の概念図である。
【図１８】本発明の第２〜第９の実施の形態におけるハ
イブリッド型車両のトルク関係図である。
【図１９】本発明の第２〜第９の実施の形態におけるハ
イブリッド型車両の回転数関係図である。
【図２０】本発明の第１０の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の概念図である。
【図２１】本発明の第１０の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両のトルク関係図である。
【図２２】本発明の第１０の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の第１の回転数関係図である。
【図２３】本発明の第１０の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の第２の回転数関係図である。
【図２４】本発明の第１０の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の第３の回転数関係図である。
【図２５】本発明の第１１の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の概念図である。
【図２６】本発明の第１１の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両のトルク関係図である。
【図２７】本発明の第１１の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の第１の回転数関係図である。
【図２８】本発明の第１１の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の第２の回転数関係図である。
【図２９】本発明の第１１の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の第３の回転数関係図である。
【図３０】本発明の第１２の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の概念図である。
【図３１】本発明の第１３の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の概念図である。
【図３２】本発明の第１４の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の概念図である。
【図３３】本発明の第１５の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の概念図である。
【図３４】本発明の第１６の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両の概念図である。
【図３５】本発明の第１６の実施の形態におけるハイブ
リッド型車両のトルク関係図である。
【図３６】本発明の実施の形態におけるハイブリッド型
車両のブロック図である。
【符号の説明】
１１ エンジン １２ 出力軸 １５ プラネタリギヤユニット ３３ 第１コントローラ ３４ 第２コントローラ ５５ ベベルギヤユニット ５６ ステップピニオンユニット ＣＲ キャリヤ Ｍ１ 第１モータ Ｍ２ 第２モータ ＮE エンジン回転数 Ｐ ピニオン Ｒ リングギヤ Ｓ サンギヤ Θ アクセル開度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/14 B60K 6/02 F02D 29/02 ZHV

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも第１、第２、第３の回転要素
    から成り、第１の回転要素にエンジンの回転が入力さ
    れ、第２の回転要素に第１モータの回転が入力され、出
    力軸に第３の回転要素及び第２モータの回転が出力され
    るギヤユニットを備えたハイブリッド型車両の制御方法
    において、 前記エンジンを駆動し、かつ、 前記第１モータの回転方
    向を制御することによって車両を後進させることを特徴
    とするハイブリッド型車両の制御方法。
  2. 【請求項２】 前記エンジンは、最大効率点のエンジン
    回転数で駆動される請求項１に記載のハイブリッド型車
    両の制御方法。
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