JPH08266012A

JPH08266012A - 複合原動機

Info

Publication number: JPH08266012A
Application number: JP6792195A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Saito; 孟斎藤; Motoyuki Hayashida; 素行林田
Original assignee: MOTOR JIDOSHA KK
Current assignee: MOTOR JIDOSHA KK
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】燃焼機関と電動機とを組み合わせた複合原動機
の改良を図り、車両用原動機としての適合性を向上させ
ること。【構成】エンジン100 （副原動機）とモータ200 （主原
動機）との間にクラッチ300 を介装すると共に、無段変
速機600 を、モータ200 とクラッチ300 との間に介装す
る。そして、必要に応じてクラッチ300 を接続し、エン
ジン100 の出力とモータ200 の出力とを重畳させる。こ
のクラッチ300 の接続に際し、エンジン100 の回転速度
を、無段変速機600 を介してモータ200 の回転速度に合
致させるようにする。これにより、円滑にエンジン100
の出力とモータ200 の出力とを重畳させることができ、
モータ200 のみの駆動では出力が不足する領域を効果的
に補うことができ、運転性の向上が図れる。また、例え
ばエンジン100 を固定的に運転させることができるの
で、排気，燃費等の面においても最適化を図ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼機関（以下、エン
ジンとも言う）と電動機（以下、モータとも言う）とを
組み合わせた複合原動機（以下、ハイブリッド原動機と
も言う）に関し、詳しくは、エンジンとモータとの間の
回転速度調節のための無段変速装置を備えたハイブリッ
ド原動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、特願平６−１９０８０５
号等において、図１３（Ａ）に示すように、エンジン
（内燃機関、外燃機関等の燃焼機関）１００と電動式モ
ータ２００との間にクラッチ３００を備え、所定運転条
件に対応させて、当該クラッチ３００を断続切換えする
ことで、所望の車両運転特性，燃費特性，排気特性等を
達成できるようにした車両等に搭載される複合原動機を
提案した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本願出願人が
提案した上記ハイブリッド（複合）原動機（以下、ＭＩ
Ｘ；Multi-source Idial power Mixing とも言う。）
を、より有益かつ実用性の高い原動機として位置づける
ためには、更に、以下のような点を改善する必要があっ
た。即ち、ハイブリッド原動機の低速領域の駆動力が、通常のエ
ンジンとトランスミッションのセットに比較して劣って
いる点である。

【０００４】これは、モータ２００は、原理的には全て
の回転速度において一定の出力で運転することが可能で
あり、従って低速では大きなトルク（＝出力／回転速度
×定数の関係にある）を得ることができ、高速では小さ
なトルクとすることができるので、車両用の駆動源とし
ては望ましいトルク特性を有している。従って、電車等
においては、この特性を有効に利用してトランスミッシ
ョン等を介さずに車輪を直接駆動する方式を採用してい
る。

【０００５】しかしながら、現実には、モータの発生で
きるトルクにも限界があり、極低速領域では一定の出力
を維持できないという問題がある。これは、モータの磁
気回路の容量にも限界があり磁気飽和を起こしたり、そ
れを防ぐために電流を制限せざるを得ないためである。
このため、極低速からの比較的急な発進が要求されない
電車と比較して、極低速からの比較的急な発進が要求さ
れる車両等においては、モータ２００のみでは良好な発
進性を得ることができなくなる〔図１３（Ｂ）参照〕。
従って、自動車等においてエンジンのみを動力源とした
場合と同様の発進性を確保するためには、本来低速領域
ではモータ駆動を主とすべきハイブリッド原動機にあっ
ても（ハイブリッド原動機においては、本来的には、低
速域では、電池の蓄電量が不足したとき等に補完的にエ
ンジン１００を駆動させるものである）、図１３（Ｃ）
に示すように、低速領域においてエンジン側の発生トル
クを増大させる必要が生じるので、望ましいエンジン運
転領域に、現実のエンジン運転領域を一致させることが
できなくなり、燃費，排気有害成分（ＮＯｘ，ＣＯ，Ｈ
Ｃ）を悪化させ、かつオットー機関にあってはノッキン
グ特性、ディーゼル機関にあってはパティキュレート
（黒煙，未燃燃料等の排気中の粒子状物質）等を悪化さ
せてしまう結果となるのである。

【０００６】なお、図１３（Ｃ）において、現実のエン
ジン運転領域を、高速域で、望ましいエンジン運転領域
より低トルク側に設定しているのは、運転領域トータル
として、燃費，排気有害成分の排出量等を悪化させない
ようにするためである。しかし、これによりモータ駆動
が増加して放電量が増大するので、モータを用いたハイ
ブリッド原動機にとっては、あまり好ましくないエンジ
ン運転領域の設定となっている。一方で、充放電量のバ
ランスを優先させるべく、高速域において、望ましい運
転領域でエンジンを運転させるとすると、今度は、前述
した低速域での燃費，排気有害成分の排出量等の悪化分
を回復できなくなってしまうことになり、これらは所謂
トレードオフの関係にあると言える。

【０００７】ところで、上記の不具合の解決策の１
つとして、モータ２００の出力軸側にトランスミッショ
ンかトルクコンバータ等を設けることが考えられるが、
かかる方法は、以下の理由から好ましいものとは言えな
い。即ち、これは、トランスミッションやトルクコンバ
ータへの入力トルクをモータから得る場合と、通常のエ
ンジンから得る場合とでは、その入力トルクの特性があ
まりにもかけ離れていることに起因している。例えば、
モータの出力軸にトルクコンバータを設けた場合には、
低速領域でのモータの出力トルクがエンジンの出力トル
クに対してかけ離れて大きいので（回転速度とトルクの
関係上、エンジンと同一回転速度を得ようとした場合に
はトルクが過大となる）、常識的なサイズのトルクコン
バータでは、モータを低速大出力で運転した場合のトル
クを受け入れることができなくなる。つまり、過大なス
リップを誘発し、トルクコンバータが過熱化され、以っ
て加・減速運転の繰り返し等により、トルクコンバータ
に不具合が生じる場合も考えられる。

【０００８】なお、モータの特性に見合ったトルクコン
バータを開発することも考えられるが、これでは膨大な
開発費用と時間、及び装置の大型化、重量増大を招くと
共に、既存のトルクコンバータとの共通化による種々の
メリットを損なうことになり得策ではない。以上を踏ま
え、本願出願人は、モータ本来の特性を有効に利用しつ
つ、モータの出力側にトルクコンバータ等の回転力の調
整機構を備えない電車のように、モータと車輪とを、固
定的な速度調節はあるものの、基本的に直結して駆動す
るようにすることを、本発明の基本的な考えとする。

【０００９】また、ハイブリッド原動機におけるエンジ
ンの究極の運転パターンとしては、極狭いピンポイント
的に設定された運転領域〔図１１（Ｂ）の点ａが相当す
る。例えば、所定の出力が確保でき、かつ熱効率が良
く、排気有害成分、黒煙の排出量が少ない、というよう
な定速・定負荷〕でエンジンを略固定的に運転させるこ
とであり（但し、車両減速中や停止中はアイドル運転等
にするのが燃費・騒音・排気等の面で好ましい。）、不
足する出力分は、モータ２００側或いはトランスミッシ
ョン側で補うようにすることである。これにより、加・
減速走行が頻繁に行なわれる車両等へ搭載した場合であ
っても、エンジン１００をこれに対応させて加・減速運
転させなくて済むことと相俟って、排気有害成分、ノッ
キング、パティキュレート等を大幅に減少させることが
可能となり、また、エンジン１００の運転状態が略一定
であるから種々の対策（熱負荷対策や排気後処理、過給
機のマッチング等）が極めて容易なものとなる。特に、
エンジン１００をディーゼル機関とした場合には、黒煙
の排出の少ない領域で運転維持することができるので、
排気系への触媒装置の設置も容易となる（従来のような
黒煙による目詰まりによる不具合や目詰まりを再生する
必要性も激減できる）。従って、かかる点も、本発明の
基本的な考えの礎にする。

【００１０】本発明は、上記の実情に鑑みなされたもの
で、燃焼機関と電動機との間に無段変速手段を介装させ
るようにして、燃焼機関の出力と電動機の出力との重畳
を容易にし、運転性，燃費，排気特性等を改善し、以っ
て全ての車両用として搭載することができるようにした
複合原動機を提供することを目的とする。更に、当該複
合原動機を、より一層有益かつ実用的なものとすること
も本発明の目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１に記
載の発明にかかる複合原動機では、燃焼機関と、電動機
と、これらの出力回転軸間に介装され両出力回転軸を連
結・遮断切換する連結・遮断切換手段と、前記電動機の
出力回転軸に直結されて動力を取り出す動力取出手段
と、を備え、所定条件下で、前記燃焼機関の出力回転軸
と前記電動機の出力回転軸とを連結・遮断切換して前記
動力取出手段から動力を取り出すようにした複合原動機
において、前記連結・遮断切換手段の電動機側回転軸
と、前記電動機の出力回転軸と、の間に介装され、両回
転軸間の速度比を無段階に調整する第１無段変速手段を
含んで構成するようにした。

【００１２】請求項２に記載の発明にかかる複合原動機
では、燃焼機関と、電動機と、これらの出力回転軸間に
介装され両出力回転軸を連結・遮断切換する第１連結・
遮断切換手段と、前記電動機の出力回転軸に直結されて
動力を取り出す動力取出手段と、を備え、所定条件下
で、前記燃焼機関の出力回転軸と前記電動機の出力回転
軸とを連結・遮断切換して前記動力取出手段から動力を
取り出すようにした複合原動機において、前記第１連結
・遮断切換手段の燃焼機関側回転軸と、前記燃焼機関の
出力回転軸と、の間に介装され、両回転軸間の速度比を
無段階に調整する第２無段変速手段を含んで構成するよ
うにした。

【００１３】請求項３に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記第１連結・遮断切換手段として、燃焼機関の
出力回転軸の回転速度が電動機の出力回転軸の回転速度
以上のときに連結し、それ以外のときに遮断する手段を
用いた場合に、前記第２無段変速手段の入力回転軸と、
前記燃焼機関の出力回転軸と、の間に介装され、両回転
軸を連結・遮断切換する第２連結・遮断切換手段を備え
るようにした。

【００１４】請求項４に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記各無段変速手段が、外周円周面に凹状に対向
して設けられた傾斜面を有する伝導車と、外周円周面に
凹状に対向して設けられた傾斜面を有する被伝導車と、
前記伝導車及び前記被伝導車の各傾斜面間に巻き掛けら
れる動力伝導媒体と、前記伝導車及び前記被伝導車のう
ち何れか一方の対向する傾斜面間隔を変更する第１傾斜
面間隔変更手段と、を含んで構成され、前記動力伝導媒
体の巻き掛け有効径を変更することで無段変速するよう
に構成した。

【００１５】請求項５に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記各無段変速手段が、外周円周面に凹状に対向
して設けられた傾斜面を有する伝導車と、外周円周面に
凹状に対向して設けられた傾斜面を有する被伝導車と、
前記伝導車及び前記被伝導車の各傾斜面間に巻き掛けら
れる動力伝導媒体と、前記伝導車及び前記被伝導車の対
向する傾斜面間隔を変更する第２傾斜面間隔変更手段
と、を含んで構成され、前記動力伝導媒体の巻き掛け有
効径を変更することで無段変速するように構成した。

【００１６】請求項６に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記各無段変速手段が、前記第１傾斜面変更手段
或いは第２傾斜面変更手段を介して、前記傾斜面間隔を
変更することで、前記第１連結・遮断切換手段としての
機能を併せ持つように構成されるようにした。請求項７
に記載の発明にかかる複合原動機では、前記第２無段変
速手段が、前記第１傾斜面変更手段或いは第２傾斜面変
更手段を介して、前記傾斜面間隔を変更することで、前
記第２連結・遮断手段としての機能を併せ持つように構
成されるようにした。

【００１７】請求項８に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃焼機関
の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結されている
場合において、燃焼機関の実際の運転状態を検出し、所
望の運転状態が得られるように、燃焼機関の運転制御及
び前記各無段変速手段の速度比調整制御を行なうフィー
ドバック制御手段を備えるようにした。

【００１８】請求項９に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃焼機関
の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結されている
場合において、燃焼機関の出力の変更要求があった場合
に、燃焼機関の運転制御及び前記各無段変速手段の速度
比調整制御を介して、燃焼機関発生トルクと燃焼機関回
転速度の両者を変更して、燃焼機関の出力を変更するよ
うに構成した。

【００１９】請求項10に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記燃焼機関の出力の変更要求の度合いが、アク
セル開度，車速，蓄電池の放電電流，蓄電池の出力端子
電圧の何れか、或いはこれらの組み合わせに基づいて決
定されるように構成した。請求項11に記載の発明にかか
る複合原動機では、前記第１連結・遮断切換手段を介し
て、燃焼機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連
結されている場合において、燃焼機関の暖機完了後にお
ける所望の運転領域に対して、燃焼機関の暖機完了前に
おける運転領域を、燃焼機関の発生トルクを低トルク側
に設定し燃焼機関の回転速度を高速側に設定するように
構成した。

【００２０】請求項12に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記燃焼機関の暖機完了後における所望の運転領
域の燃焼機関の出力と、燃焼機関の暖機完了前における
運転領域の燃焼機関の出力と、が略一致するように、燃
焼機関の発生トルクと、燃焼機関の回転速度と、が設定
されるように構成した。

【００２１】請求項13に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記燃焼機関の発生トルクと燃焼機関の回転速度
との設定が、燃焼機関の温度状態に応じて変更されるよ
うに構成した。請求項14に記載の発明にかかる複合原動
機では、前記燃焼機関の発生トルクと燃焼機関の回転速
度との設定が、所定の範囲内において行なわれるように
構成した。

【００２２】請求項15に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記所定の範囲が、燃焼機関の温度状態に応じて
変更されるように構成した。請求項16に記載の発明にか
かる複合原動機では、燃焼機関の運転状態を検出する手
段を備え、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃焼
機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結されて
いる場合において、検出された燃焼機関の運転状態に応
じて、前記各無段変速手段が備える伝導体と被伝導体と
に接触して動力を伝達する動力伝達部材の前記接触面圧
を変更するように構成した。

【００２３】請求項17に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記第１無段変速手段或いは前記第２無段変速手
段の入力側回転軸と出力側回転軸とを、所定条件下でギ
ヤを介して連結させる副伝達経路に切換えるようにした
ことを特徴とする請求項１〜請求項16の何れか１つに記
載の複合原動機。

【００２４】

【作用】上記構成を備える請求項１に記載の発明にかか
る複合原動機においては、前記第１無段変速手段によ
り、前記連結・遮断切換手段の電動機側回転軸と、前記
電動機の出力回転軸と、の間の速度比（速度比率、変速
比）を無段階に調整できるようにする。これにより、例
えば、燃焼機関出力軸と電動機出力軸の回転速度が異な
っていても、前記第１連結・遮断手段による連結時にお
けるショックの発生を抑制しつつ、有効に燃焼機関の出
力を電動機の出力に重畳させることができるようにな
る。

【００２５】また、燃焼機関の運転状態を所望の運転状
態に固定して運転させることが可能となるので、究極の
運転パターンである極狭いピンポイント的に設定された
所望の運転状態（例えば、所定の出力が確保でき、かつ
熱効率が良く、排気有害成分、黒煙の排出量が少ない、
というような定速・定負荷運転状態）を達成することが
できるので、加・減速走行が頻繁に行なわれる車両等へ
搭載した場合であっても、燃焼機関をこれに対応させて
加・減速運転させなくて済むことと相俟って、排気有害
成分、ノッキング、パティキュレート等を大幅に減少さ
せることが可能となり、また、燃焼機関の運転状態が略
一定であるから種々の対策（熱負荷対策や排気後処理、
過給機のマッチング等）が極めて容易なものとなる。従
って、燃焼機関として外燃機関の採用等も容易となる一
方、燃焼機関をディーゼル機関とした場合には、黒煙の
排出の少ない領域で運転維持することができるので、排
気系への触媒装置の設置も容易となる（従来のような黒
煙による目詰まりによる不具合や目詰まりを再生する必
要性も激減できる）。なお、前記第１連結・遮断切換手
段により、車両減速中や停止中においては、燃焼機関を
電動機から切り離して、アイドル運転或いは停止し得る
ので、燃費・騒音・排気等のより一層の改善を図れるこ
とになる。

【００２６】請求項２に記載の発明にかかる複合原動機
においては、請求項１に記載の作用と同様の作用を奏す
ることができると共に、前記第１無段変速手段に代え
て、前記第１連結・遮断切換手段の燃焼機関側回転軸
と、前記燃焼機関の出力回転軸と、の間に、第２無段変
速手段を備えるようにして、第１連結・遮断手段を切離
して電動機のみから動力を取り出しているときには電動
機が第２無段変速手段の回転要素を連れ周りさせないよ
うにする。これにより、請求項１に記載の発明のよう
に、前記第１無段変速手段を、前記第１連結・遮断切換
手段の電動機側回転軸と、前記電動機の出力回転軸と、
の間に介装した場合に、第１連結・遮断手段を切離して
電動機のみから動力を取り出しているときでも常に電動
機が第１無段変速手段の回転要素を連れ周りし、消費電
力を増加させると共に、第１無段変速手段等の耐久性を
損なうといった問題を解消することができる。また、複
合原動機の設計自由度を拡げられることにもなる。

【００２７】請求項３に記載の発明にかかる複合原動機
においては、請求項１に記載の作用と同様の作用を奏す
ることができると共に、前記第１連結・遮断切換手段と
して、燃焼機関の出力回転軸の回転速度が電動機の出力
回転軸の回転速度以上のときに連結し、それ以外のとき
に遮断する手段（所謂一方向クラッチ手段）を用いてい
るので、動力伝達経路をスマートにまとめることがで
き、また、例えば、車両前進時（動力伝達方向正転時）
は、前記一方向クラッチ手段を備えたことで、電動機駆
動に燃焼機関の回転力を複雑な回転速度調節を行なわな
くてもスムーズかつ容易に付加させることができるよう
になる（燃焼機関の回転速度が電動機の回転速度に追い
つくと、自然に燃焼機関の出力が電動機の駆動力に重畳
されるようになるからである）。また、後退時（動力伝
達方向逆転時）には第２連結・遮断切換手段を遮断する
ようにして、一方向クラッチ手段のみを備えた場合の後
退時における不具合、即ち燃焼機関に電動機により逆転
負荷が掛かってしまうことを防止することができるよう
になっている。さらに、第２連結・遮断手段が、燃焼機
関の出力軸に連結されるので、回転マスの増大により、
燃焼機関のアイドル回転の安定性も高めることができ、
振動・騒音等の改善にも寄与することができるようにな
る。

【００２８】請求項４に記載の発明にかかる複合原動機
においては、前記各無段変速手段を、前記傾斜面を有す
る伝導車と、前記傾斜面を有する被伝導車と、前記伝導
車及び前記被伝導車の各傾斜面間に巻き掛けられる動力
伝導媒体と、前記伝導車及び前記被伝導車のうち少なく
とも一方の対向する傾斜面間隔を変更する傾斜面間隔変
更手段と、を含んで構成し、前記動力伝導媒体の巻き掛
け有効径を変更することで無段変速するようにしたので
（所謂可動プーリー式の無段変速機を採用したので）、
比較的簡単な構成とすることができると共に、自動車用
等として既に採用されている実績があり、このため信頼
性が比較的高く、また流用可能となることからコスト面
等においても有利なものとできる。

【００２９】請求項５に記載の発明にかかる複合原動機
においては、請求項４に記載の発明にかかる第１傾斜面
間隔変更手段に代えて、前記伝導車及び前記被伝導車の
対向する傾斜面間隔を変更する第２傾斜面間隔変更手段
を採用するので、より一層素早く滑らかな広範囲の速度
調節を行なうことができるようになる。請求項６に記載
の発明にかかる複合原動機においては、請求項１，２に
記載の作用と同様の作用を奏することができると共に、
前記第１無段変速手段，第２無段変速手段に、前記第１
連結・遮断切換手段としての機能も併せ持つように構成
したことで、当該第１連結・遮断切換手段を別個に備え
る必要性を無くすことができるので、コスト，レイアウ
ト，重量、部品点数等において有利なものとなる。

【００３０】請求項７に記載の発明にかかる複合原動機
においては、請求項３に記載の作用と同様の作用を奏す
ることができると共に、前記第２無段変速手段に、前記
第２連結・遮断切換手段としての機能も併せ持つように
構成したことで、当該第２連結・遮断切換手段を別個に
備える必要性を無くすことができるので、コスト，レイ
アウト，重量、部品点数等において有利なものとなる。

【００３１】請求項８に記載の発明にかかる複合原動機
においては、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃
焼機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結され
ている場合において、燃焼機関の実際の運転状態を検出
し、所望の運転状態が得られるように、燃焼機関の運転
制御及び前記各無段変速手段の速度比制御をフィードバ
ック制御により行なうようにする。これにより、燃焼機
関の個体差や環境変化等があっても確実に、所望の運転
状態を達成でき、以って運転性（出力確保），排気有害
成分・黒煙等の排出量の低減、燃費向上等を図ることが
できる。

【００３２】請求項９に記載の発明にかかる複合原動機
においては、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃
焼機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結され
ている場合において、燃焼機関の出力の変更要求があっ
た場合に、燃焼機関の運転制御及び前記各無段変速手段
の速度比調整制御を介して、燃焼機関発生トルクと燃焼
機関回転速度の両者を変更して、燃焼機関の出力を変更
するようにする。これにより、図７に示す燃焼機関回転
速度と燃焼機関発生トルクとの関係において、燃焼機関
の運転領域を右上がりの勾配をもつ特性に制御すること
になるので、通常のピンポイント的な最適領域から僅か
に運転領域を移動させることで、出力（馬力）を比較的
大きく変化させることが可能となる。従って、僅かな運
転領域の移動で、目標の出力を達成させることができる
から、回転速度，トルクの一方を変化させて出力を変化
させる場合（右上がり特性を採用しない場合）に比べ
て、排気性能等に大きな影響を与えることを抑制でき
る。また、僅かな運転領域の移動で目標の馬力を達成さ
せることができるから、多様な要求にも容易に適合させ
ることができ、また排気有害成分，黒煙等の排出量の低
減、燃費向上等についても大きく悪化させずに済むこと
になる。

【００３３】請求項10に記載の発明にかかる複合原動機
においては、燃焼機関の出力の変更要求の度合いを、ア
クセル開度，車速，蓄電池の放電電流，蓄電池の出力端
子電圧の何れかに基づいて決定するようにする。例え
ば、アクセル開度により運転者の加速要求等に応えるよ
うにすることができる。また、車速により、車速が高く
なると電動機のみによる駆動では要求出力を確保できな
くなるという場合に対処することができるようになる。
そして、高速走行時以外にも登坂時等においては、電動
機の消費電流が大きくなるので、蓄電池の充放電電流に
より、出力の変化要求に応えることができるようにな
る。また、過大な放電電流から蓄電池を保護するため
に、放電電流によって燃焼機関の出力を調節して、電動
機側の出力を調整（例えば、複合原動機全体としての出
力が一定となるような制御）することが可能となる。更
に、蓄電池の出力端子電圧を検出して、所定電圧が得ら
れるように燃焼機関（即ち、燃焼機関駆動の発電機）の
出力を制御すると、蓄電池が上がり気味のときは、燃焼
機関の出力を大きく、満充電に近づくと燃焼機関の出力
を押さえるようになるので、蓄電池の寿命を確保するう
えで効果的となる。

【００３４】請求項11に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃焼機関
の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結されている
場合において、燃焼機関の暖機完了後における所望の運
転領域に対して、燃焼機関の暖機完了前における運転領
域を、燃焼機関の発生トルクを低トルク側に設定し燃焼
機関の回転速度を高速側に設定するようにする。これに
より、効果的に暖機を速めることができる。つまり、燃
焼の安定に効果的であり、また、燃焼室壁が低温である
ことに伴う低温燃焼部分（不活性燃焼ゾーン）が減り、
パティキュレート（未燃燃料，黒煙等）や一酸化炭素の
排出量低減効果が大きく、また、フリクションも早期に
低減されるから燃費改善の効果も期待できる。しかも、
高速・低トルクで運転させれば、高トルクで運転した場
合に比較してＮＯｘの発生が抑制されると共に、排気温
度を高めることができるので、触媒等の活性化やサーマ
ルリアクタの促進にも効果的なものとなる。

【００３５】請求項12に記載の発明にかかる複合原動機
では、請求項11に記載の発明に加えて、更に、前記燃焼
機関の暖機完了後における所望の運転領域の燃焼機関
の出力と、燃焼機関の暖機完了前における運転領域の燃
焼機関の出力と、が略一致するように、燃焼機関の発生
トルクと、燃焼機関の回転速度と、が設定されるように
する。これにより、請求項11に記載の作用効果を奏しつ
つ、燃焼機関の出力を一定に維持すること、即ち複合原
動機全体としての出力を変化させることがないので、暖
機運転中であっても、運転者等に対して違和感を与える
ことがない。つまり、従来のように燃焼機関のみを備え
るものでは、暖機運転中は通常時に比べて機関の出力状
態が変化するので、運転者は違和感を感じ易かったが、
これを防止することが可能となる。

【００３６】請求項13に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記燃焼機関の発生トルクと燃焼機関の回転速度
との設定を、燃焼機関の温度状態に応じて変更するよう
にする。これにより、暖機の進行度合いに応じた最適な
制御が行なえることになる。請求項14に記載の発明にか
かる複合原動機では、前記燃焼機関の発生トルクと燃焼
機関の回転速度との設定を、所定の範囲内において行な
うようにしたので、機関保護や排気特性等の面で有利な
ものにでき、更に、請求項15に記載の発明にかかる複合
原動機では、前記所定の範囲を、燃焼機関の温度状態に
応じて変更されるように構成したので、請求項14の作用
効果を、より確実に奏することができるようになる。

【００３７】請求項16に記載の発明にかかる複合原動機
では、燃焼機関の運転状態を検出する手段を備えるよう
にして、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃焼機
関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結されてい
る場合において、検出された燃焼機関の運転状態に応じ
て、前記各無段変速手段が備える伝導体と被伝導体とに
接触して動力を伝達する動力伝達部材の前記接触面圧を
変更するようにする。これにより、伝達効率の向上と、
摩耗低減と、の両立を図ることが可能となる。

【００３８】請求項17に記載の発明にかかる複合原動機
では、前記第１無段変速手段或いは前記第２無段変速手
段の入力側回転軸と出力側回転軸とを、所定条件下でギ
ヤを介して連結させる副伝達経路に切換えるようにす
る。これにより、例えば、燃焼機関をピンポイントのよ
うな狭い領域で運転することを多少妥協してある程度の
範囲を持つ運転領域で運転させるようにする一方、使用
頻度の高い速度比率に目標を合わせて副伝達経路のギア
比を設定しておくようにして、前記副伝達経路による動
力伝達が可能な速度になったときに、前記第１無段変速
手段或いは前記第２無段変速手段の入力側回転軸と出力
側回転軸とをギヤにより連結して、前記第１無段変速手
段或いは前記第２無段変速手段の速度比率はその速度比
率になるように調節するか或いは動力伝達を解除し、前
記第１無段変速手段或いは前記第２無段変速手段の動力
伝達経路からギアを介した副伝達経路に切換えて、前記
第１無段変速手段或いは前記第２無段変速手段への負担
を軽減（摩耗の軽減等）すると共に、伝達効率の向上を
図れるようにする。

【００３９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付の図面に基づ
いて説明する。図１（Ａ）は、本発明の第１の実施例
（請求項１に記載の発明の一実施例に相当する）の概略
の構成を示す。本実施例にかかるハイブリッド原動機４
００の特徴は、図１（Ａ）に示すように、従来のハイブ
リッド原動機（図１３参照）に対して、モータ２００と
クラッチ３００（本発明の第１連結・遮断切換手段に相
当する）との間に、本発明の第１無段変速手段に相当す
る無段変速機６００を介装している点にある。

【００４０】ところで、エンジン１００とモータ２００
との間にクラッチ３００を介装して、エンジン１００と
モータ２００とを断続切換可能に構成することは、エン
ジン１００を必要に応じて間欠的に運転させることで、
排気，燃費性能等を向上させるというＭＩＸ（ハイブリ
ッド原動機）のコンセプトを実現させるためであるが、
本実施例では、更に、モータ２００とクラッチ３００と
の間に無段変速機６００を介装することで、エンジン１
００の運転領域の一層の最適化を図り排気、燃費性能等
をより一層向上させ、なおかつ運転性をも向上させるよ
うにしている。

【００４１】なお、図１（Ａ）では、エンジン１００，
モータ２００を各々１台づつ車両（図示せず）等に搭載
した場合のレイアウトを示したが、これに限らず、複数
のエンジン群と、複数のモータ群を搭載し、これら群の
間に、クラッチ３００を介装するようにすることもでき
る。また、一方を複数にした場合に、他方を単数とする
構成であっても構わない。ここで、図１（Ａ）を、より
詳細に示した図１（Ｂ）に基づいて説明する。

【００４２】ＭＩＸ４００では、エンジン１００を、燃
費悪化や振動悪化等に繋がるアイドリング運転は極力避
ける方針でコンセプトを組み立てている。そこで、エン
ジン１００を始動して車輪５００の駆動に加勢させよう
とするときには、それ以前において車両はモータ２００
のみの駆動力によって走行中であるので、無段変速機６
００の出力回転速度は、連動するモータ２００の回転速
度を検出すれば直ちに決定することができる。

【００４３】一方、本実施例では、エンジン１００の最
適な運転領域も暖機中等を除いて略一定に設定するよう
にしているが、クラッチ３００の接続条件が成立してク
ラッチ３００を接続させているときの無段変速機６００
の速度比率は、無段変速機６００の出力回転速度（モー
タ２００の出力軸回転速度であって、車速によって変化
する）とエンジン１００の前記最適運転領域の回転速度
（略一定）との速度比率によって容易に決定できる。な
お、クラッチ３００は、摩擦式クラッチ、電磁式クラッ
チ、一方向クラッチ等の何れも採用することができる。

【００４４】従って、本実施例では、ＲＯＭ，ＲＡＭ，
Ａ／Ｄ変換器，入出力Ｉ／Ｆ等を備えたマイクロコンピ
ュータ等からなるコントロールユニットが、所定の走行
条件が成立してクラッチ３００を接続すると判断した場
合には、エンジン回転速度と、モータ回転速度と、を検
出し、これに基づき無段変速機６００の速度比率を設定
するようにする。

【００４５】ところで、本実施例で用いた無段変速機６
００は、図１（Ｂ）に示すように、対向する傾斜面を有
する２つのプーリー（入力プーリー６１０，出力プーリ
ー６２０）と、これらに巻き掛けられるベルト６３０に
よって構成されている。当該無段変速機６００における
入出力軸の速度比率の調節は、入力プーリー６１０と出
力プーリー６２０とが各々有する対向する傾斜面の間隔
を、例えば図４で示すようなアクチュエータ６１０Ａを
介して変更させることで（入力プーリー６１０の傾斜面
間隔を油圧等のアクチュエータで駆動し、出力プーリー
６２０の傾斜面間隔をベルト張力を調整させるべく弾性
力や油圧等により従動させるようにすることが可能であ
る。）、ベルト６３０と各プーリーの傾斜面との接触位
置（巻き掛け位置）を変更することで成される。

【００４６】つまり、本実施例では、前記アクチュエー
タを駆動制御して、ベルト６３０の有効回転半径を調節
することで速度比率を調節し、前記決定された速度比率
に適合させるようにする。なお、前記クラッチ３００を
備えずとも、この無段変速機６００のプーリー６１０，
６２０の何れか一方の対向する傾斜面の間隔を大きくし
て、ベルト６３０と傾斜面との接触を断つことによっ
て、この無段変速機６００をクラッチとして機能させる
ことができる（請求項６に記載の発明に相当する）。

【００４７】このように、クラッチ３００，無段変速機
６００を備えるようにしたので、エンジン１００とモー
タ２００とを必要なときにスムーズに接続させることが
でき、なお且つ、接続している間車速（モータ２００の
回転速度）が変化しても、無段変速機６００で回転速度
差を吸収できるのでエンジン１００の運転状態を所望の
負荷・回転速度に維持することができることになる。な
お、このことから、比較的加・減速制御が難しいが熱効
率が良く排気性能面でも優れるスターリング機関等の外
燃機関を、ハイブリッド原動機に用いるエンジンとして
容易に採用することができるようになる。

【００４８】従って、エンジン１００とモータ２００と
を連結して一体の原動機として運転している場合におい
て、図１１（Ｂ）の点ａに示すような極狭い領域での略
定速・定負荷運転が可能となるので、所定の出力が確保
でき、かつ熱効率が良く、排気有害成分、黒煙の排出量
が少ない（或いは排気有害成分や黒煙低減のための対策
がし易い）等というような理想的なエンジン１００の運
転状態を実現させることができる。勿論、モータ２００
のみで駆動する条件下では、クラッチ３００を切離させ
ることで、エンジン１００を運転停止（或いは、アイド
ル運転等）させておくことができる。よって、本実施例
により、ＭＩＸを採用した場合における理想的な低公害
車を実現させることが可能となる。

【００４９】なお、一般に使用される無段変速機のその
利用方法は、変化するエンジンの回転速度やアクセル開
度、車速等に対応して、予め設定されたモードで速度比
を制御するものであるが、本実施例では、前述したよう
に、エンジン１００の回転速度は最適な値に固定され、
車速はモータ２００の回転速度によって決定されている
ので、無段変速機６００の速度比率を両者の速度比率に
合致させるような新規な利用方法となる。

【００５０】ここで、本実施例におけるＭＩＸ４００を
用いた場合の車両性能面での効果を、図１１に基づいて
説明する。図１１（Ｂ）の線ｂは、エンジン１００のみ
を無段変速機６００に連結した場合の無段変速機６００
の出力軸側で測定した回転速度とトルクとの関係を示し
ている。なお、点ａと同じ回転速度でのトルクが、エン
ジン１００の発生トルクに及ばないのは、無段変速機６
００の動力伝達効率が１００％でないためである。この
伝達効率は、歯車による場合より劣るが、トルクコンバ
ータによる場合よりははるかに優れている。

【００５１】図１１（Ｂ）の線ｃは、モータ２００のみ
による発生トルクを示している。そして、図１１（Ｂ）
の線ｄは、モータ２００のみによる発生トルク（線ｃ）
と、無段変速機６００の出力トルク（線ｂ）と、を合計
したものである。ここで注目すべきことは、本実施例の
ように無段変速機６００を備えたことにより、モータ２
００のみの発生トルク（線ｃ）との比較において、高速
領域でのトルクの増大幅は比較的少ないが、低速領域で
のトルクの増大幅を大きくできることである。これによ
り、従来のモータのみの駆動による「のっそり」とした
発進性を大幅に改善することができる。

【００５２】ところで、所謂エンジンによって発電のみ
を行う型式のシリアルハイブリッドと呼ばれる型式の電
気自動車があるが、この型式ではエンジンが車両駆動に
直接参加しないので、熱効率的な問題と最大出力の不足
という問題がある反面、エンジンを極狭い領域で運転さ
せればよいので排気有害成分、黒煙の排出量が少ない
（或いは排気有害成分や黒煙低減のための対策がし易
い）等といった理想的なハイブリッド原動機におけるエ
ンジンの運転状態を実現できるという観点から、究極の
低公害車の候補として見做されているが、本実施例にお
けるＭＩＸ４００によれば、エンジン出力を車両駆動に
参加させて、良好な熱効率と大きな最大出力を確保しつ
つ極狭い最適領域でエンジン１００を運転させることが
できるので、シリアルハイブリッド方式に対して、より
優れた方式であると言える。

【００５３】なお、図１２は、従来において目標として
きたエンジンの運転領域〔図１３（Ｃ）において示した
ものと同様〕と、本実施例において無段変速機を採用し
た場合のエンジンの運転領域と、を比較し、その上に等
排気温度線を表した図である。これにより、例え、仮に
従来目標としてきた運転領域が達成できたとしても、等
排気温度線から、高速領域では過熱し易く、低速領域で
は低温となり過ぎて、触媒装置を十分活用できない場合
も考えられるが、本実施例では、常に良好な排気温度に
維持できるため、かかる面からも本実施例のように運転
領域を略固定した方が有利であることが解る。

【００５４】また、無段変速機６００を採用したこと
で、低速領域でのトルクを稼げるようにしたので、低速
領域において大きなトルクをエンジン１００側で発生さ
せなくて済む。従って、例えば低速領域での排気有害成
分の増大、また特にオットー機関におけるノッキングの
発生や、ディーゼル機関におけるパティキュレート（黒
煙，未燃燃料等の排気中の粒子状物質）等の悪化を確実
に防止できることになるから、例えエンジン１００の運
転状態（回転速度と負荷）を略一定に維持せず、ある程
度運転領域を変化させて用いるようにしても十分効果が
ある。

【００５５】なお、本実施例では、無段変速機６００
を、入力プーリー６１０と出力プーリー６２０とのベル
ト巻き掛け位置の変更により、速度比率を変更する構成
としたが、例えば、所謂トロイダル型式等の既存の他の
無段変速機を用いるようにしても構わない。次に、第２
の実施例（請求項２に記載の発明の一実施例に相当す
る）について説明する。

【００５６】第２の実施例におけるＭＩＸ４００では、
図２（Ａ），図２（Ｂ）に示すように、第１の実施例に
おけるＭＩＸにおけるクラッチ３００の介装位置を、本
発明の第２無段変速手段に相当する無段変速機６００と
モータ２００との間に変更するようにしている。ＭＩＸ
では、蓄電池に電力が残され、要求される出力がモータ
２００のみで賄える限り、モータ２００のみで走行する
ことを目指しているが、かかる点を考慮すると、エンジ
ン１００を停止させておく機会も多くなる。

【００５７】従って、第１の実施例のように、クラッチ
３００がエンジン１００と無段変速機６００との間にあ
ると、モータ２００のみによる駆動中において常にモー
タ２００が無段変速機６００を連れ周りすることにな
り、消費電力を増加させると共に、無段変速機６００等
の耐久性を損なうこととなる。そこで、第２の実施例で
は、クラッチ３００を無段変速機６００とモータ２００
との間に介装するようにする。これにより、エンジン１
００の停止中にクラッチ３００を遮断すると、同時にモ
ータ２００と無段変速機６００との接続も断たれるの
で、上記連れ周りの不具合を解消することができる。な
お、第１の実施例に対してレイアウトを変更できること
は、車両等への搭載レイアウトの選択自由度を拡げられ
ることにもなる。

【００５８】ところで、当該第２の実施例によれば、第
１の実施例のレイアウトに対し、クラッチ３００を遮断
してエンジン１００をアイドル運転させているときに、
エンジン１００が無段変速機６００を連れ周りすること
になるが、既述したようにアイドル運転させる機会は極
力少なくしており、モータ２００により無段変速機６０
０が連れ周りすることに比べれば、その回転速度が低い
ため、抵抗も小さく燃費の大幅な悪化や、また耐久性を
大幅に悪化させることにはならない。

【００５９】ただし、エンジン１００のアイドル回転速
度はやや不安定であるため回転変動が多少なりとも存在
するため、連れ周りされている無段変速機３００の内部
で共振現象が発生し、振動・騒音が大きくなることが考
えられるが、かかる場合には、４気筒や６気筒エンジン
等の多気筒機関を採用するのが好ましい。また、アイド
ル回転速度を高めに設定するようにしてもよい。更に、
共振場所によっては、無段変速機６００の張力調整側の
プーリーを介してベルト６３０の張力を弱めることで、
実効慣性モーメントを変化させたり、逆に張力を増加さ
せてフリクションを増すことで、前記振動・騒音を防止
することができる場合や、潤滑油の油種を変更すること
で防止可能な場合もあるので、かかる方策を講じるよう
にしてもよい。

【００６０】なお、第２の実施例においても、運転性向
上、排気有害成分，黒煙等の排出量の低減、燃費向上等
については、前述した第１の実施例と同様の効果を奏す
ることができるものである。また、前記クラッチ３００
を備えずとも、この無段変速機６００のプーリー６１
０，６２０の何れか一方の対向する傾斜面の間隔を大き
く解放させて、ベルト６３０と傾斜面との接触を略断つ
ことによって、この無段変速機６００をクラッチとして
機能させるようにすることもできる（請求項６に記載の
発明に相当する）。次に、第３の実施例（請求項３に記
載の発明の一実施例に相当する）について説明する。

【００６１】第３の実施例では、図３（Ａ），図３
（Ｂ）に示すように、エンジン１００と無段変速機６０
０との間にクラッチ３００を、そして無段変速機６００
とモータ２００との間に一方向クラッチ７００（ここで
は、本発明の第１連結・遮断切換手段に相当する）を介
装するようにしている。一般に、一方向クラッチは、所
定方向の回転力は伝達するが、逆向きの回転力は伝達し
ないという機能を有するもので、小型で軽量なものでも
伝達容量を大きくできるという特性がある。これらの特
性からすれば、ハイブリッド原動機においてモータとエ
ンジンを連結するためのクラッチとして最適なもの（即
ち、モータ駆動力にエンジン駆動力を付加させたい場合
に、モータの回転速度にエンジン回転速度が追いつかな
いうちは空回り状態となる一方、モータの回転速度にエ
ンジン回転速度が追いつくとエンジンの回転力がモータ
駆動に付加されるようにできるからである）として考え
ることができるが、後退（バック）するときにはモータ
がエンジンを逆転させてしまうことになるという重大な
問題がある。

【００６２】つまり、第２の実施例のように、無段変速
機６００とモータ２００の間にクラッチを介装する場合
には、図３（Ｂ）に示すように、第２の実施例における
クラッチ３００に代えてギアトレーン中（無段変速機６
００の出力軸とモータ出力軸との間）に一方向クラッチ
７００を組み込むようにすれば、パワートランスファを
スマートにまとめることができるので望ましいのである
が、かかる場合に、後退（モータ２００逆転）時にエン
ジン１００に逆転負荷が掛かってしまうという問題があ
り、これを解決しなければならないということである。

【００６３】そこで、第３の実施例では、図３（Ｂ）に
示すように、エンジン１００と無段変速機６００との間
にクラッチ３００’（これが、本発明の第２連結・遮断
切換手段に相当する）を介装し、後退時には、当該クラ
ッチ３００’によりエンジン１００と無段変速機６００
との接続を断つようにする。従って、前進時は、一方向
クラッチ７００を備えたことで、モータ駆動にエンジン
回転力を複雑な回転速度調節を行なわなくてもスムーズ
かつ容易に付加させることができるようになる（エンジ
ン１００回転速度がモータ２００回転速度に追いつく
と、自然にエンジン出力がモータ駆動に付加されるよう
になるので）と共に、クラッチ３００’により後退時に
はエンジン１００に逆転負荷が掛かってしまうことが防
止できることになる。また、かかるクラッチ３００’に
よる回転マスの増大により、エンジン１００のアイドル
回転の安定性も高めることができ、振動・騒音改善にも
寄与することができる。さらに、一方向クラッチ７００
により動力伝達経路の設計自由度を向上させることにも
なる。なお、クラッチ３００’の機能を、前述と同様に
無段変速機６００で機能させるようにすることもできる
（請求項７に記載の発明に相当する）。

【００６４】なお、図３（Ｂ）では、２つのモータ２０
０と２つの一方向クラッチ７００とを備え各車輪の回転
速度を独立に制御可能とする構成としているが、この部
分は、図２（Ｂ）に示したような単一のモータ２００と
単一の一方向クラッチ７００とデファレンシャルギアと
で構成するようにしてもよい。ところで、第３の実施例
においても、運転性向上、排気有害成分，黒煙等の排出
量の低減、燃費向上等については、前述した第１の実施
例と同様の効果を奏することができるものである。つづ
けて、第４の実施例（請求項４，請求項５に記載の発明
の一実施例に相当する）について説明する。

【００６５】第４の実施例は、図４（Ａ），図４（Ｂ）
に示すように、無段変速機６００として、解放状態（圧
着力０）から最大圧着力までプーリー６１０の可動プー
リー６１０Ａをアクチュエータ６１０Ｂにより任意に制
御（例えば、通常の車速やアクセル開度等に基づく変速
制御マップ等に依らないでも制御）できるようにしたも
のの一例である。

【００６６】なお、図４（Ｂ）に示すように、アクチュ
エータ６１０Ｂの図中左右方向への移動量によってスプ
リング６１１の変位量を変化させて可動プーリー６１０
Ａの圧着力を任意に調節できるようにしてある。アクチ
ュエータ６１０Ｂとしては、油圧によって作動するもの
や、ソレノイドのような電磁力によって作動するもので
も、或いはサーボモータやステップモータ等により作動
させるものでもよい。何れにしても、ピトー圧（吸気管
内圧）等のエンジン１００の運転状態に起因する因子に
よって制御するものではなく、エンジン回転速度等に拘
わらず、例えば、エンジンコントロールユニット等から
の任意の信号に基づいて、解放状態（圧着力０）から最
大圧着力まで任意に制御できるようにするものである。

【００６７】なお、一般的な無段変速機は、例えば、入
力プーリー６１０の可動プーリー６１０Ａには所定の速
度比を得るために制御された油圧がかかり、出力プーリ
ー６２０の可動プーリー６２０Ａには略一定のライン圧
がかけられているが、素早く滑らかな広範囲の速度調節
を行なうためには、図４（Ｂ）に示したように、出力プ
ーリー６２０側の可動プーリー６２０Ａも任意に調節可
能な圧着力をかけられるアクチュエータ６２０Ｂを備え
るようにするのが好ましい。

【００６８】上記のようなアクチュエータ６１０Ｂ（或
いは、６２０Ｂ）を備えた結果、無段変速機６００にク
ラッチ機能を付加させることができるので、例えば、車
両後退時に、可動プーリー６１０Ａの圧着力を解放させ
ることで、一方向クラッチ７００を備えていても、モー
タ２００の回転力がエンジン１００へ逆転負荷として伝
達されることを防止できるようになる。即ち、第３の実
施例において後退時のために備えたクラッチ３００’を
省略することができる。なお、第４の実施例における無
段変速機６００を用いれば、第１の実施例，第２の実施
例においても、クラッチ３００を省略することができ
る。

【００６９】なお、第４の実施例においても、運転性向
上、排気有害成分，黒煙等の排出量の低減、燃費向上等
については、前述した第１の実施例と同様の効果を奏す
ることができるものである。次に、第５の実施例（請求
項16に記載の発明の一実施例に相当する）について説明
する。

【００７０】第５の実施例では、図５に示すように、無
段変速機６００の入力プーリー６１０の支軸６１２と、
出力プーリー６２０の支軸６２２と、を中間クラッチ６
６０を介して、所定の速度比で回転力を伝達し得るよう
にする。図５に示したような無段変速機６００の課題と
して、ベルト６３０の耐久性及び伝達効率が比較的低い
こと（対ギア式変速機）があると考えられる。

【００７１】既に自動車等に応用されている可動プーリ
ー式の無段変速機では、走行距離が多くなると金属製等
のベルトまたはチェーンに摩耗が発生し、プーリーの傾
斜面には段付摩耗が発生するようになる。このため、長
期走行後には、変速ショックのような速度比のステップ
的な変化を運転者は感じるようになる。かかる摩耗によ
る現象は、その摩耗度合いが大きくなればなるほど顕著
に現れるようになる。従って、一般車両等は勿論、特
に、駆動トルクが大きく摩耗に不利なことが予想される
大型トラックにあっては、重大な問題となることが予想
される。

【００７２】そこで、第５の実施例では、図５に示した
ような構成とすることで、上記不具合を極力抑制できる
ようにしている。即ち、耐久性の確保と伝達効率の一層
の改善を図るべく、所定の条件下で、ベルト６３０によ
る動力伝達経路とは別に、中間クラッチ６６０を有する
ギアトレーン（図５の斜線で示す副動力伝達経路）を設
け、これにより入力プーリー軸６１１の回転力を出力プ
ーリー軸６２１へ伝達させるようにするものである。な
お、中間クラッチ６６０は、アクチュエータ６６１によ
りクラッチ板６６２とディスク６６３とを断続切換する
ことでクラッチ機能を発揮させるようになっている。

【００７３】つまり、例えば、エンジン１００をピンポ
イントのような狭い領域で運転することを多少妥協して
ある程度の範囲を持つ運転領域で運転させるようにし
て、一方使用頻度の高い速度比率に目標を合わせてギア
比を設定しておくようにして、前記ギアトレーンによる
動力伝達が可能な速度になったときに、中間クラッチ６
６０を接続して、可動プーリー６１０Ａの圧着力はその
速度比率になるように調節するか或いは解放すること
で、無段変速機６００のベルト６３０を介した動力伝達
経路からギアを介した伝達経路に切換え、無段変速機６
００への負担を軽減すると共に、伝達効率の向上を図る
ことができるようになる。

【００７４】なお、図５では、２つのモータと、２つの
一方向クラッチを備えるものを図示したが、かかる部分
は、第４の実施例のような構成としてもよい。ところ
で、第５の実施例は、第１の実施例等に比較して、エン
ジン１００の運転領域を多少拡げる必要があるため若干
排気有害成分，黒煙等の排出量の低減、燃費向上等の効
果が低減するものの、第１の実施例等にはない無段変速
機６００への負担を軽減すると共に伝達効率の向上を図
ることができるという効果を奏することができる。次
に、第６の実施例（請求項８に記載の発明の一実施例に
相当する）について説明する。

【００７５】第６の実施例は、ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ
変換器，入出力Ｉ／Ｆ等を備えたマイクロコンピュータ
等からなるコントロールユニット１５０内のＲＯＭに記
憶しておいたデータを参照し、予め定められたエンジン
回転速度と負荷（トルク）でエンジン１００を運転する
ようにした場合を、具体的に説明した一例である。図６
に示すように、エンジン１００の発生トルクを代表する
パラメータである吸気管内圧力を検出するためのセンサ
１１０や、エンジン１００の回転速度を検出するための
センサ１２０を備え、スロットル弁１３０を駆動するた
めのアクチュエータ１４０や、無段変速機６００の可動
プーリー６１０Ａを駆動するアクチュエータ６１０Ｂ等
を備えるようにする。

【００７６】そして、コントロールユニット１５０で
は、モータ２００のみにより車両を走行させている場合
等のエンジン１００を運転する必要のないときを検出し
て、かかる場合には、ここでは図示しないクラッチ３０
０’（第３の実施例で説明したもの）等を遮断して、エ
ンジン１００を停止するようになっている。一方、エン
ジン１００の運転が要求される加速時等の特定の条件下
（当該条件は、従来同様に、例えばモータ２００の出力
軸回転速度を検出する回転速度センサ２１０等からの検
出値に基づいて検出することができる）では、クラッチ
３００’を接続し（なお、このとき、エンジン１００，
無段変速機６００に対して、予め定めた所定状態〔スロ
ットル弁開度，速度比〕がある程度得られるように所謂
フィードフォワード制御を行なうようにしておいてもよ
い）、コントロールユニット１５０内のＲＯＭに記憶さ
れたデータを参照して、例えば、以下の適正範囲を設定
する。

【００７７】１．最小回転速度と最大回転速度２．吸気管内圧の最小値と吸気管内圧の最大値次に、コントロールユニット１５０では、各センサから
の入力値と、上記設定された適正範囲と、を比較して、
入力値がその範囲内に収まるように、前記スロットル弁
１３０のアクチュエータ１４０と、無段変速機６００の
可動プーリー６１０Ａを駆動するアクチュエータ６１０
Ｂをフィードバック制御する。

【００７８】つまり、エンジン１００の回転速度につい
ては、適正範囲より遅い場合には、無段変速機６００の
速度比を調整して、即ちエンジン側の入力プーリー６１
０の可動プーリー６１０Ａを駆動しプーリの相互間隔を
拡げてベルト６３０の巻き掛け有効半径を小さくし、一
方、適正範囲より速い場合には、無段変速機６００の速
度比を調整して、即ちエンジン側の入力プーリー６１０
の可動プーリー６１０Ａを駆動しプーリの相互間隔を狭
めてベルト６３０の巻き掛け有効半径を大きくするよう
に制御する。なお、出力プーリー６２０は入力プーリー
６１０の動きとは逆方向に、ベルト６３０の張力が略一
定に維持されるように制御される。

【００７９】また、吸気管内圧については、アクチュエ
ータ１４０によるスロットル弁１３０の開度調節により
目標範囲内に制御される。なお、本実施例ではエンジン
発生トルクを表すパラメータとして吸気管内圧で説明し
たが、エアフローメータ等により検出される吸入空気流
量、或いは燃料噴射量等を用いるようにしてもよい。ま
た、スロットル弁１３０の開度調節は、例えばスロット
ル弁を備えないディーゼル機関等にあっては燃料噴射量
を調整することで代用することもできる。

【００８０】このように、第６の実施例では、実際のエ
ンジン回転速度や負荷を検出して、実際のエンジン運転
状態を目標範囲内に収束させることができるようにした
ので、エンジン個体差等があっても確実に排気有害成
分，黒煙等の排出量の低減、燃費向上等を図ることがで
きるようになる。つづけて、第７の実施例（請求項９に
記載の発明の一実施例に相当する）について説明する。

【００８１】第７の実施例は、エンジン１００に要求さ
れる出力が小さいときには、通常使用されるエンジンの
最適な運転領域に対して、エンジン１００の運転領域を
低速かつ低負荷側に、要求出力が大きいときには、前記
最適領域に対してエンジン１００の運転領域を高速かつ
高負荷側に、移動させるようにした場合の一実施例であ
る。装置構成としては、前述してきた各実施例のいずれ
を使用しても構わない。

【００８２】図７に示すように、通常は、領域Ａでエン
ジン１００を運転させるのが、排気性能の対策等のし易
さの観点から好ましいのであるが、蓄電池の容量や、車
両走行速度等の状況によっては、エンジン１００を停止
してもよいという条件は満足しないものの、領域Ｂのよ
うにエンジン１００の出力は小さくて十分であるという
ような場合がある。また、高速走行中や登坂中等は、領
域Ｃのように領域Ａより大きな出力が要求される場合も
ある。

【００８３】このようなエンジン１００の出力の要求度
合いに応じて、第７の実施例では、図７に示したよう
に、エンジン回転速度とエンジン発生トルクとの関係に
おいて、エンジン１００の最適運転領域を右上がりの勾
配をもつ特性に制御するようにするものである。なお、
出力は馬力で代表されるが、馬力は回転速度とトルクの
積に比例するから、このような右上がりの特性によって
エンジン１００を制御することによって、通常の最適領
域Ａから僅かに運転領域を移動させることで、出力（馬
力）を比較的大きく変化させることが可能となる。これ
によって、僅かな運転領域の移動で、目標の馬力を達成
させることができるから、回転速度，トルクの一方を変
化させて出力を変化させる場合（右上がり特性を採用し
ない場合）に比べて、排気性能等に大きな影響を与える
ことが抑制できる。また、僅かな運転領域の移動で目標
の馬力を達成させることができるから、多様な要求にも
容易に適合させることができ、また排気有害成分，黒煙
等の排出量の低減、燃費向上等についても大きく悪化さ
せずに済む。次に、第８の実施例（請求項８〜請求項１
０に記載の発明の一実施例に相当する）について説明す
る。

【００８４】第８の実施例では、アクセル開度と、車速
と、充放電電流と、電圧と、を主たる入力信号として、
所望のエンジン１００の運転領域を求め、そのエンジン
１００の運転領域が達成できるように、無段変速機６０
０の可動プーリー６１０Ａとスロットル弁１３０とを制
御する場合の一実施例である。この点で、第７の実施例
をより具体化したものと言える。

【００８５】図８に示すように、アクセル開度センサ８
１０からのアクセル開度信号と、モータ２００の回転速
度等から車速を検出する車速センサからの車速信号と、
バッテリ９００の充放電電流を検出する充放電電流セン
サ９１０からの充放電電流と、さらにバッテリ９００の
出力端子電圧を検出するセンサ９２０からの電圧信号
と、を主たる入力信号として、コントロールユニット１
５０では、補助的な信号としてエンジン回転速度センサ
１２０からの信号や吸気管内圧力センサ１１０からの信
号を受け、当該信号に基づいて、無段変速機６００の可
動プーリー６１０Ａをアクチュエータ６１０Ｂを介し
て、また、スロットル弁１３０をアクチュエータ１４０
を介して制御するようになっている。

【００８６】なお、モータ２００は所定の速度比率によ
って直接的に車輪を駆動するようにしているため、実質
的に車速はモータ２００の回転速度と等価な信号量とな
るので、モータ２００の回転速度に基づき車速を検出す
ることができる。ここで、第８の実施例でのコントロー
ルユニット１５０が行なう制御について説明する。

【００８７】エンジン１００が運転されているときに大
きくアクセルが踏み込まれるということは、運転者がさ
らに大きな出力を要求していることを意味し、その運転
者の意志に対応するためには、ハイブリッド原動機４０
０の出力を増大させる必要がある。また、自動車を速く
走らせるためには、車速の３乗に比例した駆動馬力を必
要とするので、車速が高くなるとモータ２００のみによ
る駆動では要求出力を確保できなくなると同時に、モー
タ２００の消費電流も大きくなるので、バッテリ９００
の消耗も激しくなるという、２つの意味でエンジン１０
０の出力を大きくすることが望まれる。なお、車速はそ
れ程高くなくても、登坂時等には大きな放電電流が流れ
るため、過大な放電電流からバッテリ９００を保護する
ために、放電電流によってエンジン１００の出力を調節
することも必要となる。

【００８８】そこで、コントロールユニット１５０で
は、各種センサからの信号を受け、当該信号に基づいて
エンジン出力増大制御を行なうべき条件を検出し、その
増大幅が得られるように、無段変速機６００の可動プー
リー６１０Ａをアクチュエータ６１０Ｂを介して、ま
た、スロットル弁１３０をアクチュエータ１４０を介し
てエンジン１００の出力を制御するようになっている。

【００８９】なお、調節幅は小さいもののバッテリ９０
０の出力端子電圧を検出して、所定電圧が得られるよう
にエンジン１００（即ち、エンジン１００により駆動さ
れる発電機）の出力を制御すると、バッテリ９００が上
がり気味のときは、エンジン１００の出力を大きく、満
充電に近づくとエンジン１００の出力を押さえるように
なるので、バッテリ９００の寿命を確保するうえで効果
的である。

【００９０】また、エンジン１００の回転速度と、吸気
管内圧と、はエンジン１００の出力をフィードバック制
御するうえで必要となるものである。ところで、図８に
示したトランスデューサ１６０は、コントロールユニッ
ト１５０からの制御信号を、無段変速機６００用のアク
チュエータ６１０Ｂやスロットル弁１３０の駆動アクチ
ュエータ１４０に伝達する際に、アクチュエータの型式
によっては必要な信号形態や電圧、電流等の要求が異な
ることに対応すべく設けられたもので、コントロールユ
ニット１５０に内蔵される場合や、別のユニットとして
装備される場合がある。例えば、アクチュエータとして
ステップモータを採用した場合には、コントロールユニ
ット１５０から右転または左転の回転ステップ数を与え
られて、その数だけモータを駆動する信号を発生した
り、または、命令の度に１ステップづつの駆動信号を発
生するといった方法があり、対象に応じて適宜変更する
ことが必要である。つづけて、第９の実施例（請求項１
１〜請求項１５に記載の発明の一実施例に相当する）に
ついて説明する。

【００９１】第９の実施例は、エンジン１００の温度状
態に応じて、エンジン１００の出力を制御する一実施例
である。本実施例では、コントロールユニット１５０
は、例えば、図９（Ａ）に示すように冷却水温度等を検
出し、所定温度よりエンジン１００が低温状態のときに
は（エンジン１００が暖機完了前のときには）、図９
（Ｂ），図９（Ｃ），図９（Ｄ）に示すように、通常運
転時に対して、より低トルクで高速領域でエンジン１０
０を運転させるように制御する。

【００９２】このように、暖機完了前において、通常運
転時より低トルクかつ高速領域でエンジン１００を運転
させるようにすることは、暖機を速め、かつ機関損傷を
防止する上で最も有利である。なお、エンジン１００の
暖機が終了した際には、通常の運転領域にエンジン１０
０の運転状態を戻すようにするのがよい。このように制
御することは、エンジン１００の出力（馬力）の増減と
言うよりは、むしろ出力（馬力）一定の変化と言える
（出力〔馬力〕＝トルク×回転速度×定数の関係にある
からである）。

【００９３】なお、エンジン温度が低いときには、機械
的な破壊や耐久性の著しい損耗等の理由から、その許容
回転速度や許容負荷の範囲内で運転することは当然であ
るが、そのような許容範囲内で暖機を速める最適な運転
領域を検討してみると、本実施例のように、エンジン回
転速度はやや高めにして（受熱回数の増大）、発生トル
クはやや低めに設定するのが好ましい（低温時は油圧が
高く、またリリーフバルブも開き易いので、十分な油量
をメインメタル等に供給し難いため、高負荷で運転する
とメタル等が焼き付き易いこと、或いは後述するような
排気特性等の面からである）。

【００９４】このように、暖機を速めることは、燃焼の
安定に効果的であり、また、燃焼室壁が低温であること
に伴う低温燃焼部分（不活性燃焼ゾーン）が減り、パテ
ィキュレート（未燃燃料，黒煙等）や一酸化炭素の排出
量低減効果が大きく、また、フリクションも早期に低減
されるから燃費改善の効果も期待できる。しかも、本実
施例のように、高速・低トルクで運転させれば、高トル
クで運転した場合に比較してＮＯｘの発生が抑制される
と共に、排気温度を高めることができるので、触媒等の
活性化やサーマルリアクタの促進にも効果的なものとな
る。

【００９５】即ち、本実施例のように、暖機完了前にお
いて、高速・低負荷でエンジン１００を運転させること
で暖機を速めるようにすることは、暖機特性，機関保
護，排気，燃費等の全ての面において有利であると言え
る。なお、図９（Ｂ）のエンジン温度が低いときの運転
状態を、エンジン温度の上昇に連れて、徐々に、通常エ
ンジン温度での運転状態に近づけるようにしてもよい。
これにより、極力通常状態での運転領域に近づけておけ
ることができるので、通常運転領域との運転領域差に基
づく排気性能や燃費等の悪化量を最小限に抑制すること
ができる。また、図９（Ｃ），図９（Ｄ）に示したよう
に、エンジン温度に応じて、許容回転速度や許容負荷の
範囲を変更するのが好ましい。温度によって、これらの
許容値は変化するものであり、これに応じて許容回転速
度や許容負荷の範囲を変化させれば、機関保護や排気特
性の改善等をより確実なものとすることができる。次
に、第１０の実施例（請求項１５に記載の発明の一実施
例に相当する）について説明する。

【００９６】第１０の実施例では、プーリー６１０Ａの
圧着力を、条件によって可変に制御するようにする。一
般に、図１０（Ａ）に示すような傾斜面を有するプーリ
ー６１０，６２０によって構成された無段変速機６００
では、ベルト６３０と各プーリーとの間でスリップを起
こさせないようにすることが重要であるが、このスリッ
プは、可動プーリー６１０Ａ，６２０Ａの圧着力を大き
くすれば改善できるが、一方で圧着力を高めると摩耗を
早め寿命を縮めるばかりか、摩耗の増大により（ベルト
とプーリー間の均一接触が妨げられるようになり）却っ
てスリップを誘発し伝達効率を低下させることになる。

【００９７】即ち、ベルト６３０は、スチール製で鎖状
または積層状に形成され、潤滑油中で作動されるのが通
常であるが、スリップが発生すると、急激な温度上昇が
発生し、潤滑油が劣化したりプーリー接触部が段付摩耗
（最悪の事態では焼付）を起こしたりする。これを防止
するために、可動プーリーの圧着力を高めることが要求
されるが、例えば走行負荷の小さな市街地走行等の大き
な伝達トルクを必要とせずスリップが比較的発生し難い
条件下では、それ程圧着力を高める必要がない。

【００９８】つまり、本実施例では、条件に応じて可動
プーリーの圧着力を制御するようにして、スリップ防止
と、摩耗低減と、を両立させるようにするものである。
図１０（Ｃ）に示すように、可動プーリー６１０Ａに及
ぼす圧着力は、スプリング６１１の変位量に略比例する
が〔図１０（Ｂ）参照〕、圧着力が小さい領域〔図１０
〔Ｃ〕における領域ａ〕では、回転力の伝達が不可能と
なると共に急激な発熱現象が認められる。逆に、圧着力
の過大な領域〔図１０〔Ｃ〕における領域ｃ〕では、ベ
ルト６３０とプーリー６１０との食いつき現象等のため
に、フリクションが増大して伝達効率を損なう結果とな
る。なお、領域ｂは、スリップに対していくらかのマー
ジンを持ち、伝達効率を大きく損なわない範囲で十分な
圧着力を確保できるという領域である。

【００９９】そこで、本実施例では、前記領域ｂの範囲
内でプーリー６１０Ａの圧着力を制御するようにする
が、図１０（Ｄ）に示すように、吸気管内圧力やスロッ
トル弁開度等のエンジン１００の発生トルクを代表する
パラメータと、エンジン１００に連動するプーリー６１
０の回転速度と、に基づいて、その圧着力を可変に制御
するようにする。なお、圧着力は、アクチュエータ６１
０Ｂによって任意に制御することができるのである。

【０１００】この結果、本実施例では、条件に応じて可
動プーリーの圧着力（換言すれば、駆動体と被駆動体と
の間の面圧）を制御するようにして、スリップ防止と、
摩耗低減と、を両立させることが可能となる。なお、当
該実施例では、可動プーリー式の無段変速機について説
明したが、トロイダル式の無段変速機でも同様の面圧調
整を行なうことで、本実施例を適用することができる。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明にかかる複合原動機によれば、前記第１無段変速手
段により、前記連結・遮断切換手段の電動機側回転軸
と、前記電動機の出力回転軸と、の間の速度比（速度比
率、変速比）を無段階に調整できるようにしたので、例
えば、燃焼機関出力軸と電動機出力軸の回転速度が異な
っていても、前記第１連結・遮断手段による連結時にお
けるショックの発生を抑制しつつ、有効に燃焼機関の出
力を電動機の出力に重畳させることができる。また、燃
焼機関の運転状態を所望の運転状態に固定して運転させ
ることが可能となるので、究極の運転パターンである極
狭いピンポイント的に設定された所望の運転状態（例え
ば、所定の出力が確保でき、かつ熱効率が良く、排気有
害成分、黒煙の排出量が少ない、というような定速・定
負荷運転状態）を達成することができるので、加・減速
走行が頻繁に行なわれる車両等へ搭載した場合であって
も、燃焼機関をこれに対応させて加・減速運転させなく
て済むことと相俟って、排気有害成分、ノッキング、パ
ティキュレート等を大幅に減少させることが可能とな
り、また、燃焼機関の運転状態が略一定であるから種々
の対策が極めて容易なものとなる。なお、前記第１連結
・遮断切換手段により、車両減速中や停止中において
は、燃焼機関を電動機から切り離して、アイドル運転或
いは停止し得るので、燃費・騒音・排気等のより一層の
改善を図れる。

【０１０２】請求項２に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、請求項１に記載の作用と同様の作用を奏する
ことができると共に、前記第１無段変速手段に代えて、
前記第１連結・遮断切換手段の燃焼機関側回転軸と、前
記燃焼機関の出力回転軸と、の間に、第２無段変速手段
を備えるようにして、第１連結・遮断手段を切離して電
動機のみから動力を取り出しているときには電動機が第
２無段変速手段の回転要素を連れ周りさせないようにし
たので、請求項１に記載の発明のように、常に電動機が
第１無段変速手段の回転要素を連れ周りし消費電力を増
加させると共に第１無段変速手段等の耐久性を損なうと
いった問題を解消することができる。また、複合原動機
の設計自由度を拡げられる。

【０１０３】請求項３に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、請求項１に記載の作用と同様の作用を奏する
ことができると共に、前記第１連結・遮断切換手段とし
て、燃焼機関の出力回転軸の回転速度が電動機の出力回
転軸の回転速度以上のときに連結し、それ以外のときに
遮断する手段を用いているので、動力伝達経路をスマー
トにまとめることができ、また、例えば、車両前進時
（動力伝達方向正転時）は、前記一方向クラッチ手段を
備えたことで、電動機駆動に燃焼機関の回転力を複雑な
回転速度調節を行なわなくてもスムーズかつ容易に重畳
させることができる。また、後退時（動力伝達方向逆転
時）には第２連結・遮断切換手段を遮断するようにし
て、一方向クラッチ手段のみを備えた場合の後退時にお
ける不具合、即ち燃焼機関に電動機により逆転負荷が掛
かってしまうことを防止することができる。さらに、第
２連結・遮断手段が、燃焼機関の出力軸に連結されるの
で、回転マスの増大により、燃焼機関のアイドル回転の
安定性も高めることができ、振動・騒音等の改善にも寄
与することができる。

【０１０４】請求項４に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、前記各無段変速手段として、所謂可動プーリ
ー式の無段変速機を採用するようにしたので、比較的簡
単な構成とすることができると共に、自動車用等として
既に採用されている実績があり、このため信頼性が比較
的高く、また流用可能となることからコスト面等におい
ても有利なものとできる。

【０１０５】請求項５に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、請求項４に記載の発明にかかる第１傾斜面間
隔変更手段に代えて、前記伝導車及び前記被伝導車の対
向する傾斜面間隔を変更する第２傾斜面間隔変更手段を
採用するので、より一層素早く滑らかな広範囲の速度調
節を行なうことができる。請求項６に記載の発明にかか
る複合原動機によれば、請求項１，２に記載の作用と同
様の作用を奏することができると共に、前記第１無段変
速手段，第２無段変速手段に、前記第１連結・遮断切換
手段としての機能も併せ持つように構成したことで、当
該第１連結・遮断切換手段を別個に備える必要性を無く
すことができるので、コスト，レイアウト，重量、部品
点数等において有利なものとできる。

【０１０６】請求項７に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、請求項３に記載の作用と同様の作用を奏する
ことができると共に、前記第２無段変速手段に、前記第
２連結・遮断切換手段としての機能も併せ持つように構
成したことで、当該第２連結・遮断切換手段を別個に備
える必要性を無くすことができるので、コスト，レイア
ウト，重量、部品点数等において有利なものとできる。

【０１０７】請求項８に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃焼
機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結されて
いる場合において、燃焼機関の実際の運転状態を検出
し、所望の運転状態が得られるように、燃焼機関の運転
制御及び前記各無段変速手段の速度比制御をフィードバ
ック制御により行なえるようにしたので、燃焼機関の個
体差や環境変化等があっても確実に、所望の運転状態を
達成でき、以って運転性（出力確保），排気有害成分・
黒煙等の排出量の低減、燃費向上等を図ることができ
る。

【０１０８】請求項９に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃焼
機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結されて
いる場合において、燃焼機関の出力の変更要求があった
場合に、燃焼機関の運転制御及び前記各無段変速手段の
速度比調整制御を介して、燃焼機関発生トルクと燃焼機
関回転速度の両者を変更して、燃焼機関の出力を変更す
るようにしたので、通常のピンポイント的な最適領域か
ら僅かに運転領域を移動させることで、出力（馬力）を
比較的大きく変化させることが可能となり、僅かな運転
領域の移動で、目標の出力を達成させることができるか
ら、回転速度，トルクの一方を変化させて出力を変化さ
せる場合に比べて、排気性能等に大きな影響を与えるこ
とを抑制できる。また、僅かな運転領域の移動で目標の
馬力を達成させることができるから、多様な要求にも容
易に適合させることができ、また排気有害成分，黒煙等
の排出量の低減、燃費等を大きく悪化させないようにす
ることができる。

【０１０９】請求項10に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、燃焼機関の出力の変更要求の度合いを、アク
セル開度，車速，蓄電池の放電電流，蓄電池の出力端子
電圧の何れかに基づいて決定するようにしたので、運転
者の加速要求、高速走行、登坂走行、蓄電池の消耗防止
等に良好に対処することができる。請求項11に記載の発
明にかかる複合原動機によれば、前記第１連結・遮断切
換手段を介して、燃焼機関の出力回転軸と電動機の出力
回転軸とが連結されている場合において、燃焼機関の暖
機完了後における所望の運転領域に対して、燃焼機関の
暖機完了前における運転領域を、燃焼機関の発生トルク
を低トルク側に設定し燃焼機関の回転速度を高速側に設
定するようにしたので、効果的に暖機を速めることがで
きる。

【０１１０】請求項12に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、請求項11に記載の発明に加えて、更に、前記
燃焼機関の暖機完了後における所望の運転領域の燃焼機
関の出力と、燃焼機関の暖機完了前における運転領域の
燃焼機関の出力と、が略一致するように、燃焼機関の発
生トルクと、燃焼機関の回転速度と、が設定されるよう
にしたので、請求項11に記載の作用効果を奏しつつ、燃
焼機関の出力を一定に維持すること、即ち複合原動機全
体としての出力を変化させることがないので、暖機運転
中における運転者等に対する違和感の発生を防止するこ
とができる。つまり、従来のように燃焼機関のみを備え
るものでは、暖機運転中は通常時に比べて機関の出力状
態が変化するので、運転者は違和感を感じ易かったが、
これを防止することができる。

【０１１１】請求項13に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、前記燃焼機関の発生トルクと燃焼機関の回転
速度との設定を、燃焼機関の温度状態に応じて変更する
ようにしたので、暖機の進行度合いに応じた最適な制御
が行なえることになる。請求項14に記載の発明にかかる
複合原動機によれば、前記燃焼機関の発生トルクと燃焼
機関の回転速度との設定を、所定の範囲内において行な
うようにしたので、機関保護や排気特性等の面で有利な
ものにでき、更に、請求項15に記載の発明にかかる複合
原動機によれば、前記所定の範囲を、燃焼機関の温度状
態に応じて変更するようにしたので、請求項14の作用効
果を、より確実に奏することができる。

【０１１２】請求項16に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、燃焼機関の運転状態を検出する手段を備える
ようにして、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃
焼機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結され
ている場合において、検出された燃焼機関の運転状態に
応じて、前記各無段変速手段が備える伝導体と被伝導体
とに接触して動力を伝達する動力伝達部材の前記接触面
圧を変更するようにしたので、前記第１無段変速手段或
いは第２無段変速手段の伝達効率の向上と、摩耗低減
と、の両立を図ることができる。

【０１１３】請求項17に記載の発明にかかる複合原動機
によれば、前記第１無段変速手段或いは前記第２無段変
速手段の入力側回転軸と出力側回転軸とを、所定条件下
でギヤを介して連結させる副伝達経路に切換えるように
したので、前記第１無段変速手段或いは前記第２無段変
速手段への負担を軽減（摩耗の軽減等）すると共に、伝
達効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施例にかかる複合
原動機の概略構成図。（Ｂ）は、同複合原動機の構造を
より詳細に説明する図。

【図２】（Ａ）は、本発明の第２の実施例にかかる複合
原動機の概略構成図。（Ｂ）は、同複合原動機の構造を
より詳細に説明する図。

【図３】（Ａ）は、本発明の第３の実施例にかかる複合
原動機の概略構成図。（Ｂ）は、同複合原動機の構造を
より詳細に説明する図。

【図４】（Ａ）は、本発明の第４の実施例にかかる複合
原動機の概略構成図。（Ｂ）は、同複合原動機の構造を
より詳細に説明する図。

【図５】本発明の第５の実施例にかかる複合原動機の構
成図。

【図６】本発明の第６の実施例にかかる複合原動機の構
成図。

【図７】本発明の第７の実施例にかかる複合原動機にお
ける燃焼機関の出力制御特性を説明する図。

【図８】本発明の第８の実施例にかかる複合原動機の構
成図。

【図９】（Ａ）は、本発明の第９の実施例にかかる複合
原動機の温度検出に係わる部分の概略図。（Ｂ）は、同
実施例にかかる複合原動機における燃焼機関の出力制御
特性を説明する図。（Ｃ）は、同実施例にかかる燃焼機
関温度に対する燃焼機関回転速度の許容範囲を説明する
図。（Ｄ）は、同実施例にかかる燃焼機関温度に対する
燃焼機関発生トルクの許容範囲を説明する図。

【図10】（Ａ）は、本発明の第１０の実施例にかかる複
合原動機の無段変速機に係わる可動プーリー部分の概略
構成図。（Ｂ）は、同実施例にかかる無段変速機の可動
プーリーの圧着力とスプリング２００の変位量との関係
を説明する図。（Ｃ）は、同実施例にかかる無段変速機
の可動プーリーの圧着力と伝達効率との関係を示す図。
（Ｄ）は、無段変速機の可動プーリーの回転速度（燃焼
機関の回転速度）と燃焼機関発生トルクと可動プーリー
の圧着力との関係を説明する図。

【図11】（Ａ）は、燃焼機関と電動機との間に無段変速
機を設け場合の概略構成図。（Ｂ）は、複合原動機の出
力特性と、複合原動機を構成する各動力源の出力特性
と、燃焼機関の最適な運転領域と、を説明する図。

【図12】従来において目標としてきた燃焼機関の運転領
域と、本発明において目標とする燃焼機関の運転領域
と、を比較し、その上に等排気温度線を表した図。

【図13】（Ａ）は、従来の複合原動機の概略構成図。
（Ｂ）は、電動機駆動による問題点を説明する図。
（Ｃ）は、燃焼機関の望ましい運転領域と現実の運転領
域とを比較して説明した図。

【符号の説明】

１００エンジン１１０吸気管内圧センサ１２０エンジン回転センサ１３０スロットル弁１４０スロットル弁アクチュエータ１５０コントロールユニット２００モータ３００クラッチ３００’ クラッチ５００車輪６００無段変速機６１０入力プーリー６１０Ａ可動プーリー６１０Ｂアクチュエータ６１１スプリング６１２入力プーリー軸６２０出力プーリー６２０Ａ可動プーリー６２０Ｂアクチュエータ６２１スプリング６２２出力プーリー軸６３０ベルト６６０中間クラッチ７００一方向クラッチ８００アクセル開度センサ９００バッテリ９１０充放電電流センサ９２０バッテリ出力端子電圧センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｂ 67/06 Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｈ 29/02 ＤＦ０２Ｄ 29/00 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ 29/02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼機関と、電動機と、これらの出力回転
軸間に介装され両出力回転軸を連結・遮断切換する第１
連結・遮断切換手段と、前記電動機の出力回転軸に直結
されて動力を取り出す動力取出手段と、を備え、前記燃
焼機関の出力回転軸と前記電動機の出力回転軸とを連結
・遮断切換して前記動力取出手段から動力を取り出すよ
うにした複合原動機において、前記第１連結・遮断切換手段の電動機側回転軸と、前記
電動機の出力回転軸と、の間に介装され、両回転軸間の
速度比を無段階に調整する第１無段変速手段を含んで構
成したことを特徴とする複合原動機。
【請求項２】燃焼機関と、電動機と、これらの出力回転
軸間に介装され両出力回転軸を連結・遮断切換する第１
連結・遮断切換手段と、前記電動機の出力回転軸に直結
されて動力を取り出す動力取出手段と、を備え、前記燃
焼機関の出力回転軸と前記電動機の出力回転軸とを連結
・遮断切換して前記動力取出手段から動力を取り出すよ
うにした複合原動機において、前記第１連結・遮断切換手段の燃焼機関側回転軸と、前
記燃焼機関の出力回転軸と、の間に介装され、両回転軸
間の速度比を無段階に調整する第２無段変速手段を含ん
で構成したことを特徴とする複合原動機。
【請求項３】前記第１連結・遮断切換手段として、燃焼
機関の出力回転軸の回転速度が電動機の出力回転軸の回
転速度以上のときに連結し、それ以外のときに遮断する
手段を用いた場合に、前記第２無段変速手段の入力回転軸と、前記燃焼機関の
出力回転軸と、の間に介装され、両回転軸を連結・遮断
切換する第２連結・遮断切換手段を備えたことを特徴と
する請求項２に記載の複合原動機。
【請求項４】前記各無段変速手段が、外周円周面に凹状に対向して設けられた傾斜面を有する
伝導車と、外周円周面に凹状に対向して設けられた傾斜面を有する
被伝導車と、前記伝導車及び前記被伝導車の各傾斜面間に巻き掛けら
れる動力伝導媒体と、前記伝導車及び前記被伝導車のうち何れか一方の対向す
る傾斜面間隔を変更する第１傾斜面間隔変更手段と、を含んで構成され、前記動力伝導媒体の巻き掛け有効径
を変更することで無段変速することを特徴とする請求項
１〜請求項３の何れか１つに記載の複合原動機。
【請求項５】前記各無段変速手段が、外周円周面に凹状に対向して設けられた傾斜面を有する
伝導車と、外周円周面に凹状に対向して設けられた傾斜面を有する
被伝導車と、前記伝導車及び前記被伝導車の各傾斜面間に巻き掛けら
れる動力伝導媒体と、前記伝導車及び前記被伝導車の対向する傾斜面間隔を変
更する第２傾斜面変更手段と、を含んで構成され、前記動力伝導媒体の巻き掛け有効径
を変更することで無段変速することを特徴とする請求項
１〜請求項３の何れか１つに記載の複合原動機。
【請求項６】前記各無段変速手段が、前記第１傾斜面変
更手段或いは第２傾斜面変更手段を介して、前記傾斜面
間隔を変更することで、前記第１連結・遮断切換手段と
しての機能を併せ持つように構成されたことを特徴とす
る請求項１〜請求項５に記載の複合原動機。
【請求項７】前記第２無段変速手段が、前記第１傾斜面
変更手段或いは第２傾斜面変更手段を介して、前記傾斜
面間隔を変更することで、前記第２連結・遮断手段とし
ての機能を併せ持つように構成されたことを特徴とする
請求項３に記載の複合原動機。
【請求項８】前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃
焼機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結され
ている場合において、燃焼機関の実際の運転状態を検出し、所望の運転状態が
得られるように、燃焼機関の運転制御及び前記各無段変
速手段の速度比調整制御を行なうフィードバック制御手
段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れ
か１つに記載の複合原動機。
【請求項９】前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃
焼機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結され
ている場合において、燃焼機関の出力の変更要求があった場合に、燃焼機関の
運転制御及び前記各無段変速手段の速度比調整制御を介
して、燃焼機関発生トルクと燃焼機関回転速度の両者を
変更して、燃焼機関の出力を変更することを特徴とする
請求項１〜請求項８の何れか１つに記載の複合原動機。
【請求項10】前記燃焼機関の出力の変更要求の度合い
が、アクセル開度，車速，蓄電池の放電電流，蓄電池の
出力端子電圧の何れか、或いはこれらの組み合わせに基
づいて決定されることを特徴とする請求項９に記載の複
合原動機。
【請求項11】前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃
焼機関の出力回転軸と電動機の出力回転軸とが連結され
ている場合において、燃焼機関の暖機完了後における所望の運転領域に対し
て、燃焼機関の暖機完了前における運転領域を、燃焼機
関の発生トルクを低トルク側に設定し燃焼機関の回転速
度を高速側に設定することを特徴とする請求項１〜請求
項10の何れか１つに記載の複合原動機。
【請求項12】前記燃焼機関の暖機完了後における所望の
運転領域の燃焼機関の出力と、燃焼機関の暖機完了前に
おける運転領域の燃焼機関の出力と、が略一致するよう
に、燃焼機関の発生トルクと、燃焼機関の回転速度と、
が設定されることを特徴とする請求項11に記載の複合原
動機。
【請求項13】前記燃焼機関の発生トルクと燃焼機関の回
転速度との設定が、燃焼機関の温度状態に応じて変更さ
れることを特徴とする請求項11または請求項12に記載の
複合原動機。
【請求項14】前記燃焼機関の発生トルクと燃焼機関の回
転速度との設定が、所定の範囲内において行なわれるこ
とを特徴とする請求項11〜請求項13の何れか１つに記載
の複合原動機。
【請求項15】前記所定の範囲が、燃焼機関の温度状態に
応じて変更されることを特徴とする請求項14に記載の複
合原動機。
【請求項16】燃焼機関の運転状態を検出する手段を備
え、前記第１連結・遮断切換手段を介して、燃焼機関の出力
回転軸と電動機の出力回転軸とが連結されている場合に
おいて、検出された燃焼機関の運転状態に応じて、前記各無段変
速手段が備える伝導体と被伝導体とに接触して動力を伝
達する動力伝達部材の前記接触面圧を変更することを特
徴とする請求項１〜請求項15の何れか１つに記載の複合
原動機。
【請求項17】前記第１無段変速手段或いは前記第２無段
変速手段の入力側回転軸と出力側回転軸とを、所定条件
下でギヤを介して連結させる副伝達経路に切換えるよう
にしたことを特徴とする請求項１〜請求項16の何れか１
つに記載の複合原動機。