JPH09109706A

JPH09109706A - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JPH09109706A
Application number: JP29361995A
Authority: JP
Inventors: Kozo Yamaguchi; 幸蔵山口; Hideki Hisada; 秀樹久田; Giichi Yamauchi; 義一山内
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Priority date: 1995-10-16
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 1997-04-28
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JP3407170B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発電機の容量を増やすことなく、走行条件を限
定することなく、常時エンジンの始動を可能とする。【解決手段】エンジン１１と、発電機１６と、出力軸１
４とをプラネタリギヤユニット１３を介して連結し、出
力軸１４に電気モータ２５のトルクを出力する構成にお
いて、発電機１６がエンジン始動トルクを出力可能な低
速走行時には、発電機１６の回転を制御してエンジン１
１を始動し、高速走行時においては、発電機１６をブレ
ーキ２８によって固定し、出力軸１４の回転によってエ
ンジン１１を回転させて始動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
にかかり、詳しくは、差動歯車装置を介してエンジンと
発電機と駆動出力系とを接続し、エンジンの出力の一部
を発電機へ伝達し、残りを駆動出力系へ伝達し、駆動出
力系に電気モータを連結した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、低公害、低燃費を実現するため
に、エンジンとモータとを併用した駆動装置を有するハ
イブリッド車両が提供されている。この種のハイブリッ
ド車両は各種提供されており、例えば、エンジンを駆動
することによって発生させられた回転を発電機に伝達し
て発電機を駆動し、該発電機によって得られた電力を直
流電流に変換してバッテリに送って充電し、さらに該バ
ッテリの電力を交流電流に交換して電気モータを駆動す
るようにしたシリーズ（直列）式のハイブリッド車両
や、エンジンと電気モータの駆動力を出力軸に伝達して
車両を走行させ、主として電気モータの出力を制御して
増減速を行うパラレル（並列）式のハイブリッド車両な
どがある。

【０００３】前述のパラレル式のハイブリッド車両にお
いては、差動歯車装置を介して、エンジンと発電機と駆
動出力軸とを連結し、駆動出力軸には電気モータを接続
した構造のハイブリッド車両が提案されている。この構
造のハイブリッド車両においては、エンジン・モータ駆
動モードや、モータ駆動モードなどに切り替えることが
でき、さらには、回生電力のバッテリーへの充電や、発
電機をモータとして駆動させることによってエンジンの
始動を行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、上記差動歯車装
置を有するパラレル式のハイブリッド車両においては、
差動歯車装置を介して、エンジン、発電機、電気モータ
が接続されており、それぞれの回転数やトルクが相互に
関連する。その結果、例えばエンジンが停止している状
態で高速走行を行うと、発電機の回転数が高くなるた
め、エンジンの始動に必要な発電機トルクを確保するこ
とが困難となり、エンジンの始動が不可能となる場合が
ある。このため、エンジンを停止した状態で走行するモ
ータ単独走行時には、車速に上限を設けるか、またはエ
ンジンを始動する際には、発電機が必要な発電機トルク
を発生することが可能な回転数となるように、車速を落
とす必要が生ずるといった問題があった。一方、上記問
題は、発電機の容量を大きくすることによって解消する
ことができるが、発電機の大型化と重量の増加を招き、
好ましくない。

【０００５】本発明の目的は、モータによる高速走行時
においても、車速を落とすことなく、エンジンの始動が
可能であるハイブリッド車両を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的は、以下
の本発明によって達成される。

【０００７】（１）エンジンと、回転数制御可能な発
電機と、駆動輪を駆動させる駆動力を伝動する駆動出力
軸と、駆動出力軸に連結された電気モータとを備えたハ
イブリッド車両において、第１の歯車要素が前記エンジ
ンの出力軸に連結され、第２の歯車要素が前記発電機の
ロータに連結され、第３の歯車要素が前記駆動出力軸に
連結された差動歯車装置と、前記発電機の回転数を制御
してエンジンを始動させるエンジン始動手段と、前記発
電機の回転を固定する固定手段と、車両の車速を検出す
る車速検出手段とを有し、前記車速検出手段によって検
出された車速が、低速走行時には、前記エンジン始動手
段によって前記発電機の回転数を制御することにより前
記エンジンを始動し、高速走行時には、前記固定手段に
よって前記発電機の回転を固定することによって、前記
エンジンを始動させることを特徴とするハイブリッド車
両。

【０００８】（２）前記低速走行時とは、前記発電機
が、エンジン始動に必要となる発電機トルクを確保でき
る回転数領域で回転している時であり、高速走行時と
は、前記発電機が前記回転数領域以上の回転数で回転し
ている時である上記（１）に記載のハイブリッド車両

【０００９】（３）前記固定手段は、湿式ブレーキで
ある上記（１）または（２）に記載のハイブリッド車
両。

【００１０】

【作用】エンジンを停止状態とし、電気モータのみで走
行すると、電気モータによって駆動している駆動出力軸
の回転が、差動歯車装置を介して、発電機に入力され
る。車両の速度が増加して高速走行となった時、発電機
に入力される回転数も車速の増加とともに増加し、エン
ジンの始動に必要なトルクを発電機が確保できなくな
る。そこで、発電機がエンジンの始動トルクを出力でき
ない高速走行時では、発電機の回転を固定手段により固
定し、固定手段の受けるトルクの反力によってエンジン
を回転させてエンジンを始動させる。

【００１１】発電機がエンジンの始動トルクを出力でき
る低速走行時では、発電機の回転を制御することによっ
て、エンジンを始動する。このとき、発電機は同時に発
電をすることができ、発電量を増すことができる。

【００１２】また、発電機の回転数制御によってエンジ
ンを始動できる回転数領域内においては、常に発電機の
回転数制御によるエンジン始動を行うことで、発電機の
発電能力を最大限利用することができ、さらに発電量を
増すことが可能となる。

【００１３】さらに、固定手段として湿式ブレーキを用
いれば、ブレーキの係合面を滑らせながら発電機の回転
を固定するため、エンジンや差動歯車装置にかかる負担
を抑制し、部品の寿命の延ばすことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明のハイブリッド車両
の実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は、本発明の実施形態のハイブリッド車両の駆
動装置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を駆動させることに
よって発生する回転を出力するエンジン出力軸１２と、
該エンジン出力軸１２を介して入力された回転に対して
変速を行う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における変速後
の回転が出力される駆動出力軸であるユニット出力軸１
４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、通常走行状態では主として発電機
として作用する発電機１６と、該発電機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、エンジン出力軸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。

【００１５】プラネタリギヤユニット１３は、第２の歯
車要素であるサンギヤＳと、サンギヤＳと噛合するピニ
オンＰと、該ピニオンＰと噛合する第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
１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１６と連結され、
リングギヤＲは、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、エ
ンジン出力軸１２を介してエンジン１１と連結されてい
る。

【００１６】さらに、発電機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はバッテリ１９（図２）に接続
され、該バッテリに電力を供給して充電する。

【００１７】発電機１６には、伝達軸１７の他端側に、
固定手段としてブレーキ２８が接続されており、このブ
レーキ２８を係合状態とすることで、ロータ２１が固定
され、発電機１６の回転およびサンギヤＳの回転が停止
されるようになっている。本実施形態のブレーキ２８
は、湿式ブレーキであり、圧油源から供給される油圧に
よって作動する。圧油源としては、例えば電動の油圧ポ
ンプや、発電機１６の伝達軸１７とエンジン出力軸１２
の内、速い方の回転によって駆動する油圧ポンプなどを
用いることができる。

【００１８】第１軸線と平行な第２軸線上には、電気モ
ータ２５と、電気モータ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。電気モータ
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３
９とを備えている。電気モータ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はバッテリ１９（図２）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、電気モ
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１９に供給して充
電する。

【００１９】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。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３
２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。

【００２０】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３
５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。上記構成
において、駆動出力系は、プラネタリギヤユニット１３
と、発電機１６と、第１カウンタドライブギヤ１５と、
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、カウンタシャフト３１と、デフピニオンギヤ
３３と、デフリングギヤ３５と、ディファレンシャル装
置３６とによって構成されている。

【００２１】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、電気モータ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、電気モータ２５だけを駆動するモータ駆動
モード、並びにエンジン１１及び電気モータ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。また、発電機１６において
発生させられる電力を制御することによって、前記伝達
軸１７の回転数を制御することができる。さらにその結
果、発電機１６によってエンジン１１を始動させること
もできる。また、発電機の回転を停止させる場合には、
ブレーキ２８を係合させて発電機１６のロータ２１を固
定することができる。

【００２２】次に、本発明のハイブリッド車両の制御系
について、図２のブロック図に基づいて詳細に説明す
る。本実施形態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、発電機制御装置４４とを有している。これら
の制御装置４１、４２、４３、４４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・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。

【００２３】さらに、この制御系は、アクセル開度αを
検出するアクセルセンサ４５と、車速Ｖを検出する車速
検出手段である車速センサ４６と、ブレーキ踏み込み量
βを検出するブレーキセンサ４７とを備えている。これ
らのセンサ４５、４６、４７で検出された検出値は車両
制御装置４１へ供給される。

【００２４】車両制御装置４１は、次のような動作を行
う。アクセルセンサ４５からのアクセル開度αと、車速
センサ４６からの車速Ｖに応じたモータトルクＴＭ₁ を
決定して、通常はこれをモータトルク指令値ＴＭ₀とし
てモータ制御装置４３へ供給する。また、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、例えば、ブレーキが踏み込まれて、ブ
レーキセンサ４７からブレーキ踏み込み量βが供給され
ると、エンジン１１を非駆動状態とするエンジンＯＦＦ
信号を供給し、ブレーキが解除されるとエンジン１１を
駆動状態とするエンジンＯＮ信号を供給する。

【００２５】さらに、発電機１６に設けられたブレーキ
２８を動作させる電磁バルブ５４へソレノイドＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号を供給する。電磁バルブ５４は、供給されるＯ
Ｎ／ＯＦＦ信号に基づいて電磁バルブ５４に内蔵されて
いるソレノイドが作動し、例えばＯＮ信号の場合には、
ソレノイドが作動してバルブが開放され、圧油をブレー
キ２８へ供給してブレーキ２８を係合状態とし、ＯＦＦ
信号の場合には、バルブが閉鎖されてブレーキ２８の係
合を解除する。

【００２６】特に、本発明の実施形態においては、車両
制御装置４１は、エンジン停止状態において、車速セン
サ４６を介して車速を検出し、発電機１６がエンジン１
１を始動させるために必要なトルクＴＧＥを発生させる
ことが可能な車速であれば、発電機１６の回転数制御に
よるエンジン１１の始動を行う。また、始動トルクを発
生させることが困難なほど車速が高ければ、上記のよう
なブレーキ２８を係合させてエンジン１１を始動する。
ブレーキ２８の係合によりエンジン１１を始動する場合
には、ブレーキ２８を係合させた時のトルク変動を検出
し、通常走行時のモータトルクＴＭ₁ から変動トルクΔ
ＴＭを補正したモータトルク指令値ＴＭ₀ をモータ制御
装置４３へ供給する。

【００２７】エンジン制御装置４２は、車両制御装置４
１から入力される選択指令信号に基づいて、エンジン１
１を、エンジントルクを出力している駆動状態（ＯＮ状
態）と、エンジントルクを発生させていない非駆動状態
（ＯＦＦ状態）とに切換える。また、エンジン１１に設
けられた回転数センサから入力される実際のエンジン回
転数ＮＥに応じてスロットル開度θを制御することで、
エンジン１１の出力を制御する。

【００２８】モータ制御装置４３は、供給されたモータ
トルク指令値ＴＭ₀ が電気モータ２５から出力されるよ
うに電気モータ２５の電流（トルク）ＩＭを制御する。

【００２９】発電機制御装置４４は、発電機１６の回転
数ＮＧを制御し、車両制御装置４１から入力される制御
目標回転数ＮＧ₀ となるように、電流（トルク）ＩＧを
制御する。この発電機制御装置４４と、車両制御装置４
１とによってエンジン始動手段が構成される。

【００３０】次に、上記構成のハイブリッド車両の動作
について説明する。図３（Ａ）は、本発明の第１実施形
態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実施形態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、図４は、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１
３の通常走行時のトルク線図である。

【００３１】本実施形態においては、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「リングギヤ回転数」という。）をＮＲ
とし、キャリヤＣＲに接続されるエンジン出力軸１２の
回転数（以下「エンジン回転数」という。）をＮＥとし
た時、ＮＲ、ＮＥと、サンギヤＳに接続された発電機の
回転数ＮＧとの関係は、図３（Ｂ）に示されているよう
に、

【００３２】ＮＧ＝３・ＮＥ−２・ＮＲとなる。また、リングギヤＲからユニット出力軸１４に
出力されるトルク（以下「リングギヤトルク」とい
う。）をＴＲとし、エンジン１１のトルク（以下「エン
ジントルク」という。）をＴＥとし、発電機トルクをＴ
Ｇとしたとき、ＴＲ、ＴＥ、ＴＧの関係は、図４に示さ
れているように、

【００３３】ＴＥ：ＴＲ：ＴＧ＝３：２：１となる。そして、ハイブリッド車両の通常走行時におい
ては、リングギヤＲ、キャリヤＣＲおよびサンギヤＳ
は、いずれも正方向に回転させられ、図３（Ｂ）に示さ
れるように、リングギヤ回転数ＮＲ、エンジンの回転数
ＮＥ、発電機回転数ＮＧは、いずれも正の値を採る。

【００３４】そして、エンジントルクＴＥが、キャリヤ
ＣＲに入力され、このエンジントルクＴＥが、図１に示
されている第１カウンタドライブギヤ１５および発電機
１６の反力によって受けられる。その結果、図４に示さ
れているように、リングギヤＲからユニット出力軸１４
にリングギヤトルクＴＲが、サンギヤＳから伝達軸１７
に発電機トルクＴＧが出力される。上記リングギヤトル
クＴＲおよび発電機トルクＴＧは、プラネタリギヤユニ
ット１３の歯数によって決定されるトルク比でエンジン
トルクＴＥを按分することによって得られ、トルク線図
上において、リングギヤトルクＴＲと発電機トルクＴＧ
とを加えたものがエンジントルクＴＥとなる。

【００３５】図５は、エンジン１１が停止している状態
におけるプラネタリギヤユニット１３の速度線図であ
る。この状態から、発電機１６のブレーキ２８を係合す
ると、サンギヤＳの回転は０となり、図６（Ａ）に示さ
れている速度線図のように、エンジン１１が回転させら
れ、エンジンを始動させることができる。また、発電機
１６にトルクを発生させることができれば、図６（Ｂ）
に示されている速度線図のように、発電機１６にて発電
しながら、エンジン１１が回転させられ、エンジン１１
の始動が可能となる。

【００３６】次に、車両制御装置４１の制御動作につい
て、図７に示されているフローチャートに基づいて説明
する。本実施形態では、走行中のエンジン始動におい
て、ブレーキ２８の係合による始動と、発電機１６によ
る始動の選択をする際、車速Ｖの値に基づいて判断す
る。即ち、車速センサ４６より入力される車速Ｖが、予
め設定されている値Ｖ＊よりも大きい場合には、ブレー
キ２８の係合による始動、小さい場合には、発電機１６
による始動を行う。

【００３７】Ｖ＊の値は、次のようにして求められる。
エンジン１１の始動に必要な発電機トルクＴＧ＊（以下
「始動必要トルク」という。）は既知であり、図８に示
されている発電機の回転数・トルク線図より、発電機ト
ルクＴＧの最大値が、始動必要トルクＴＧ＊となる回転
数ＮＧ＊を求める。

【００３８】エンジン１１が停止した状態で、発電機回
転数がＮＧ＊である時の、出力回転数ＮＯＵＴ＊を求め
る。出力回転数ＮＯＵＴ＊（＝ＮＲ）は、プラネタリギ
ヤユニット１３のギヤ比から、ＮＯＵＴ＊＝ＮＧ＊／２
で求められる。そして、ＮＯＵＴ＊よりその時の車速Ｖ
＊が求められる。

【００３９】このような車速Ｖ＊を基にして、次のよう
な制御動作が行われる。選択された走行モードを判断し
（ステップＳ１０１）、エンジン・モータ駆動モードが
選択された場合には、車速Ｖを車速センサ４６より検出
する（ステップＳ１０２）。エンジン・モータ駆動モー
ドの選択は、例えば、運転者が手動により選択する場合
や、制動ブレーキが解除された場合、低速走行から高速
走行に移行する場合などがある。

【００４０】入力された車速Ｖが、上述の車速Ｖ＊以上
であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。車速Ｖ
＊以上でない場合には、エンジン１１が回転させられる
ように、発電機１６にトルクを発生させて回転数を少な
くし、エンジン１１を始動する（ステップＳ１０４）。
具体的には、始動必要トルクＴＧ＊を出力し得る回転数
に値が決定された目標回転数ＮＧ₀ が発電機制御装置４
４へ供給される。この時のプラネタリギヤユニット１３
の速度線図は図６（Ｂ）のようになる。同時に、発電機
１６では、発電も行われ、電力を稼ぐことができる。

【００４１】入力された車速Ｖが、上述の車速Ｖ＊以上
である場合には、車両制御装置４１は、ソレノイドＯＮ
信号を電磁バルブ５４へ発信し、ブレーキ２８を係合状
態とする（ステップＳ１０５）。これにより、図６
（Ａ）に示されているように、発電機１６の回転が固定
されて、エンジン１１が回転させられ、エンジン１１の
始動が可能となる。

【００４２】次に、発電機１６の固定によって生ずるト
ルク変動を補正するサブルーチンを実行し（ステップＳ
１０６）終了する。上記トルク変動を補正するサブルー
チンについて、図９に示されているフローチャートに基
づいて説明する。ブレーキ２８の係合によって、エンジ
ン１１の回転数が変化する際の角加速度αＢＥをエンジ
ン制御装置４２から検出する（ステップＳ２０１）。次
に、エンジン始動時にユニット出力軸１４に発生する減
速トルクＴＢＲを算出する（ステップＳ２０２）。減速
トルクＴＢＲは、プラネタリギヤユニット１３のキャリ
ヤＣＲからユニット出力軸１４へのギヤ比をａ、エンジ
ンブレーキトルクをＴＥＬ、エンジンのイナーシャをＩ
Ｅとすると、次の式によって得られる。

【００４３】ＴＢＲ＝ａ×ＴＥＬ＋ａ×ＩＥ×αＢＥ得られた減速トルクＴＢＲとカウンタギヤ比ｉより、電
気モータ２５の出力部分での変動トルクΔＴＭを算出す
る（ステップＳ２０３）。即ち、変動トルクΔＴＭは、
次の式によって得られる。

【００４４】ΔＴＭ＝ＴＢＲ×ｉ次の式によりモータトルク指令値ＴＭ₀ を補正し、補正
したモータトルク指令値ＴＭ₀ をモータ制御装置４３へ
出力する（ステップＳ２０４）。

【００４５】ＴＭ₀ ＝ＴＭ₁ ＋ΔＴＭエンジン１１の始動動作が終了したか否かを判断し（ス
テップＳ２０５）、終了していない場合には、ステップ
Ｓ２０１からステップＳ２０５までの動作を繰り返す。
始動動作が終了した場合には、このサブルーチンを終了
する。

【００４６】次に、本発明のハイブリッド車両が、増速
して低速域から高速域に移行する際に、エンジン１１を
始動させる制御を行った場合の各部の作動状態につい
て、図１０に示されているタイムチャートに基づいて説
明する。停車状態から、走行を開始すると（図１０中ｔ
₁ ）、車速は０から序々に増加する。低速走行時では、
電気モータ２５のモータトルクのみによって車両は走行
し、車速の増加とともに、ユニット出力１４からプラネ
タリギヤユニット１３を介して伝達されたトルクによっ
て、発電機１６の回転数が増加する。この時、図５に示
されているように、プラネタリギヤユニット１３の速度
線図は、エンジン１１の回転数が０となっている。

【００４７】車速がＶ＊に到達すると（図１０中ｔ
₂ ）、車両制御装置４１は、エンジン・モータ駆動モー
ドのスッチをＯＮし、ブレーキ２８を係合させるために
ソレノイドＯＮ信号を電磁バルブ５４へ供給する。この
動作により、ブレーキ２８が係合動作を開始する。湿式
であるブレーキ２８は、ブレーキの係合面を滑らせなが
ら序々に係合圧が高くなり、完全にブレーキ２８が係合
すると発電機１６の回転は停止する（図１０中ｔ₃ ）。
ブレーキ２８が係合動作を開始してから、完全に係合す
るまでの間（図１０中ｔ₂ 〜ｔ₃ 間）に、発電機１６の
回転数は時間ｔの経過と共に減少する。

【００４８】一方、エンジン回転数ＮＥは、ブレーキ２
８が受けるトルクの反力によって、時間ｔの経過と共に
増加する。この間、ブレーキ２８の係合によって出力ト
ルクが変動するが、モータトルクＴＭ₀ は、変動トルク
ΔＴＭ分補正された値に制御されるため、出力トルクの
落ち込みによるショックは防止される。エンジン１１の
回転開始により、エンジン１１が始動可能となり、ブレ
ーキ２８が完全に係合した時点（図１０中ｔ₃ ）（図６
（Ａ））で、エンジン制御装置４２（ＥＧＥＣＵ）が
作動（ＯＮ状態）し、エンジントルクが出力される。そ
の後は（図１０中ｔ₃ 以降）、エンジン１１からのエン
ジントルクが得られるため、モータトルクはその分小さ
く設定される。

【００４９】本実施形態では、発電機１６に設けられた
ブレーキ２８は、湿式ブレーキであり、ブレーキ２８の
係合面を滑らせながらブレーキ動作を行うため、乾式ブ
レーキと比較して完全に発電機１６が停止させられるま
でに時間があり、出力トルクの急激な変動が抑制され
る。その結果、その間のトルク補正等の制御が容易とな
るため、トルク補正による走行速度の安定化がより確実
に実現できる。また、ブレーキ係合された際の、プラネ
タリギヤユニット１３やエンジン１１の出力軸に加わる
衝撃が、乾式ブレーキの場合に比較して少ないので、エ
ンジン１１やプラネタリギヤユニット１３等の動力伝達
系の部品寿命を延ばすことができる。

【００５０】この発明は、上記実施形態の他、発電機１
６の実回転数ＮＧを検出して、該回転数ＮＧと、始動必
要トルクを出力し得る最大の発電機回転数ＮＧ＊とを比
較して、ＮＧ＊＞ＮＧの場合には、発電機回転数を制御
してエンジン１１を始動し、ＮＧ＊≦ＮＧの場合には、
ブレーキ２８を係合させる制御を行ってもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１に記載
の発明は、発電機の回転を固定することによって、電気
モータによる高速走行時においても、車速を落とすこと
なく、エンジンの始動をすることが可能となり、かつ、
低速走行時には発電機の回転を制御してエンジンを始動
させる構成としたしため、発電をしながらエンジンの始
動が可能となり、効率の向上を図ることができる。

【００５２】また、請求項２に記載の発明は、発電機の
回転制御によってエンジンの始動が可能な最大限の範囲
内で、発電機の回転制御によるエンジンの始動を行うた
め、発電機の発電機能を最大限利用することができ、一
層の効率の向上を図ることができる。また、より容量の
小さい発電機を用いることが可能となり、車両全体の小
型化、軽量化を図ることができる。

【００５３】請求項３に記載の発明は、固定手段として
湿式ブレーキを用いたため、発電機の回転を固定した際
の急激なトルク変動が抑制され、エンジンや差動歯車装
置などの寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のハイブリッド車両を示す
もので、ハイブリッド車両に搭載された駆動装置の概念
図である。

【図２】本発明の一実施形態のハイブリッド車両を示す
もので、ハイブリッド車両に搭載された制御系の概念図
である。

【図３】プラネタリギヤユニットの概念図と速度線図で
ある。

【図４】プラネタリギヤユニットの通常走行時のトルク
線図である。

【図５】プラネタリギヤユニットの速度線図である。

【図６】プラネタリギヤユニットの速度線図である。

【図７】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８】発電機の制御可能な領域を示す回転数−トルク
線図である。

【図９】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１０】車両制御装置の制御動作を示すタイムチャー
トである。

【符号の説明】

１１エンジン１３プラネタリギヤユニット１６発電機２５電気モータ２８ブレーキ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発電機制御装置４６車速センサ５４電磁バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内義一愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エイ・ダブリュ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと、回転数制御可能な発電機と、駆動輪を駆動させる駆動力を伝動する駆動出力軸と、駆動出力軸に連結された電気モータと、第１の歯車要素が前記エンジンの出力軸に連結され、第
２の歯車要素が前記発電機のロータに連結され、第３の
歯車要素が前記駆動出力軸に連結された差動歯車装置
と、前記発電機の回転数を制御してエンジンを始動させるエ
ンジン始動手段と、前記発電機の回転を固定する固定手段と、車両の車速を検出する車速検出手段とを有し、前記車速検出手段によって検出された車速が、低速走行
時には、前記エンジン始動手段によって前記発電機の回
転数を制御することにより前記エンジンを始動し、高速
走行時には、前記固定手段によって前記発電機の回転を
固定することによって、前記エンジンを始動させること
を特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】前記低速走行時とは、前記発電機が、エ
ンジン始動に必要となる発電機トルクを確保できる回転
数領域で回転している時であり、高速走行時とは、前記
発電機が前記回転数領域以上の回転数で回転している時
である請求項１に記載のハイブリッド車両
【請求項３】前記固定手段は、湿式ブレーキである請
求項１または２に記載のハイブリッド車両。