JPH09175199A - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents
ハイブリッド駆動装置Info
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- JPH09175199A JPH09175199A JP33484695A JP33484695A JPH09175199A JP H09175199 A JPH09175199 A JP H09175199A JP 33484695 A JP33484695 A JP 33484695A JP 33484695 A JP33484695 A JP 33484695A JP H09175199 A JPH09175199 A JP H09175199A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor generator
- motor
- output
- engine
- generator
- Prior art date
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
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- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータジェネレータの使用回転数領域が狭く
なるようにしてモータ効率を向上させる。 【解決手段】 遊星歯車装置１６のサンギヤ１６ｓをエ
ンジン１２および第１モータジェネレータ１４のステー
タ部材１４ｓに連結し、キャリア１６ｃを第１モータジ
ェネレータ１４のロータ部材１４ｒに連結し、リングギ
ヤ１６ｒを、第２モータジェネレータ１８のロータ１８
ｒに一体的に設けられた出力軸２４に連結することによ
り、第１モータジェネレータ１４を低回転領域で使用す
るだけで所定の出力回転数が得られるようにした。
なるようにしてモータ効率を向上させる。 【解決手段】 遊星歯車装置１６のサンギヤ１６ｓをエ
ンジン１２および第１モータジェネレータ１４のステー
タ部材１４ｓに連結し、キャリア１６ｃを第１モータジ
ェネレータ１４のロータ部材１４ｒに連結し、リングギ
ヤ１６ｒを、第２モータジェネレータ１８のロータ１８
ｒに一体的に設けられた出力軸２４に連結することによ
り、第１モータジェネレータ１４を低回転領域で使用す
るだけで所定の出力回転数が得られるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッド駆動装
置に係り、特に、モータジェネレータの使用回転数領域
が比較的狭いハイブリッド駆動装置に関するものであ
る。
置に係り、特に、モータジェネレータの使用回転数領域
が比較的狭いハイブリッド駆動装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車などの車両の駆動装置として、
(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、(b) モー
タジェネレータと、(c) 前記エンジンに連結される第１
回転要素、前記モータジェネレータに連結される第２回
転要素、および出力部材に連結される第３回転要素を有
し、それ等の間で機械的に力を合成分配してその出力部
材に出力する合成分配機構とを有するハイブリッド駆動
装置が、排出ガスや燃料消費量の低減などを目的として
提案されている。特開昭５０−２０４１０号公報に記載
されている装置はその一例で、合成分配機構として遊星
歯車装置が用いられているとともに、モータジェネレー
タは専ら電動モータとして作動させられ、エンジン出力
およびモータ出力を合成してリングギヤ等から出力する
ようになっている。
(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、(b) モー
タジェネレータと、(c) 前記エンジンに連結される第１
回転要素、前記モータジェネレータに連結される第２回
転要素、および出力部材に連結される第３回転要素を有
し、それ等の間で機械的に力を合成分配してその出力部
材に出力する合成分配機構とを有するハイブリッド駆動
装置が、排出ガスや燃料消費量の低減などを目的として
提案されている。特開昭５０−２０４１０号公報に記載
されている装置はその一例で、合成分配機構として遊星
歯車装置が用いられているとともに、モータジェネレー
タは専ら電動モータとして作動させられ、エンジン出力
およびモータ出力を合成してリングギヤ等から出力する
ようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のハイブリッド駆動装置は、エンジンおよびモータ
ジェネレータにより遊星歯車装置の２つの回転要素をそ
れぞれ独立に回転駆動するようになっているため、モー
タジェネレータが比較的広い回転数領域で使用されるこ
とになり、エネルギー変換効率を含むモータ効率が必ず
しも良くなかった。すなわち、走行速度の要求から定ま
るホイール回転数を基準に考えると、エンジンとモータ
ジェネレータとの併用走行時には、例えばエンジンの燃
費（または排出ガス）の良い回転数に対してモータジェ
ネレータの回転数Ｎm が遊星歯車装置のギヤ比によって
一義的に決まるため、ホイール回転数に応じてモータ回
転数Ｎm を広い回転数領域で変化させる必要があったの
である。また、高回転領域で使用するモータジェネレー
タとしては径寸法が小さくて細長い方がモータ効率が良
いが、低回転ではモータ効率が著しく低下するとともに
十分なトルクが得られ難く、逆に低回転領域で使用する
モータジェネレータとしては長さが短くて径寸法が大き
い方がモータ効率が良いが、高回転でモータ効率が著し
く低下してしまうのであり、広い回転数領域の全域で高
いモータ効率を得ることはできない。
従来のハイブリッド駆動装置は、エンジンおよびモータ
ジェネレータにより遊星歯車装置の２つの回転要素をそ
れぞれ独立に回転駆動するようになっているため、モー
タジェネレータが比較的広い回転数領域で使用されるこ
とになり、エネルギー変換効率を含むモータ効率が必ず
しも良くなかった。すなわち、走行速度の要求から定ま
るホイール回転数を基準に考えると、エンジンとモータ
ジェネレータとの併用走行時には、例えばエンジンの燃
費（または排出ガス）の良い回転数に対してモータジェ
ネレータの回転数Ｎm が遊星歯車装置のギヤ比によって
一義的に決まるため、ホイール回転数に応じてモータ回
転数Ｎm を広い回転数領域で変化させる必要があったの
である。また、高回転領域で使用するモータジェネレー
タとしては径寸法が小さくて細長い方がモータ効率が良
いが、低回転ではモータ効率が著しく低下するとともに
十分なトルクが得られ難く、逆に低回転領域で使用する
モータジェネレータとしては長さが短くて径寸法が大き
い方がモータ効率が良いが、高回転でモータ効率が著し
く低下してしまうのであり、広い回転数領域の全域で高
いモータ効率を得ることはできない。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、モータジェネレータ
の使用回転数領域が狭くなるようにしてモータ効率を向
上させることにある。
もので、その目的とするところは、モータジェネレータ
の使用回転数領域が狭くなるようにしてモータ効率を向
上させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエン
ジンと、(b) モータジェネレータと、(c) 前記エンジン
に連結される第１回転要素、前記モータジェネレータに
連結される第２回転要素、および出力部材に連結される
第３回転要素を有し、それ等の間で機械的に力を合成分
配してその出力部材に出力する合成分配機構とを有する
ハイブリッド駆動装置において、(d) 前記モータジェネ
レータは、相対回転させられる一対のステータ部材およ
びロータ部材を有するもので、その一方が前記第２回転
要素に連結され、他方が前記第１回転要素に連結されて
いることを特徴とする。
めに、本発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエン
ジンと、(b) モータジェネレータと、(c) 前記エンジン
に連結される第１回転要素、前記モータジェネレータに
連結される第２回転要素、および出力部材に連結される
第３回転要素を有し、それ等の間で機械的に力を合成分
配してその出力部材に出力する合成分配機構とを有する
ハイブリッド駆動装置において、(d) 前記モータジェネ
レータは、相対回転させられる一対のステータ部材およ
びロータ部材を有するもので、その一方が前記第２回転
要素に連結され、他方が前記第１回転要素に連結されて
いることを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】このようにすれば、モータジェネレータ
自体がエンジンによって回転駆動され、そのエンジンに
対する相対回転数、すなわちステータ部材とロータ部材
との相対回転数（モータ回転数）によって出力部材の回
転数（出力回転数）が定まるため、従来のようにモータ
ジェネレータを独立に回転駆動する場合に比較して使用
回転数領域が低回転のみで良くなり、低回転に適した大
径のモータジェネレータを使用することにより高いモー
タ効率（ジェネレータとしての効率を含む）が得られる
ようになる。また、使用回転数領域が狭いため安価でコ
ンパクトなモータジェネレータを利用できるとともに、
出力部材をエンジン回転数付近で回転させればモータ回
転数が略零となるため、モータ内の磁界が効率よく形成
されてモータ効率が更に高くなる。
自体がエンジンによって回転駆動され、そのエンジンに
対する相対回転数、すなわちステータ部材とロータ部材
との相対回転数（モータ回転数）によって出力部材の回
転数（出力回転数）が定まるため、従来のようにモータ
ジェネレータを独立に回転駆動する場合に比較して使用
回転数領域が低回転のみで良くなり、低回転に適した大
径のモータジェネレータを使用することにより高いモー
タ効率（ジェネレータとしての効率を含む）が得られる
ようになる。また、使用回転数領域が狭いため安価でコ
ンパクトなモータジェネレータを利用できるとともに、
出力部材をエンジン回転数付近で回転させればモータ回
転数が略零となるため、モータ内の磁界が効率よく形成
されてモータ効率が更に高くなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】ここで、前記モータジェネレータ
および合成分配機構はエンジン回転数を無段変速して出
力部材に出力するもので、無段変速機やトルクコンバー
タと同様の作用を有する。モータジェネレータは電動モ
ータとしてもジェネレータとしても機能するもので、そ
の両方の機能を使い分けて出力回転数を制御することが
望ましいが、出力回転数領域によっては何れか一方の機
能を使用するだけで制御することも可能である。合成分
配機構は、遊星歯車装置や傘歯車式の差動装置など、作
動的に連結されて相対回転させられる３つの回転要素を
有して、機械的に力の合成，分配を行うことができるも
のであり、例えばエンジン出力およびモータジェネレー
タ出力を合成して出力部材に出力したり、エンジン出力
をモータジェネレータおよび出力部材に分配して充電走
行を行ったりすることが可能であるが、必ずしも合成お
よび分配の両方の態様で使用されることを前提とするも
のではない。
および合成分配機構はエンジン回転数を無段変速して出
力部材に出力するもので、無段変速機やトルクコンバー
タと同様の作用を有する。モータジェネレータは電動モ
ータとしてもジェネレータとしても機能するもので、そ
の両方の機能を使い分けて出力回転数を制御することが
望ましいが、出力回転数領域によっては何れか一方の機
能を使用するだけで制御することも可能である。合成分
配機構は、遊星歯車装置や傘歯車式の差動装置など、作
動的に連結されて相対回転させられる３つの回転要素を
有して、機械的に力の合成，分配を行うことができるも
のであり、例えばエンジン出力およびモータジェネレー
タ出力を合成して出力部材に出力したり、エンジン出力
をモータジェネレータおよび出力部材に分配して充電走
行を行ったりすることが可能であるが、必ずしも合成お
よび分配の両方の態様で使用されることを前提とするも
のではない。
【０００８】上記合成分配機構を遊星歯車装置で構成す
る場合、単一の遊星歯車装置を用いるだけでも良いが、
複数の遊星歯車装置を組み合わせて使用することも可能
で、その場合には複数の回転要素間にクラッチを設けた
り、所定の回転要素とハウジングとの間にブレーキを配
設したりして、それ等の係合，開放制御を行うことによ
り、回転数を機械的に変速したり逆回転させたりするこ
ともできる。エンジンと合成分配機構との間、モータジ
ェネレータと合成分配機構との間には、必要に応じて動
力伝達を接続，遮断するクラッチや、減速または増速す
る変速機などが設けられても良い。モータジェネレータ
のステータ部材とロータ部材とを相対回転不能に連結す
るクラッチを設けることもできるし、出力部材より先の
動力伝達部分に変速機や回転方向変換機構などを設ける
ことも可能である。合成分配機構を機械的に一体回転さ
せるために、前記第１回転要素、第２回転要素、および
第３回転要素のうちの任意の２つを連結，遮断するクラ
ッチを設けたり、一部の回転要素を回転不能にハウジン
グ等に固定するブレーキを設けたりすることも可能であ
る。
る場合、単一の遊星歯車装置を用いるだけでも良いが、
複数の遊星歯車装置を組み合わせて使用することも可能
で、その場合には複数の回転要素間にクラッチを設けた
り、所定の回転要素とハウジングとの間にブレーキを配
設したりして、それ等の係合，開放制御を行うことによ
り、回転数を機械的に変速したり逆回転させたりするこ
ともできる。エンジンと合成分配機構との間、モータジ
ェネレータと合成分配機構との間には、必要に応じて動
力伝達を接続，遮断するクラッチや、減速または増速す
る変速機などが設けられても良い。モータジェネレータ
のステータ部材とロータ部材とを相対回転不能に連結す
るクラッチを設けることもできるし、出力部材より先の
動力伝達部分に変速機や回転方向変換機構などを設ける
ことも可能である。合成分配機構を機械的に一体回転さ
せるために、前記第１回転要素、第２回転要素、および
第３回転要素のうちの任意の２つを連結，遮断するクラ
ッチを設けたり、一部の回転要素を回転不能にハウジン
グ等に固定するブレーキを設けたりすることも可能であ
る。
【０００９】前記出力部材またはそれより先の動力伝達
部材に第２のモータジェネレータを連結するとともに、
前記モータジェネレータと第２のモータジェネレータと
をレギュレータを介して電気的に接続し、一方のモータ
ジェネレータがジェネレータとして機能して回収した電
気エネルギーを他方のモータジェネレータへ供給し、電
動モータとして機能させてトルク増幅や回転数アップを
行うことにより、システム全体の効率を更に向上させる
こともできる。
部材に第２のモータジェネレータを連結するとともに、
前記モータジェネレータと第２のモータジェネレータと
をレギュレータを介して電気的に接続し、一方のモータ
ジェネレータがジェネレータとして機能して回収した電
気エネルギーを他方のモータジェネレータへ供給し、電
動モータとして機能させてトルク増幅や回転数アップを
行うことにより、システム全体の効率を更に向上させる
こともできる。
【００１０】また、本発明のハイブリッド駆動装置は車
両用として好適に用いられるが、車両以外の駆動装置に
利用することも可能である。車両用として用いる場合、
前記出力部材に伝達された出力を差動装置などにより駆
動輪に分配するようにしても良いが、エンジン出力を各
駆動輪側へ分配するとともに、各駆動輪にモータジェネ
レータおよび合成分配機構を配設するようにしても良
い。前記第２のモータジェネレータを有する場合には、
その第２のモータジェネレータのみを駆動輪毎に配設す
るようにしても良い。
両用として好適に用いられるが、車両以外の駆動装置に
利用することも可能である。車両用として用いる場合、
前記出力部材に伝達された出力を差動装置などにより駆
動輪に分配するようにしても良いが、エンジン出力を各
駆動輪側へ分配するとともに、各駆動輪にモータジェネ
レータおよび合成分配機構を配設するようにしても良
い。前記第２のモータジェネレータを有する場合には、
その第２のモータジェネレータのみを駆動輪毎に配設す
るようにしても良い。
【００１１】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例である車両用
のハイブリッド駆動装置１０の骨子図で、燃料の燃焼に
よって作動する内燃機関などのエンジン１２と、第１モ
ータジェネレータ１４と、シングルピニオン型の遊星歯
車装置１６と、第２モータジェネレータ１８とを同一軸
線上に備えている。遊星歯車装置１６のサンギヤ１６ｓ
は、第１モータジェネレータ１４の軸心を相対回転可能
に挿通させられた入力軸２０を介してエンジン１２のク
ランクシャフトに連結されているとともに、その入力軸
２０に一体的に設けられた連結部材２２を介して第１モ
ータジェネレータ１４のステータ部材１４ｓに連結され
ている。また、遊星歯車装置１６のリングギヤ１６ｒ
は、第２モータジェネレータ１８のロータ１８ｒに一体
的に設けられた出力軸２４に連結されているとともに、
リングギヤ１６ｒおよびサンギヤ１６ｓの両方と噛み合
う複数のプラネタリギヤ１６ｐを回転可能に支持してい
るキャリア１６ｃは、第１モータジェネレータ１４のロ
ータ部材１４ｒに連結されている。上記第１モータジェ
ネレータ１４は請求項１に記載のモータジェネレータに
相当し、遊星歯車装置１６は合成分配機構に相当し、サ
ンギヤ１６ｓは第１回転要素、キャリア１６ｃは第２回
転要素、リングギヤ１６ｒは第３回転要素に相当する。
また、出力軸２４は出力部材に相当する。
細に説明する。図１は、本発明の一実施例である車両用
のハイブリッド駆動装置１０の骨子図で、燃料の燃焼に
よって作動する内燃機関などのエンジン１２と、第１モ
ータジェネレータ１４と、シングルピニオン型の遊星歯
車装置１６と、第２モータジェネレータ１８とを同一軸
線上に備えている。遊星歯車装置１６のサンギヤ１６ｓ
は、第１モータジェネレータ１４の軸心を相対回転可能
に挿通させられた入力軸２０を介してエンジン１２のク
ランクシャフトに連結されているとともに、その入力軸
２０に一体的に設けられた連結部材２２を介して第１モ
ータジェネレータ１４のステータ部材１４ｓに連結され
ている。また、遊星歯車装置１６のリングギヤ１６ｒ
は、第２モータジェネレータ１８のロータ１８ｒに一体
的に設けられた出力軸２４に連結されているとともに、
リングギヤ１６ｒおよびサンギヤ１６ｓの両方と噛み合
う複数のプラネタリギヤ１６ｐを回転可能に支持してい
るキャリア１６ｃは、第１モータジェネレータ１４のロ
ータ部材１４ｒに連結されている。上記第１モータジェ
ネレータ１４は請求項１に記載のモータジェネレータに
相当し、遊星歯車装置１６は合成分配機構に相当し、サ
ンギヤ１６ｓは第１回転要素、キャリア１６ｃは第２回
転要素、リングギヤ１６ｒは第３回転要素に相当する。
また、出力軸２４は出力部材に相当する。
【００１２】第１モータジェネレータ１４は、スリップ
リング等の通電手段２６およびインバータ，レギュレー
タ機能を有するコントローラ２８を介してバッテリ等の
蓄電装置３０に接続されており、第２モータジェネレー
タ１８はコントローラ２８を介して蓄電装置３０に接続
されている。そして、これ等のモータジェネレータ１
４，１８は、蓄電装置３０或いはジェネレータとして機
能している他方のモータジェネレータ１８または１４か
らコントローラ２８を介して電気エネルギーが供給され
て所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回生
制動（モータジェネレータ自体の電気的な制動トルク）
によりジェネレータとして機能して回収した電気エネル
ギーをコントローラ２８を介して蓄電装置３０または他
方のモータジェネレータ１８または１４へ供給する回生
状態と、ステータ部材１４ｓおよびロータ部材１４ｒの
相対回転やロータ１８ｒの回転が自由の無負荷状態とに
切り換えられる。
リング等の通電手段２６およびインバータ，レギュレー
タ機能を有するコントローラ２８を介してバッテリ等の
蓄電装置３０に接続されており、第２モータジェネレー
タ１８はコントローラ２８を介して蓄電装置３０に接続
されている。そして、これ等のモータジェネレータ１
４，１８は、蓄電装置３０或いはジェネレータとして機
能している他方のモータジェネレータ１８または１４か
らコントローラ２８を介して電気エネルギーが供給され
て所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回生
制動（モータジェネレータ自体の電気的な制動トルク）
によりジェネレータとして機能して回収した電気エネル
ギーをコントローラ２８を介して蓄電装置３０または他
方のモータジェネレータ１８または１４へ供給する回生
状態と、ステータ部材１４ｓおよびロータ部材１４ｒの
相対回転やロータ１８ｒの回転が自由の無負荷状態とに
切り換えられる。
【００１３】第１モータジェネレータ１４は前記遊星歯
車装置１６と共に、エンジン回転数（エンジン１２の回
転数）Ｎe を無段変速して出力軸２４に出力するもの
で、無段変速機やトルクコンバータと同様の作用を有
し、ステータ部材１４ｓに対するロータ部材１４ｒの相
対回転数であるモータ回転数Ｎm によって出力回転数
（出力軸２４の回転数）Ｎo は変化する。例えば、燃料
消費量或いは排出ガス量が少ない一定のエンジン回転数
Ｎe でエンジン１２を作動させた場合、モータ回転数Ｎ
m ＝０であれば変速比が１でＮo ＝Ｎe 、Ｎm ＞０であ
れば変速比が１より小さいオーバードライブ（増速）状
態となってＮo ＞Ｎe 、Ｎm ＜０であれば変速比が１よ
り大きいローギヤ（減速）状態となってＮo ＜Ｎe とな
る。図２は、オーバードライブ状態における共線図で、
Ｎr はロータ部材１４ｒの実回転数である。
車装置１６と共に、エンジン回転数（エンジン１２の回
転数）Ｎe を無段変速して出力軸２４に出力するもの
で、無段変速機やトルクコンバータと同様の作用を有
し、ステータ部材１４ｓに対するロータ部材１４ｒの相
対回転数であるモータ回転数Ｎm によって出力回転数
（出力軸２４の回転数）Ｎo は変化する。例えば、燃料
消費量或いは排出ガス量が少ない一定のエンジン回転数
Ｎe でエンジン１２を作動させた場合、モータ回転数Ｎ
m ＝０であれば変速比が１でＮo ＝Ｎe 、Ｎm ＞０であ
れば変速比が１より小さいオーバードライブ（増速）状
態となってＮo ＞Ｎe 、Ｎm ＜０であれば変速比が１よ
り大きいローギヤ（減速）状態となってＮo ＜Ｎe とな
る。図２は、オーバードライブ状態における共線図で、
Ｎr はロータ部材１４ｒの実回転数である。
【００１４】上記出力軸２４は差動装置などを介して駆
動輪に連結されており、発進時や加速時には基本的に回
転抵抗を有するものであり、第１モータジェネレータ１
４が無負荷状態でロータ部材１４ｒおよびステータ部材
１４ｓの相対回転が自由に許容される場合には出力回転
数Ｎo ＝０で、モータ回転数Ｎm ＜０である。その状態
で、第１モータジェネレータ１４を回生状態とし、ジェ
ネレータとして機能させれば、モータ回転数Ｎm が０に
近づけられるとともに出力軸２４が回転を開始し、出力
回転数Ｎo が０＜Ｎo ＜Ｎe のローギヤ状態となる。回
生制動トルクを大きくするとモータ回転数Ｎm ≒０とな
り、出力回転数Ｎo ≒Ｎe となる。また、第１モータジ
ェネレータ１４を回転駆動状態とし、電動モータとして
機能させてモータ回転数Ｎm ＞０となるようにすると、
出力回転数Ｎo ＞Ｎe のオーバードライブ状態になる。
なお、ブレーキ操作時など車両に制動力を加えたい時に
は、Ｎo ＞Ｎe のオーバードライブ状態で回生状態とし
たり、Ｎo ＜Ｎe のローギヤ状態で逆回転駆動したりす
ることも可能である。また、燃料消費量或いは排出ガス
量が最小となるように、エンジン回転数Ｎe およびモー
タ回転数Ｎm を共に変化させながら走行することも可能
である。
動輪に連結されており、発進時や加速時には基本的に回
転抵抗を有するものであり、第１モータジェネレータ１
４が無負荷状態でロータ部材１４ｒおよびステータ部材
１４ｓの相対回転が自由に許容される場合には出力回転
数Ｎo ＝０で、モータ回転数Ｎm ＜０である。その状態
で、第１モータジェネレータ１４を回生状態とし、ジェ
ネレータとして機能させれば、モータ回転数Ｎm が０に
近づけられるとともに出力軸２４が回転を開始し、出力
回転数Ｎo が０＜Ｎo ＜Ｎe のローギヤ状態となる。回
生制動トルクを大きくするとモータ回転数Ｎm ≒０とな
り、出力回転数Ｎo ≒Ｎe となる。また、第１モータジ
ェネレータ１４を回転駆動状態とし、電動モータとして
機能させてモータ回転数Ｎm ＞０となるようにすると、
出力回転数Ｎo ＞Ｎe のオーバードライブ状態になる。
なお、ブレーキ操作時など車両に制動力を加えたい時に
は、Ｎo ＞Ｎe のオーバードライブ状態で回生状態とし
たり、Ｎo ＜Ｎe のローギヤ状態で逆回転駆動したりす
ることも可能である。また、燃料消費量或いは排出ガス
量が最小となるように、エンジン回転数Ｎe およびモー
タ回転数Ｎm を共に変化させながら走行することも可能
である。
【００１５】一方、前記第２モータジェネレータ１８
は、トルク増幅および回生制動によるエネルギー回収用
のもので、例えば大きな駆動トルクを必要とする発進時
や登坂時等の低速高負荷時における前記ローギヤ状態
（Ｎo ＜Ｎe ）では、第１モータジェネレータ１４で回
収した電気エネルギーを第２モータジェネレータ１８に
供給し、電動モータとして作動させることによりトルク
増幅を行うことができる。また、オーバードライブ状態
（Ｎe ＜Ｎo ）の定常走行時等には、出力回転数Ｎo は
高いが駆動トルクは余り必要ないため、第２モータジェ
ネレータ１８を回生制動して余分なトルクを電気エネル
ギーとして回収し、電動モータとして機能している第１
モータジェネレータ１４へ供給することにより、蓄電装
置３０からの電気エネルギーの持ち出しを抑制できる。
前記エンジン１２および第１モータジェネレータ１４の
出力制御は、この第２モータジェネレータ１８によるト
ルク増幅や回生制動を考慮して行われる。なお、ブレー
キ操作時など車両に制動力を加えたい時には、上記第２
モータジェネレータ１８はジェネレータとして機能させ
られ、回生制動により車両に制動力を作用させるととも
に回収した電気エネルギーを蓄電装置３０に充電する。
は、トルク増幅および回生制動によるエネルギー回収用
のもので、例えば大きな駆動トルクを必要とする発進時
や登坂時等の低速高負荷時における前記ローギヤ状態
（Ｎo ＜Ｎe ）では、第１モータジェネレータ１４で回
収した電気エネルギーを第２モータジェネレータ１８に
供給し、電動モータとして作動させることによりトルク
増幅を行うことができる。また、オーバードライブ状態
（Ｎe ＜Ｎo ）の定常走行時等には、出力回転数Ｎo は
高いが駆動トルクは余り必要ないため、第２モータジェ
ネレータ１８を回生制動して余分なトルクを電気エネル
ギーとして回収し、電動モータとして機能している第１
モータジェネレータ１４へ供給することにより、蓄電装
置３０からの電気エネルギーの持ち出しを抑制できる。
前記エンジン１２および第１モータジェネレータ１４の
出力制御は、この第２モータジェネレータ１８によるト
ルク増幅や回生制動を考慮して行われる。なお、ブレー
キ操作時など車両に制動力を加えたい時には、上記第２
モータジェネレータ１８はジェネレータとして機能させ
られ、回生制動により車両に制動力を作用させるととも
に回収した電気エネルギーを蓄電装置３０に充電する。
【００１６】ここで、本実施例では第１モータジェネレ
ータ１４自体、具体的にはステータ部材１４ｓがエンジ
ン１２によって回転駆動され、エンジン回転数Ｎe との
差であるモータ回転数Ｎm に応じて出力回転数Ｎo が定
まるため、第１モータジェネレータ１４を独立に回転駆
動する場合に比較してモータ回転数Ｎm の使用回転数領
域が低回転のみで良くなり、低回転に適した大径のモー
タジェネレータを使用することにより高いモータ効率が
得られるようになる。また、使用回転数領域が狭いため
安価でコンパクトなモータジェネレータを利用できると
ともに、出力回転数Ｎo ≒Ｎe 付近を主体として走行す
るようにすればＮm ≒０となるため、第１モータジェネ
レータ１４内の磁界が効率よく形成されてモータ効率が
更に高くなる。因みに、従来は図２におけるロータ部材
１４ｒの回転数Ｎｒで回転駆動する必要があるため、回
転数領域が広いとともに高回転まで使用しなければなら
なかった。
ータ１４自体、具体的にはステータ部材１４ｓがエンジ
ン１２によって回転駆動され、エンジン回転数Ｎe との
差であるモータ回転数Ｎm に応じて出力回転数Ｎo が定
まるため、第１モータジェネレータ１４を独立に回転駆
動する場合に比較してモータ回転数Ｎm の使用回転数領
域が低回転のみで良くなり、低回転に適した大径のモー
タジェネレータを使用することにより高いモータ効率が
得られるようになる。また、使用回転数領域が狭いため
安価でコンパクトなモータジェネレータを利用できると
ともに、出力回転数Ｎo ≒Ｎe 付近を主体として走行す
るようにすればＮm ≒０となるため、第１モータジェネ
レータ１４内の磁界が効率よく形成されてモータ効率が
更に高くなる。因みに、従来は図２におけるロータ部材
１４ｒの回転数Ｎｒで回転駆動する必要があるため、回
転数領域が広いとともに高回転まで使用しなければなら
なかった。
【００１７】また、本実施例では第１モータジェネレー
タ１４が電動モータとしてもジェネレータとしても用い
られるため、余分な運動エネルギーを電気エネルギーと
して蓄電装置３０に蓄えておくことができるとともに、
必要な時にその電気エネルギーで第１モータジェネレー
タ１４を電動モータとして作動させることができ、優れ
たエネルギー効率が得られる。また、出力軸２４に第２
モータジェネレータ１８が連結され、トルク増幅を行っ
たり回生制動でエネルギーを回収したりするとともに、
レギュレータ機能を有するコントローラ２８を介して第
１モータジェネレータ１４に接続され、第１モータジェ
ネレータ１４との間で電気エネルギーの授受を行うよう
になっているため、システム全体の効率を更に向上させ
ることができる。
タ１４が電動モータとしてもジェネレータとしても用い
られるため、余分な運動エネルギーを電気エネルギーと
して蓄電装置３０に蓄えておくことができるとともに、
必要な時にその電気エネルギーで第１モータジェネレー
タ１４を電動モータとして作動させることができ、優れ
たエネルギー効率が得られる。また、出力軸２４に第２
モータジェネレータ１８が連結され、トルク増幅を行っ
たり回生制動でエネルギーを回収したりするとともに、
レギュレータ機能を有するコントローラ２８を介して第
１モータジェネレータ１４に接続され、第１モータジェ
ネレータ１４との間で電気エネルギーの授受を行うよう
になっているため、システム全体の効率を更に向上させ
ることができる。
【００１８】なお、図３のハイブリッド駆動装置４０の
ように、前記遊星歯車装置１６のキャリア１６ｃをエン
ジン１２および第１モータジェネレータ１４のステータ
部材１４ｓに連結し、サンギヤ１６ｓを第１モータジェ
ネレータ１４のロータ部材１４ｒに連結しても、実質的
に上記実施例と同様な作用効果が得られる。図４は、図
３の場合のオーバードライブ状態における共線図であ
る。この場合には、キャリア１６ｃが第１回転要素でサ
ンギヤ１６ｓが第２回転要素である。
ように、前記遊星歯車装置１６のキャリア１６ｃをエン
ジン１２および第１モータジェネレータ１４のステータ
部材１４ｓに連結し、サンギヤ１６ｓを第１モータジェ
ネレータ１４のロータ部材１４ｒに連結しても、実質的
に上記実施例と同様な作用効果が得られる。図４は、図
３の場合のオーバードライブ状態における共線図であ
る。この場合には、キャリア１６ｃが第１回転要素でサ
ンギヤ１６ｓが第２回転要素である。
【００１９】また、前記実施例では回生制動により電磁
気的にＮm ≒０とする必要があったが、例えば図５に示
す摩擦クラッチ４２や図６に示すメカニカルクラッチ４
４などを用いて、ステータ部材１４ｓとロータ部材１４
ｒとを相対回転不能に連結するようにしても良い。図５
の摩擦クラッチ４２は、スプリング（ダイヤフラム）４
６によって支持されたリング状の摩擦プレート４８を電
磁石５０で吸着し、両者間の摩擦力でステータ部材１４
ｓとロータ部材１４ｒとを一体化するものである。摩擦
プレート４８は絶縁体５２を介してロータ部材１４ｒ側
に配設され、電磁石５０は絶縁体５４を介してステータ
部材１４ｓ側に配設されている。また、図６のメカニカ
ルクラッチ４４は、インナリング５６に配設されたロッ
クピン５８をソレノイド６０によって突き出させ、アウ
タリング６２に形成された凹部６４に係合させることに
より、ステータ部材１４ｓとロータ部材１４ｒとを相対
回転不能とするもので、インナリング５６はロータ部材
１４ｒに固設され、アウタリング６２はステータ部材１
４ｓに固設されている。図６は相対回転不能に係合させ
られた状態であり、ロックピン５８，ソレノイド６０，
および凹部６４は中心線まわりの複数箇所に設けられて
いる。
気的にＮm ≒０とする必要があったが、例えば図５に示
す摩擦クラッチ４２や図６に示すメカニカルクラッチ４
４などを用いて、ステータ部材１４ｓとロータ部材１４
ｒとを相対回転不能に連結するようにしても良い。図５
の摩擦クラッチ４２は、スプリング（ダイヤフラム）４
６によって支持されたリング状の摩擦プレート４８を電
磁石５０で吸着し、両者間の摩擦力でステータ部材１４
ｓとロータ部材１４ｒとを一体化するものである。摩擦
プレート４８は絶縁体５２を介してロータ部材１４ｒ側
に配設され、電磁石５０は絶縁体５４を介してステータ
部材１４ｓ側に配設されている。また、図６のメカニカ
ルクラッチ４４は、インナリング５６に配設されたロッ
クピン５８をソレノイド６０によって突き出させ、アウ
タリング６２に形成された凹部６４に係合させることに
より、ステータ部材１４ｓとロータ部材１４ｒとを相対
回転不能とするもので、インナリング５６はロータ部材
１４ｒに固設され、アウタリング６２はステータ部材１
４ｓに固設されている。図６は相対回転不能に係合させ
られた状態であり、ロックピン５８，ソレノイド６０，
および凹部６４は中心線まわりの複数箇所に設けられて
いる。
【００２０】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良
を加えた態様で実施することができる。
細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良
を加えた態様で実施することができる。
【図１】本発明の一実施例であるハイブリッド駆動装置
の構成を説明する骨子図である。
の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の実施例における遊星歯車装置の共線図で
ある。
ある。
【図３】本発明の別の実施例を説明する骨子図である。
【図４】図３の実施例における遊星歯車装置の共線図で
ある。
ある。
【図５】図１の実施例の第１モータジェネレータに摩擦
クラッチを設けた場合の一例を示す骨子図である。
クラッチを設けた場合の一例を示す骨子図である。
【図６】図１の実施例の第１モータジェネレータにメカ
ニカルクラッチを設けた場合の一例を示す骨子図であ
る。
ニカルクラッチを設けた場合の一例を示す骨子図であ
る。
１０，４０：ハイブリッド駆動装置 １２：エンジン １４：第１モータジェネレータ（モータジェネレータ） １６：遊星歯車装置（合成分配機構） ２４：出力軸（出力部材）
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ Ｈ０２Ｋ 7/18
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料の燃焼によって作動するエンジン
と、 モータジェネレータと、 前記エンジンに連結される第１回転要素、前記モータジ
ェネレータに連結される第２回転要素、および出力部材
に連結される第３回転要素を有し、それ等の間で機械的
に力を合成分配して該出力部材に出力する合成分配機構
とを有するハイブリッド駆動装置において、 前記モータジェネレータは、相対回転させられる一対の
ステータ部材およびロータ部材を有するもので、その一
方が前記第２回転要素に連結され、他方が前記第１回転
要素に連結されていることを特徴とするハイブリッド駆
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33484695A JPH09175199A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | ハイブリッド駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33484695A JPH09175199A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | ハイブリッド駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09175199A true JPH09175199A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18281881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33484695A Pending JPH09175199A (ja) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | ハイブリッド駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09175199A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999055551A1 (fr) * | 1998-04-28 | 1999-11-04 | Hitachi, Ltd. | Mecanisme de changement de vitesse et vehicule utilisant ce mecanisme |
| DE19841828A1 (de) * | 1998-09-12 | 2000-03-23 | Daimler Chrysler Ag | Hybridantrieb, insbesondere für Fahrzeuge |
| FR2786844A1 (fr) * | 1998-12-07 | 2000-06-09 | Renk Ag | Jeu d'engrenages |
| DE19841829C2 (de) * | 1998-09-12 | 2001-12-13 | Daimler Chrysler Ag | Hybridantrieb, insbesondere für Fahrzeuge |
| KR100335600B1 (ko) * | 1998-09-04 | 2002-11-04 | 구택서 | 무단변속기및그를이용한차량용변속장치 |
| JP2004243838A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Mitsubishi Motors Corp | ハイブリッド車 |
| DE102004017630A1 (de) * | 2004-04-10 | 2005-10-27 | Daimlerchrysler Ag | Hybrider Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und zwei elektrischen Antriebsaggregaten |
| KR100624130B1 (ko) * | 2005-04-11 | 2006-09-19 | 다이모스(주) | 하이브리드 차량용 무단변속장치 |
| US7174978B2 (en) * | 2002-03-29 | 2007-02-13 | Aisin Aw Co., Ltd. | Hybrid drive unit, and front-engine/rear-drive type automobile having the hybrid drive unit mounted thereon |
| WO2007094488A1 (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Venera Laboratory Co., Ltd. | プラネタリーギアドモーターおよびダイナモ |
| KR100820403B1 (ko) * | 2006-07-14 | 2008-04-10 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량용 모터 감속기 |
| CN102651586A (zh) * | 2011-02-24 | 2012-08-29 | 杨泰和 | 结合可操控游星轮组的双动型电机 |
| EP2492543A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-29 | Tai-Her Yang | Dual-drive electric machine having controllable epicycle gear set |
| JP2017121176A (ja) * | 2011-02-24 | 2017-07-06 | 楊 泰和 | 二重駆動電動機械 |
| JP2018033315A (ja) * | 2011-02-24 | 2018-03-01 | 楊 泰和 | 二重駆動電動機械 |
| PL447559A1 (pl) * | 2024-01-22 | 2025-07-28 | Politechnika Świętokrzyska | Hybrydowy układ napędowy bezzałogowego statku powietrznego o dużym udźwigu |
-
1995
- 1995-12-22 JP JP33484695A patent/JPH09175199A/ja active Pending
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| US8084912B2 (en) | 2006-02-15 | 2011-12-27 | Venera Laboratory Co., Ltd. | Planetary geared motor and dynamo |
| AU2007215755B2 (en) * | 2006-02-15 | 2011-09-01 | Venera Laboratory Co., Ltd. | Planetary geared motor and dynamo |
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| EP2492544A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-29 | Tai-Her Yang | Dual-drive electric machine having controllable planetary gear set |
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| JP2017121176A (ja) * | 2011-02-24 | 2017-07-06 | 楊 泰和 | 二重駆動電動機械 |
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