JPH11234805A - ハイブリッド車両 - Google Patents

ハイブリッド車両

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JPH11234805A
JPH11234805A JP10318273A JP31827398A JPH11234805A JP H11234805 A JPH11234805 A JP H11234805A JP 10318273 A JP10318273 A JP 10318273A JP 31827398 A JP31827398 A JP 31827398A JP H11234805 A JPH11234805 A JP H11234805A
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JP
Japan
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engine
generator
motor
speed
driven
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JP10318273A
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Kozo Yamaguchi
幸蔵 山口
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AQUEOUS RESERCH KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】エンジンを停止させて走行する場合であって
も、常にエンジンの回転数を一定値以上維持することが
でき補機を駆動させるとともに、補機の稼働状態に応じ
てエンジンの出力軸の回転数を変更することができるシ
リーズ式のハイブリッド車両を提供する。 【構成】エンジン１１、エンジン１１の駆動力によって
発電する発電機８１、該発電機によって得られた発電電
力の供給によって車輪を駆動する駆動モータ２５を有す
るシリーズ式のハイブリッド車両において、エンジンを
非駆動状態とした場合、エンジンの出力軸の回転を受け
て駆動する補機は駆動されなくなる。この場合、発電機
により前記補機の稼働状態に応じて前記エンジンの回転
数が変化するように前記発電機をモータとして駆動し
て、回転数を制御する。これにより、エンジンの非駆動
状態においても補機の稼働状態に応じて、エンジンの出
力軸の回転数を変更することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリーズ式のハイブリ
ッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、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
て駆動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、エンジンと駆動モータの駆動力
を同時に、または選択的に出力軸に伝達して車両を走行
させ、主として駆動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】上記のようなハイブリッド車両では、走行
速度とは無関係に、エンジンは常に最適効率状態で運転
されている。一般にエンジンの最適効率は高負荷側に設
定されているため、ハイブリッド車両では、エンジンは
常時高負荷で運転されている。
【０００４】そして、例えばパラレル式のハイブリッド
車両では、エンジンの駆動力が走行に必要な駆動力を上
回る場合には、モータを発電機として用い、その余分な
エネルギーを回生電力としてバッテリへ充電している。
さらに、ハイブリッド車両では、ブレーキを効かせた時
も、モータを発電機として用い、車両の減速エネルギー
を回生電力に変換し、これをバッテリへ充電している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、ブレーキを効か
せた時に、エンジンが運転されていると、エンジンから
のエネルギーも回生電力に変換する必要があるが、バッ
テリの許容充電量には限界があるため、エンジンエネル
ギーの回生電力と減速エネルギーの回生電力の両方をす
べて充電できない場合もある。
【０００６】このような余剰回生電力の発生を少なくし
て、エネルギー効率を高めるには、ブレーキを聞かせて
回生電力を発生している間、エンジンを停止させればよ
い。しかしエンジンが停止すると、エンジンから駆動力
を得ている補機を駆動させる事ができなくなるといった
問題点が生じる。このような問題は、駆動モータのみに
よって車両を走行させる場合にも同様に発生する。
【０００７】シリーズ式のハイブリッド車両では、バッ
テリの許容充電量を越える電力が発電機から供給されな
いように、十分な充電量が得られた場合には、エンジン
を停止させる必要があり、この場合にも補機を駆動させ
る事ができなくなる。本発明の目的は、エンジンを停止
させて走行する場合であっても、常にエンジンの回転数
を一定値以上維持することができ補機を駆動させるとと
もに、補機の稼働状態に応じてエンジンの出力軸の回転
数を変更することができるシリーズ式のハイブリッド車
両を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的は、以下
の本発明により達成される。
【０００９】（１） エンジンにより発電機を駆動して
得られた電力により駆動モータを駆動し、該駆動モータ
の駆動力のみによって駆動輪を駆動するハイブリッド車
両において、前記エンジンの出力軸の回転を受けて駆動
する補機と、前記エンジンを駆動状態又は非駆動状態に
選択するとともに、前記発電機の回転数を制御する制御
手段を有し、該制御手段は、エンジンの非駆動状態が選
択されたとき、前記補機の稼働状態に応じて前記エンジ
ンの回転数が変化するように前記発電機をモータとして
駆動して、回転数を制御することを特徴とするハイブリ
ッド車両。
【００１０】
【作用】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、該発電機によって得られた電
力によって、車輪を駆動する駆動モータを駆動するシリ
ーズ式のハイブリッドにおいて、エンジンを非駆動状態
とした場合、エンジンの出力軸の回転を受けて駆動する
補機は駆動されなくなるので、発電機により、前記補機
の稼働状態に応じて前記エンジンの回転数が変化するよ
うに前記発電機をモータとして駆動して、回転数を制御
する。これにより、エンジンの非駆動状態においても補
機の稼働状態に応じて、エンジンの回転数を変更するこ
とができる。
【００１１】
【実施の形態】以下、本発明の実施形態について、添付
図面に基づき詳細に説明する。図１は、第１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１
１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、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の回
転が出力されるユニット出力軸１４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
／モータ１６と、該発電機／モータ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。
【００１２】プラネタリギヤユニット１３は、第１の歯
車要素であるサンギヤＳと、サンギヤＳと歯合するピニ
オンＰと、該ピニオンＰと歯合する第２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
３の歯車要素であるキャリヤＣＲとを備えている。
【００１３】サンギヤＳは、伝達軸１７を介して発電機
／モータ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。
【００１４】さらに、発電機／モータ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
／モータ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は図示しない
バッテリに接続され、該バッテリに電力を供給して充電
する。
【００１５】第１軸線と平行な第２軸線上には、駆動モ
ータ２５と、駆動モータ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。駆動モータ
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。駆動モータ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は図示しないバッテリに接続され、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。
【００１６】本実施形態のハイブリッド車両が減速状態
において、駆動モータ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
に供給して充電する。
【００１７】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。
【００１８】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３２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。
【００１９】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。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３
５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３５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。
【００２０】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、駆動モータ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、駆動モータ２５だけを駆動するモータ駆動
モード、並びにエンジン１１及び駆動モータ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、後述するように、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、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。
【００２１】なお、差動歯車装置としては、ベベルギヤ
を用いたものを用いてもよい。ここで、エンジン１１の
エンジン出力軸１２からの回転を受けて駆動する補機と
しては、例えば歯車ポンプによって構成される油圧ポン
プ、ブレーキ機構におけるバキューム・サーボ構造、エ
アコンのコンプレッサーやパワーステアリングなどが挙
げられる。
【００２２】次に、本実施形態に係るハイブリッド車両
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。
この車両制御装置４１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
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、バッテリ１９の充電量ＳＯＣを検出す
るバッテリセンサ４８とを備えている。それぞれのセン
サ４５、４６、４７、４８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、ハイブリッド車両の
全体を制御するもので、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に応じたト
ルクＴＭ＊を決定して、これをモータ制御装置４３へ供
給する。また、車両制御装置４１は、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、ブレーキが踏み込まれて、ブレーキセンサ４
７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。さらに、車両制御装置４
１は、ＯＦＦ状態となっている時のエンジン回転数ＮＥ
が、補機の駆動に必要な回転数ＮＥｍｉｎとなるよう
に、車速センサ４６からの車速Ｖと、ブレーキセンサ４
７からのブレーキ踏み込み量βに応じた発電機／モータ
１６の目標回転数ＮＧ＊を、発電機制御装置４４に供給
する。
【００２５】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）とに切換えるとともに、エンジン回転数
センサ４８から入力されたエンジン回転数ＮＥに応じて
エンジン１１のスロットル開度θを制御することで、エ
ンジン１１の出力を制御するようになっている。
【００２６】モータ制御装置４３は、供給されたトルク
ＴＭ＊が駆動モータ２５から出力されるように駆動モー
タ２５の電流（トルク）ＩＭを制御する。発電機制御装
置４４は、発電機／モータ１６の回転数ＮＧを制御し、
目標回転数ＮＧ＊となるように、エンジン１１がＯＦＦ
状態となっている時の電流（トルク）ＩＧを制御する。
【００２７】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、プラネタリギヤユニ
ット１３（図１）の概念図、図３（Ｂ）は、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（Ａ）
は、プラネタリギヤユニット１３の通常走行時のトルク
線図である。
【００２８】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「出力回転数」という。）をＮＯＵＴ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、
サンギヤＳに接続される伝達軸１７の回転数（以下「発
電機／モータ回転数」という。）をＮＧとした時、ＮＯ
ＵＴ、ＮＥ、ＮＧの関係は、図３（Ｂ）に示されている
ように、
【００２９】ＮＧ＝３・ＮＥ−２・ＮＯＵＴ
【００３０】となる。また、ユニット出力軸１４の出力
トルクをＴＯＵＴ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／モ
ータトルクをＴＧとしたとき、ＴＯＵＴ、ＴＥ、ＴＧの
関係は、図４（Ａ）に示されているように、
【００３１】ＴＥ：ＴＯＵＴ：ＴＧ＝３：２：１
【００３２】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、出力回転数ＮＯＵＴ、エンジ
ンの回転数ＮＥ、発電機／モータ回転数ＮＧは、いずれ
も正の値を採る。
【００３３】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
／モータ１６の反力によって受けられる。その結果、図
４（Ａ）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に出力トルクＴＯＵＴが、サンギヤＳか
ら伝達軸１７に発電機／モータトルクＴＧが出力され
る。
【００３４】上記出力トルクＴＯＵＴおよび発電機／モ
ータトルク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、出
力トルクＴＯＵＴと発電機／モータトルクＴＧとを加え
たものがエンジントルクＴＥとなる。
【００３５】次に、ハイブリッド車両の走行中におい
て、エンジン１１を非駆動状態とし、かつ発電機／モー
タ１６を制御しない場合の、ハイブリッド車両の動作に
ついて説明する。図４（Ｂ）は、第１実施形態に係るハ
イブリッド車両において、エンジン１１が非駆動状態と
なっている場合での速度線図である。走行中にブレーキ
がかけられると、エンジン１１は、非駆動状態となり、
エンジンの回転数ＮＥは零となって、キャリヤＣＲは停
止する。リングギヤＲは駆動輪の回転を受けて正方向へ
回転させられ、キャリヤＣＲが停止しているので、サン
ギヤＳは負方向へ回転させられる。従って、図４（Ｂ）
に示されているように、出力回転数ＮＯＵＴは正に、エ
ンジンの回転数ＮＥは零に、発電機／モータ回転数ＮＧ
は負となる。
【００３６】次に、ハイブリッド車両の走行中におい
て、エンジン１１を非駆動状態とし、かつ発電機／モー
タ１６を制御して反力を発生させる場合のハイブリッド
車両の動作について説明する。図５（Ａ）は、エンジン
１１が非駆動状態となっている場合での速度線図、図５
（Ｂ）は、エンジン１１が非駆動状態となっている場合
でのトルク線図である。上記ハイブリッド車両では、予
め設定された回転数の値である、補機の駆動を確保する
ために必要なエンジン出力軸１２の回転数ＮＥｍｉｎが
維持されるように、発電機／モータ１６が制御される。
即ち、エンジン１１が非駆動状態となった場合、エンジ
ンの回転数ＮＥは、ＮＥ＝０．６７ＮＯＵＴ＋０．３３
ＮＧで決定されるが、リングギヤＲの出力回転数ＮＯＵ
Ｔは、駆動輪の回転によって決まるため、出力回転数Ｎ
ＯＵＴに応じて発電機／モータ回転数ＮＧを制御するこ
とにより、エンジンの回転数ＮＥがＮＥｍｉｎに維持さ
れる。
【００３７】図５（Ａ）に示されているように、エンジ
ン１１が非駆動状態となると、出力回転数ＮＯＵＴは正
に、発電機／モータ回転数ＮＧは負となるが、エンジン
の回転数ＮＥをＮＥｍｉｎとするために、発電機／モー
タ回転数ＮＧを抑えているので、その分エンジン１１が
回転させられ、エンジンの回転数ＮＥはＮＥｍｉｎとな
る。
【００３８】ブレーキによる制動によって、車速Ｖが低
下すると、出力回転数ＮＯＵＴが減少するが、図５
（Ａ）の点線で示されているように、出力回転数ＮＯＵ
Ｔの減少に合わせて発電機／モータ回転数ＮＧを減少さ
せ、常にエンジンの回転数ＮＥがＮＥｍｉｎとなるよう
に制御されている。この時、エンジントルクＴＥは、図
５（Ｂ）に示されているように、エンジンブレーキトル
クとなってプラネタリギヤユニット１３に作用し、プラ
ネタリギヤユニット１３の各要素には、走行中と逆方向
のトルクが作用する。
【００３９】図６（Ａ）は、上記実施形態において、エ
ンジン１１が非駆動状態となっている場合の低速走行状
態での速度線図である。低速走行となり車速Ｖが小さく
なると、出力回転数ＮＯＵＴが小さくなり、エンジンの
回転数ＮＥをＮＥｍｉｎに維持するために、発電機／モ
ータ１６をモータとして正方向（図６（Ａ）中右側）へ
回転させる。また、図６（Ｂ）は、上記実施形態におい
て、エンジン１１が非駆動状態となっている場合の停車
状態での速度線図である。この場合には、車速Ｖは零で
あるため、出力回転数ＮＯＵＴが零となる。この状態で
は、エンジンの回転数ＮＥをＮＥｍｉｎに維持するため
に、発電機／モータ１６をモータとして正方向（図６
（Ｂ）中右側）へ、さらに高い回転数で回転させる。
【００４０】図７は、上記実施形態において、エンジン
１１が非駆動状態となっている場合の高速走行状態での
速度線図である。車速Ｖが大きい場合には、出力回転数
ＮＯＵＴが高くなり、エンジンの回転数ＮＥをＮＥｍｉ
ｎに設定したままにしておくと、図７に点線で示されて
いるように、発電機／モータ回転数ＮＧが高くなり過
ぎ、最大許容回転数ＮＧｍａｘを越えてしまう。従っ
て、高速走行時には、発電機／モータ１６を保護するた
め、制御内容を次のように変更する。図８は、車速Ｖと
エンジンの回転数ＮＥとの関係を示すグラフである。エ
ンジン１１が非駆動状態となっている場合において、車
速Ｖが図８中の速度ｂよりも大きくなると、発電機／モ
ータ回転数ＮＧが最大許容回転数ＮＧｍａｘを越えてし
まうため、発電機／モータ回転数ＮＧが零である場合の
エンジンの回転数ＮＥをＮＥＯとすると、
【００４１】 ＮＥ＝ＮＥＯ−ΔＮＥ（ΔＮＥ＝ＮＧｍａｘ／３）
【００４２】となるように、発電機／モータ回転数ＮＧ
を制御する。換言すると、発電機／モータ回転数ＮＧ
が、最大許容回転数ＮＧｍａｘを越えないように制御さ
れる。なお、図８における点線は、走行時のエンジンの
回転数ＮＥを示すもので、ＮＥは、ＮＥＯに発電機／モ
ータ１６の回転数ＮＧの３倍の値が加えられた値となっ
ている。
【００４３】以下、図９に示されているタイムチャート
および図１０に示されているフローチャートに基づい
て、ブレーキ制動状態における車両制御装置４１の制御
動作について説明する。ブレーキセンサ４７からブレー
キ踏み込み量βが供給されるとブレーキＯＮと判断し
（ステップＳ０１）、エンジン制御装置４２へエンジン
ＯＦＦ信号を供給しエンジン１１を非駆動状態とする
（ステップＳ０２）（図９中（Ａ）線）。これにより、
エンジンの回転数ＮＥは下がる（図９中（Ｂ）線）。
【００４４】車速センサ４６から供給される車速Ｖが図
８中の速度ｂ以下であるか否かを判断する（ステップＳ
０３）。高速走行していた場合には、車速Ｖは速度ｂ以
上であるから、発電機／モータ１６を発電機として作動
させて、エンジンの回転数ＮＥが（ＮＥＯ−ΔＮＥ）と
なるように（図９中（Ｄ）線）、発電機／モータ１６の
目標回転数ＮＧ＊を決定し、これを発電機制御装置４４
へ供給する（ステップＳ０４）（図９中（Ｃ）線）。こ
の場合、発電機／モータ１６で回生された電力は、バッ
テリ１９に充電される。
【００４５】さらに車速Ｖが速度ａ以下であるか否かを
判断する（ステップＳ０５）。ブレーキによる制動によ
って減速され、車速Ｖが速度ｂ以下となると、車速Ｖが
速度ａ以上である間は、エンジンの回転数ＮＥがＮＥｍ
ｉｎとなるように（図９中（Ｅ）線）、発電機／モータ
回転数ＮＧを車速Ｖの減少に応じて変化させるようなＮ
Ｇ＊を供給する（ステップＳ０６）（図９中（Ｆ）
線）。この場合も、発電機／モータ１６で回生された電
力は、バッテリ１９に充電される。
【００４６】さらに減速されて車速Ｖが速度ａ以下とな
った場合には、発電機／モータ１６をモータとして駆動
させ、エンジンの回転数ＮＥがＮＥｍｉｎを維持するよ
うに目標回転数ＮＧ＊を供給する（ステップＳ０７）
（図９中（Ｇ）線）。
【００４７】次にブレーキの制動が解除されたか否かを
判断する（ステップＳ０８）。ブレーキ制動が継続して
いる場合には、上記ステップＳ０３〜Ｓ０７を繰り返
す。ブレーキが解除された場合には、エンジン制御装置
４２へエンジンＯＮ信号を供給しエンジン１１を駆動状
態とする（ステップＳ０９）（図９中（Ｈ）線）。これ
により、エンジンの回転数ＮＥは、車速Ｖに応じた走行
時の回転数に復帰し（図９中（Ｉ）線）、また発電機／
モータ回転数ＮＧも、走行時の回転数に復帰する（図９
中（Ｊ）線）。
【００４８】以上説明した制御動作において、補機の状
態に応じて、ＮＥｍｉｎの値を変動させることもでき
る。例えば、エアコンを作動させている場合や、ブレー
キの負圧低下時においては、ＮＥｍｉｎの値を上げるよ
うに制御することができる。なお、本発明は、ブレーキ
制動時以外の場合にも、発電機／モータ１６を制御して
エンジン出力軸１２を回転させ、補機の駆動を確保する
ように構成することができる。例えば、運転者が駆動モ
ータのみの走行を選択した場合や、バッテリ１９の充電
量が所定値よりも高いために駆動モータのみの走行が選
択された場合などが挙げられる。
【００４９】上記実施形態に係るハイブリッド車両によ
れば、例え補機を駆動する必要がなくても、エンジンが
非駆動状態の時に、エンジン出力軸１２を極めて低い回
転に維持させることができる。このような状態とするこ
とにより、エンジン１１を非駆動状態から始動させて駆
動状態とする時、始動の際に生じるショックを防止する
ことができる。
【００５０】エンジンブレーキによるロスエネルギー
は、エンジントルクとエンジン回転数の積で求められる
が、エンジン回転数を非常に低く保持することによっ
て、エンジンによるエネルギーロスも低く抑えることが
できる。
【００５１】エンジンの出力軸の回転数が抑えられてい
るので、ブレーキ制動時に発電機／モータから得られる
ブレーキ回生電力を、最大限までバッテリの充電に利用
でき、燃費改善効果が非常に高くなる。また常にエンジ
ンの出力軸に回転数は回転しているので、高速走行時に
エンジンを非駆動状態とすることによる発電機／モータ
の過度の回転を防止することができるとともに、発電機
／モータの発電能力を最大限利用してバッテリの充電を
することができる。制御手段がエンジンが非駆動状態で
あることを検出すると、エンジン出力軸の回転数は、駆
動出力軸と発電機の回転数によって決められる。駆動出
力軸の回転数は、車速によって決められるため、発電機
の回転数を制御することによって、差動歯車装置を介し
てエンジンの出力軸の回転数を制御することができる。
一方、補機はエンジンの出力軸の回転数を得て、駆動し
ており、補機を駆動させるにはエンジンの出力軸が一定
の回転数以上で常時回転している必要がある。即ち、エ
ンジンが非駆動状態であっても、発電機の回転数を制御
することによって、エンジンの出力軸の回転数は、補機
の駆動に必要な回転数に維持されることとなる。
【００５２】図１１は、本発明の第２実施形態のハイブ
リッド車両の駆動装置の概念図である。図示されている
ように、第１軸線上には、エンジン（ＥＧ）１１と、エ
ンジン１１を駆動することによって発生させられた回転
を出力するエンジン出力軸１２と、エンジン出力軸１２
に接続された発電機／モータ６６（Ｇ）と、発電機／モ
ータ６６に接続された出力軸１４と、出力軸１４に固定
されたカウンタドライブギヤ７５と、バッテリ１９から
の電流を受けて回転を発生させる駆動モータ（Ｍ）とが
配置されている。
【００５３】発電機／モータ６６は、回転自在に配設さ
れたロータ７１と、該ロータ７１の周囲に配設され、回
転自在に配設されたステータ７２と、ロータ７１に巻装
されたコイル７３を備えている。この場合、ステータ７
２には磁石が固定され、かつ、ステータ７２は、図示し
ないケースに固定されておらず、エンジン出力軸１２と
一体に回転させられる。また、ロータ７１は出力軸１４
に接続されている。発電機／モータ６６は、エンジン出
力軸１２を介して伝達される回転によって電力を発生さ
せる。コイル７３は、バッテリ１９に接続され、該バッ
テリ１９に電流を供給して充電する。
【００５４】駆動モータ２５は、出力軸１４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３９とを備えている。駆動モータ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。そのめたに、コイル３９はバッテリ１９に接続
され、該バッテリ１９から電流が供給されるようになっ
ている。コイル３９は、駆動輪４１から回転を受けて、
回生電流を発生させ、バッテリ１９に回生電流を供給し
て充電する。エンジン１１の回転と同じ方向へ駆動輪を
回転させるために、第１軸線と平行な第２軸線上にカウ
ンタシャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１
にカウンタドリブンギヤ３２が固定される。また、カウ
ンタドリブンギヤ３２とカウンタドライブギヤ７５が噛
合させられ、カウンタドライブギヤ７５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。
【００５５】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より歯数が少ないデフピニオンギヤ
３３が固定される。そして、第１軸線および第２軸線に
平行な第３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とデフピニオンギヤ３３とが噛合さ
せられる。また、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３５に伝達さ
れた回転が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４１に伝達される。
【００５６】この実施形態の場合にも、エンジン１１が
非駆動状態である場合に、発電機／モータ６６の回転を
制御して、エンジン出力軸１２の回転数をＮＥｍｉｎに
維持することができ、これにより補機の駆動を確保する
ことができる。
【００５７】次に、第３実施形態のハイブリッド車両の
駆動系について説明する。図１２本発明に係る実施形態
のシリーズ型ハイブリッド車両の駆動系を示す概念図で
ある。この駆動系は、エンジン２と、該エンジン２の駆
動力によって発電する発電機／モータ８１と、駆動モー
タ２５とを備え、駆動モータ２５のモータ出力軸２６
は、ディファレンシャル装置８２に連結されている。そ
して、駆動モータ２５の駆動力のみが、ディファレンシ
ャル装置８２を介して、駆動輪８３に伝達される構成と
なっている。
【００５８】発電機／モータ８１で発電された電力は、
コンバータ８４を介してバッテリ１９に充電される。ま
た、バッテリ１９に蓄えられている電力は、インバータ
８５を介して駆動モータ２５の駆動電力として供給され
る。このようなシリーズ型ハイブリッド車両は、バッテ
リ１９の充電量が十分である場合には、エンジン１１を
停止して走行する場合があるが、エンジン１１を停止し
ている場合には、発電機／モータ８１をモータとして駆
動させ、エンジン出力軸１２を回転させることができ、
補機の駆動を確保することができる。シリーズ式のハイ
ブリッド車両の場合には、バッテリの充電量が十分であ
る場合にはエンジンを非駆動状態にすることができる。
このとき発電機をモータとして駆動して、エンジンの出
力軸の回転数を確保し、補機の駆動を維持することもで
きる。さらに補機の稼働状態に応じて、非駆動状態にお
けるエンジンの出力軸の回転数を変化させるように制御
することもできる。例えば、補機に負荷が加わっている
場合には、エンジンの出力軸の回転数をあげる。
【００５９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るシリ
ーズ式ハイブリッド車両によれば、制御装置によりエン
ジンの非駆動状態が選択されたときエンジンの出力軸に
連結された発電機がモータとして駆動され、エンジンに
よりエンジンの出力軸が回転するので、エンジンが非駆
動状態であっても、補機を駆動させることができる。
【００６０】さらに、補機の稼働状態に応じて発電機を
モータとして駆動する回転数を制御して、エンジンの出
力軸の回転数を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるハイブリッド車両
の駆動系の構成例を示す概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態であるハイブリッド車両
の制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）本発明の第１実施形態におけるプラネタ
リギヤユニットの概念図である。 （Ｂ）本発明の第１実施形態における通常走行時の速度
線図である。
【図４】（Ａ）本発明の第１実施形態における通常走行
時のトルク線図である。 （Ｂ）本発明の第１実施形態において、エンジンが非駆
動状態となっている場合での速度線図である。
【図５】（Ａ）本発明の第１実施形態において、エンジ
ンが非駆動状態となっている場合での速度線図である。 （Ｂ）本発明の第１実施形態において、エンジンが非駆
動状態となっている場合でのトルク線図である。
【図６】（Ａ）本発明の第１実施形態において、エンジ
ンが非駆動状態となっている場合での低速走行時の速度
線図である。 （Ｂ）本発明の第１実施形態において、エンジンが非駆
動状態となっている場合での停車状態の速度線図であ
る。
【図７】本発明の第１実施形態において、エンジンが非
駆動状態となっている場合での高速走行状態の速度線図
である。
【図８】車速Ｖとエンジンの回転数ＮＥとの関係を示す
グラフである。
【図９】制御系の制御動作を示すタイムチャートであ
る。
【図１０】制御系の制御動作を示すフローチャートであ
る。
【図１１】本発明の第２実施形態の駆動系の構成例を示
す概念図である。
【図１２】本発明の第３実施形態のシリーズ式ハイブリ
ッド車両の駆動系の構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１１ エンジン １２ エンジン出力軸 １３ プラネタリギヤユニット １４ ユニット出力軸 １５ 第１カウンタドライブギヤ １６ 発電機／モータ １７ 伝達軸 １８ ギヤ １９ バッテリ ２１ ロータ ２２ ステータ ２３ コイル ２５ 駆動モータ ２６ モータ出力軸 ２７ 第２カウンタドライブギヤ ３１ カウンタシャフト ３２ カウンタドリブンギヤ ３３ デフピニオンギヤ ３５ デフリングギヤ ３６ デファレンシャル装置 ３７ ロータ ３８ ステータ ３９ コイル 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 ４５ アクセルセンサ ４６ 車速センサ ４７ ブレーキセンサ ４８ バッテリセンサ ６６ 発電機／モータ ７１ ロータ ７２ ステータ ７３ コイル ８１ 発電機／モータ ８２ デファレンシャル装置 ８３ 駆動輪 ８４ コンバータ ８５ インバータ Ｒ リングギヤ ＣＲ キャリヤ Ｓ サンギヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ 29/06

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンにより発電機を駆動して、該発
    電機の発電電力を駆動モータに供給し、該駆動モータの
    駆動力のみによって駆動輪を駆動するハイブリッド車両
    において、 前記エンジンの出力軸の回転を受けて駆動する補機と、 前記エンジンを駆動状態又は非駆動状態に選択するとと
    もに、前記発電機の回転数を制御する制御手段を有し、
    該制御手段は、エンジンの非駆動状態が選択されたと
    き、前記補機の稼働状態に応じて前記エンジンの出力軸
    の回転数が変化するように前記発電機をモータとして駆
    動して、回転数を制御することを特徴とするハイブリッ
    ド車両。
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