JP3841078B2 - Hybrid vehicle drive system - Google Patents
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Description
この発明は、複数の駆動力源を有するハイブリッド車の駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a drive device for a hybrid vehicle having a plurality of drive force sources.
従来、ハイブリッド車としては、例えば内燃機関に加えて電動機やモータ・ジェネレータを動力源として備えた車両が知られている。これらハイブリッド車では、遊星歯車機構の差動作用を利用して、内燃機関を最適運転点で駆動させるように遊星歯車機構に接続された電動機もしくはモータ・ジェネレータで回転数制御をおこなう。 Conventionally, as a hybrid vehicle, for example, a vehicle including an electric motor or a motor / generator as a power source in addition to an internal combustion engine is known. In these hybrid vehicles, using the differential action of the planetary gear mechanism, the rotational speed is controlled by an electric motor or motor / generator connected to the planetary gear mechanism so as to drive the internal combustion engine at the optimum operating point.
また、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を電動機もしくはモータ・ジェネレータで補い、さらには減速時にエネルギの回生をおこなうことにより、内燃機関による排ガスを低減し、同時に燃費の向上を図るように構成されている。 In addition, the motor or motor / generator compensates for excess or deficiency of the driving force or engine braking force, and further regenerates energy during deceleration, thereby reducing exhaust gas from the internal combustion engine and simultaneously improving fuel efficiency. ing.
ハイブリッド車の一例が、特許文献1に記載されている。このハイブリッド車は、二つのモータを有し、エンジンと第2のモータとの間に第1のクラッチが設けられ、エンジンの出力軸と出力部材との間に第2のクラッチが設けられている。そして、動力循環などの動力伝達効率が悪化した場合には、第1クラッチを解放し、第2クラッチを係合する。こうすることでエンジンの出力が全部出力部材に伝達され、動力伝達効率の悪化を防止することができる。
An example of a hybrid vehicle is described in
また、特許文献2には、エンジンと四つの回転要素となる二つの遊星歯車と二つのモータジェネレータからなるハイブリッド車の駆動装置が記載されている。
特許文献1の発明では、高速・低負荷時には第2のモータは出力部材から切り離されるので、出力部材に対するトルクの加減を行うことができない。すなわち、エンジンからの動力のみが出力部材に伝達される。そのため、走行状態の変動に伴って、エンジンの運転点が変化してしまい、エンジンの最適な運転点での運転を維持することができないという問題点があった。
In the invention of
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車速や負荷の状態にかかわらず効率の良い運転が可能なハイブリッド車の駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle drive device capable of efficient driving regardless of the vehicle speed and load state.
上記の目的を達成するために、この発明は入力要素と出力要素との間のギヤ比、または反力要素と出力要素との間のギヤ比を変更することで、動力循環状態等の動力伝達効率の低下状態を回避するものである。すなわち、請求項1の発明は、内燃機関の出力トルクと第1駆動力源とのトルクを合成・分配して駆動軸に出力するハイブリッド車の駆動装置において、入力要素および反力要素ならびに出力要素のいずれかとされる四要素のうちの差動作用を行う任意に選択した三要素のうちの所定の入力要素に内燃機関を連結し、その入力要素に対して反力を与える所定の反力要素に第1駆動力源が連結され、入力要素に内燃機関から入力されたトルクと反力要素に第1駆動力源から入力されたトルクとを合成して所定の出力要素にトルクを出力する歯車機構と、前記四要素のうち前記入力要素、反力要素、出力要素の各要素を除いて残る一つの要素に対して、前記内燃機関を前記入力要素から切り換えて連結する切換機構とを有することを特徴とする駆動装置である。
To achieve the above object, it the present invention to modify the formic Ya ratio between formic Ya ratio or the reaction element and the output element, between the output element and input element, the power recirculation state Thus, a state where the power transmission efficiency is reduced is avoided. That is, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1における前記歯車機構を構成する遊星歯車機構が大ピニオンギヤとその大ピニオンギヤより歯数の少ない小ピニオンギヤとを同軸上に一体に連結したステップドピニオン式遊星歯車機構を含んでいることを特徴とする駆動装置である。 According to a second aspect of the present invention, the planetary gear mechanism constituting the gear mechanism according to the first aspect is a stepped pinion type planetary gear in which a large pinion gear and a small pinion gear having a smaller number of teeth than the large pinion gear are integrally connected coaxially. A drive device comprising a gear mechanism.
さらに、請求項3の発明は、請求項1または2において、前記内燃機関から出力部材に伝達される動力と前記内燃機関から前記第1駆動力源に伝達される動力との割合を、負荷と車速とのうちのいずれか一方に応じて変化させる動力割合変更手段を有することを特徴とする制御装置である。
Further, the invention of
また、請求項4の発明は、請求項1ないし3において、前記内燃機関の回転数と第1駆動力源の回転数または出力軸回転数とが一致したときに、前記切換機構を動作させて前記内燃機関を前記入力要素から前記残る一つの要素に切り換えて連結させる切換制御手段を有することを特徴とする駆動装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the switching mechanism is operated when the rotational speed of the internal combustion engine matches the rotational speed of the first driving force source or the rotational speed of the output shaft. A drive device comprising switching control means for switching and connecting the internal combustion engine from the input element to the remaining one element .
また、請求項5の発明は、少なくとも四要素からなる差動作用を有する動力分配機構の入力要素に内燃機関が連結され、前記動力分配機構の複数の反力要素のそれぞれに選択的に第1駆動力源が連結され、前記動力分配機構の出力要素に第2駆動力源が連結されているハイブリッド車の駆動装置において、前記第1駆動力源を連結する反力要素を車両の走行状態に応じて選択的に切り換える切換機構と、前記切換機構の係合・解放状態に応じて、各遊星歯車機構の回転要素を各遊星歯車機構のギヤ比に応じた間隔を空けて平行に配列した線によって表す共線図における、第1駆動力源が接続された反力要素の位置を変化させる動力分配機構とを有していることを特徴とする駆動装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, an internal combustion engine is connected to an input element of a power distribution mechanism having a differential action consisting of at least four elements, and a first is selectively applied to each of the plurality of reaction force elements of the power distribution mechanism. In a hybrid vehicle driving apparatus in which a driving force source is connected and a second driving force source is connected to an output element of the power distribution mechanism, a reaction force element that connects the first driving force source is set to a traveling state of the vehicle. A switching mechanism that selectively switches in accordance with the switching mechanism, and a line in which the rotating elements of the planetary gear mechanisms are arranged in parallel at intervals according to the gear ratio of the planetary gear mechanisms according to the engaged / released state of the switching mechanism. And a power distribution mechanism that changes the position of the reaction force element to which the first driving force source is connected.
さらに、請求項6の発明は、少なくとも四要素からなる差動作用を有する動力分配機構の入力要素に内燃機関が連結され、前記動力分配機構の複数の反力要素のそれぞれに選択的に第1駆動力源が連結され、前記動力分配機構の出力要素に第2駆動力源が連結されているハイブリッド車の駆動装置において、前記内燃機関を連結する入力要素を車両の走行状態に応じて選択的に切り換える切換機構と、前記切換機構の係合・解放状態に応じて、各遊星歯車機構の回転要素を各遊星歯車機構のギヤ比に応じた間隔を空けて平行に配列した線によって表す共線図における、内燃機関が接続された入力要素の位置を変化させる動力分配機構とを有していることを特徴とする駆動装置である。
請求項7の発明は、請求項2ないし4のいずれかの発明において、前記切換機構は、前記内燃機関を前記入力要素から前記残る一つの要素に切り換えて連結する構成に代えて、前記第1駆動力源を前記残る一つの要素に切り換えて連結する構成とされていることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置である。
そして、請求項8の発明は、請求項7の発明において、前記内燃機関の回転数と第1駆動力源の回転数または出力軸回転数とが一致したときに、前記切換機構を動作させた前記第1駆動力源を前記反力要素から前記残る一つの要素に切り換えて連結させる切換制御手段を有することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置である。
Further, in the invention of
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the second to fourth aspects, the switching mechanism is configured to switch the internal combustion engine from the input element to the remaining one element and connect the first engine. A driving apparatus for a hybrid vehicle, characterized in that a driving force source is connected to the remaining one element.
According to an eighth aspect of the invention, in the seventh aspect of the invention, the switching mechanism is operated when the rotational speed of the internal combustion engine matches the rotational speed of the first driving force source or the rotational speed of the output shaft. A hybrid vehicle drive device comprising switching control means for switching and connecting the first driving force source from the reaction force element to the remaining one element.
請求項1ないし2または5ないし7の発明によれば、第1駆動力源もしくは内燃機関が接続される動力分配機構の反力要素もしくは入力要素を車両の走行状態によって切り換えることにより適切な運転モードが設定することができる。そのため、内燃機関の回転数を一定にしたまま第1駆動力源の回転数を下げることができ、動力循環状態などの動力伝達効率が低下する状態を回避することができる。また、第1駆動力源に対する内燃機関の反力を低下させることができるので、第1駆動力源の大型化を抑えることができる。 According to the first or second aspect of the invention or the fifth to seventh aspects of the invention, the first driving force source or the reaction force element or the input element of the power distribution mechanism to which the internal combustion engine is connected is switched depending on the traveling state of the vehicle. The mode can be set. Therefore, the rotation speed of the first driving force source can be lowered while keeping the rotation speed of the internal combustion engine constant, and a state where power transmission efficiency such as a power circulation state is reduced can be avoided. Moreover, since the reaction force of the internal combustion engine with respect to the first driving force source can be reduced, an increase in the size of the first driving force source can be suppressed.
また、請求項3の発明によれば、低速・高負荷時には第1駆動力源に対する内燃機関の反力を低下させることができるので、第1駆動力源を小型化することができる。また、高速・低負荷時には内燃機関から駆動軸に伝達される動力を低下させ、第2駆動力源により加減される動力を増加させることで、動力循環状態などの動力伝達効率が低下する状態を回避することができる。なお、高速・低負荷時には内燃機関の出力トルクが小さくなるので第1駆動力源に対する内燃機関の反力を低下させることができるので、第1駆動力源の大型化を抑えることができる。
According to the invention of
さらに、請求項4または8の発明によれば、内燃機関の回転数と第1の駆動力源の回転数または出力軸回転数とが等しい時に反力要素もしくは入力要素の切換がおこなわれる。そのため、各要素間における相対回転が発生せず、切換時のショックが発生しない。また、引きずり損失などの損失を低減することができる。 According to the invention of claim 4 or 8 , the reaction force element or the input element is switched when the rotational speed of the internal combustion engine is equal to the rotational speed of the first driving force source or the output shaft rotational speed. Therefore, relative rotation between the elements does not occur, and a shock at the time of switching does not occur. Further, loss such as drag loss can be reduced.
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図1はこの発明の対象とする車両の駆動装置を概念的に示すスケルトン図である。本駆動装置は、エンジン1と、第1モータ・ジェネレータ2と、このエンジン1の動力を第1モータ・ジェネレータ2および出力軸33に分配する動力分配機構22と、第2モータ・ジェネレータ3とを主体として構成されている。
Next, the present invention will be described based on specific examples. FIG. 1 is a skeleton diagram conceptually showing a vehicle drive apparatus to which the present invention is applied. The drive device includes an
エンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度(吸気量)や燃料供給量、着火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。そのエンジン1の制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置(ECU)100によっておこなうように構成されている。
The
また、第1モータ・ジェネレータ2は、例えば同期電動機を用いることが可能であり、この第1モータ・ジェネレータ2は、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成されている。さらに第1モータ・ジェネレータ2にはインバータ(図示せず)を介してバッテリー(図示せず)が電気的に接続されている。そして、前記インバータ(図示せず)を電子制御装置(ECU)100により制御することにより、第1モータ・ジェネレータ2の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。なお、第1モータジェネレータ2のステータ4はケーシング34に固定されており、回転しないようになっている。
The first motor /
図1に示す例においては、動力分配機構22は第1遊星歯車機構15と第2遊星歯車機構21とから構成されている。シングルピニオン型の第2遊星歯車機構21における内歯歯車であるリングギヤ17がサンギヤ32と同心円上に配置されている。そして、これらサンギヤ32とリングギヤ17とに噛み合っている小ピニオンギヤ16が、その中心軸線を中心に自転し、キャリヤ18の自転によって公転するようにキャリヤ18によって保持されている。
In the example shown in FIG. 1, the
その小ピニオンギヤ16は、いわゆるステップドピニオンギヤとして構成されている。すなわち、小ピニオンギヤ16より大径の大ピニオンギヤ19が、同一軸線上に並べて一体化されている。その大ピニオンギヤ19が、前記第2遊星歯車機構21におけるサンギヤ32より小径の第2のサンギヤ20に噛み合っている。すなわち第2のサンギヤ20と、大小のピニオンギヤ19,16(すなわちステップドピニオンギヤ)と、これを保持しているキャリヤ18と、前記リングギヤ17とによって第1の遊星歯車機構15が構成されている。したがって第2の遊星歯車機構21におけるサンギヤ32が第1の遊星歯車機構15における第2のサンギヤ20より大径であり、かつリングギヤ17を共用しているので、第1の遊星歯車機構15におけるギヤ比(サンギヤとリングギヤとの歯数の比)ρ1が、第2の遊星歯車機構21のギヤ比ρ2より小さくなっている。
The
そして、第1遊星歯車機構21におけるリングギヤ17に出力軸33が連結されている。また、サンギヤ32はワンウェイクラッチF1を介して第1モータ・ジェネレータ2のロータ5と連結されている。また、第2のサンギヤ20はクラッチC1を介して第1モータ・ジェネレータ2のロータ5と連結されている。さらに、キャリア18はエンジン1と連結されている。そして、出力軸33はディファレンシャル8と連結され、ディファレンシャル8はドライブシャフト9を介して車輪10と連結されている。
The
出力軸33と第2モータ・ジェネレータ(MG2)3のロータ7とは、変速機11を介して連結されている。さらに前記第2モータ・ジェネレータ3は、インバータ(図示せず)を経由してバッテリー(図示せず)に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置(ECU)100によりインバータを制御することにより、第2モータ・ジェネレータ3の力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクおよび回転数を制御するように構成されている。なお、第2モータ・ジェネレータ3のステータ6はケーシング34に固定されている。
The
変速機11は、遊星歯車機構により構成されている。この遊星歯車機構は外歯歯車であるサンギヤ12と、そのサンギヤ12に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ14と、これらサンギヤ12とリングギヤ14とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ13とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。第1の回転要素であるキャリヤ13はケーシング34に固定されており、回転しないようになっている。
The transmission 11 is constituted by a planetary gear mechanism. This planetary gear mechanism rotates a
これに対して第2の回転要素であるサンギヤ12に、第2モータ・ジェネレータ3のロータ7が連結されている。また第3の回転要素であり、変速機11の出力要素であるリングギヤ14が出力軸33に連結されており、第2モータ・ジェネレータ3で発生した動力を変速機11で減速させ、出力軸33に加減するようになっている。
On the other hand, the rotor 7 of the second motor /
エンジン1の最適燃費運転は、第1モータ・ジェネレータ2の回転数を高低に変化させることにより、エンジン1の回転数を連続的に(無段階に)変化させることでおこなわれる。すなわち、エンジン1の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する無段変速制御は、第1モータ・ジェネレータ2の回転数を制御することによっておこなうことができる。なお、このように遊星歯車機構により構成された動力分配機構22を用いて動力を分配する方式のハイブリッド駆動装置は機械分配式ハイブリッド駆動装置と呼ばれる。
The optimum fuel efficiency operation of the
次に、各変速段の切換とブレーキ等の組み合わせとについて図2および図3を使用して説明する。なお、図2の「ON」は係合を表し、「OFF」は解放を表す。なお、図3に示す「MG1」は第1モータ・ジェネレータ2を、「MG2」は第2モータ・ジェネレータ3を表す。
Next, the switching of each gear and the combination of brakes will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, “ON” represents engagement, and “OFF” represents release. In FIG. 3, “MG1” represents the first motor /
車速が低い間は低速側に設定される。低速側はクラッチC1を係合し、ワンウェイクラッチF1が解放されることで設定される。これにより、第1モータ・ジェネレータ2の出力トルクはクラッチC1を経由してサンギヤ20に入力される。これにより、図3(a)に示す状態となり、第1モータ・ジェネレータ2の回転数は出力回転数よりも高回転数となる。
While the vehicle speed is low, it is set to the low speed side. The low speed side is set by engaging the clutch C1 and releasing the one-way clutch F1. As a result, the output torque of the first motor /
車速が上昇し第1モータ・ジェネレータ2の回転数と、出力回転数が等しくなると、低速側から高速側への切換がおこなわれる。すなわち、クラッチC1を解放し、ワンウェイクラッチF1が係合されることで設定される。つまり、動力分配機構22の反力要素を切り換えることになる。すなわち、図3(b)に示すようになり、エンジン1の回転数を維持したまま、第1モータ・ジェネレータ2の接続位置が切り換えられる。
When the vehicle speed increases and the rotational speed of the first motor /
車速すなわち出力回転数がさらに上昇すると、図3(c)に示すように、第1モータ・ジェネレータ2の回転数は低下するが、サンギヤ20とサンギヤ32とが切り換えられており、リングギヤ17とサンギヤ32との間のギヤ比が低速時に比べて低くなっているので、第1モータ・ジェネレータ2の回転数は負回転になることはなく、動力循環状態等の動力伝達効率が低下する状態を回避することができる。
When the vehicle speed, that is, the output rotational speed further increases, as shown in FIG. 3C, the rotational speed of the first motor /
すなわち、第1モータ・ジェネレータ2が接続される動力分配機構22のサンギヤ20とサンギヤ32とが車両の走行状態によって切り換えられることにより適切な運転モードが設定することができる。そのため、エンジン1の回転数を一定にしたまま第1モータ・ジェネレータ2の回転数を下げることができ、動力循環状態などの動力伝達効率が低下する状態を回避することができる。また、第1モータ・ジェネレータ2に対するエンジン1の反力を低下させることができるので、第1モータ・ジェネレータ2を小型化することができる。
That is, an appropriate operation mode can be set by switching the
また、低速・高負荷時には第1モータ・ジェネレータ2に対するエンジン1の反力を低下させることができるので、第1モータ・ジェネレータ2を小型化することができる。また、高速・低負荷時にはエンジン1から出力軸33に伝達される動力を低下させ、第2モータ・ジェネレータ3により加減される動力を増加させることで、動力循環状態などの動力伝達効率が低下する状態を回避することができる。なお、高速・低負荷時にはエンジン1の出力トルクが小さくなるので第1モータ・ジェネレータ2に対するエンジン1の反力を低下させることができ、第1モータ・ジェネレータ2の大型化を抑えることができる。
In addition, since the reaction force of the
さらに、エンジン1の回転数と第1モータ・ジェネレータ2の回転数または出力軸回転数とが等しい時に動力分配機構22のサンギヤ20とサンギヤ32とが切換えられる。そのため、各要素間における相対回転が発生せず、切換時のショックが発生しない。また、引きずり損失や熱損失、クラッチの係合に必要な油圧損失などの損失を低減することができる。
Further, the
つぎに、この発明の対象となるパワートレーンの他の実施例を以下に説明する。図4は、この発明の対象とする他の例の車両のパワートレーンを概念的に示すスケルトン図である。なお、図4の実施例において図1の構成と同じ構成については図1と同じ符号を付してある。また、図4に示す実施例は、図1に示す実施例の変形例であり、図1の構成と同じ部分について得られる作用・効果は同一である。 Next, another embodiment of the power train that is an object of the present invention will be described below. FIG. 4 is a skeleton diagram conceptually showing a power train of a vehicle according to another example of the present invention. In the embodiment of FIG. 4, the same components as those of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those of FIG. Further, the embodiment shown in FIG. 4 is a modification of the embodiment shown in FIG. 1, and the operations and effects obtained for the same parts as those in the configuration of FIG. 1 are the same.
図4に示す例においては、動力分配機構23は第1遊星歯車機構24と第2遊星歯車機構25とから構成されている。第2遊星歯車機構25におけるサンギヤ31と同心円上に配置されている内歯歯車であるリングギヤ29が設けられている。そして、これらサンギヤ31とリングギヤ29とに噛み合っている小ピニオンギヤ28が、その中心軸線を中心に自転し、キャリヤ30の自転によって公転するようにキャリヤ30によって保持されている。
In the example shown in FIG. 4, the
その小ピニオンギヤ28は、いわゆるステップドピニオンギヤとして構成されている。すなわち、小ピニオンギヤ28より大径の大ピニオンギヤ26が、同一軸線上に並べて一体化されている。その大ピニオンギヤ26が、前記第2遊星歯車機構25におけるリングギヤ29より大径の第2のリングギヤ27に噛み合っている。すなわち第2のリングギヤ27と、大小のピニオンギヤ26,28(すなわちステップドピニオンギヤ)と、これを保持しているキャリヤ30と、前記サンギヤ31とによって第1の遊星歯車機構24が構成されている。したがって第2の遊星歯車機構25におけるリングギヤ29が第1の遊星歯車機構24におけるリングギヤ27より小径であり、かつサンギヤ31を共用しているので、第1の遊星歯車機構24におけるギヤ比(サンギヤとリングギヤとの歯数の比)ρ1が、第2の遊星歯車機構25のギヤ比ρ2より大きくなっている。
The small pinion gear 28 is configured as a so-called stepped pinion gear. That is, the
そして、第2遊星歯車機構25におけるサンギヤ31に第1モータ・ジェネレータ(MG1)2のロータ5が連結されている。リングギヤ29はクラッチC1を介してエンジン1と連結されている。さらにキャリア30はワンウェイクラッチF1を介してエンジン1と連結されている。そして、リングギヤ27は出力軸33と連結されている。そして、出力軸33はディファレンシャル8と連結され、ディファレンシャル8はドライブシャフト9を介して車輪10と連結されている。
The
次に、各変速段の切換とブレーキ等の組み合わせとについて図5および図6を使用して説明する。なお、図5の「ON」は係合を表し、「OFF」は解放を表す。なお、図6に示す「MG1」は第1モータ・ジェネレータ2を、「MG2」は第2モータ・ジェネレータ3を表す。
Next, switching of each gear position and a combination of brakes and the like will be described with reference to FIGS. Note that “ON” in FIG. 5 represents engagement, and “OFF” represents release. In FIG. 6, “MG1” represents the first motor /
車速が低い間は低速側に設定される。低速側はクラッチC1を係合し、ワンウェイクラッチF1が解放されることで設定される。これにより、エンジン1の出力トルクはクラッチC1を経由してリングギヤ29に入力される。これにより、図6(a)に示す状態となり、第1モータ・ジェネレータ2の回転数は出力回転数よりも高回転数となる。
While the vehicle speed is low, it is set to the low speed side. The low speed side is set by engaging the clutch C1 and releasing the one-way clutch F1. As a result, the output torque of the
車速が上昇し第1モータ・ジェネレータ2の回転数と、エンジン1の回転数が等しくなると、低速側から高速側への切換がおこなわれる。すなわち、クラッチC1を解放し、ワンウェイクラッチF1が係合されることで設定される。つまり、動力分配機構23の入力要素を切り換えることになる。すなわち、図6(b)に示すようになり、エンジン1の回転数を維持したまま、エンジン1の接続位置が切り換えられる。
When the vehicle speed increases and the rotation speed of the first motor /
車速すなわち出力回転数がさらに上昇すると、図6(c)に示すように、第1モータ・ジェネレータ2の回転数は低下するが、リングギヤ29とキャリア30とが切り換えられており、サンギヤ31とキャリア30との間のギヤ比が低速時に比べて低くなっているので、第1モータ・ジェネレータ2の回転数は負回転になることはなく、動力循環状態等の動力伝達効率が低下する状態を回避することができる。
When the vehicle speed, that is, the output rotational speed further increases, as shown in FIG. 6C , the rotational speed of the first motor /
すなわち、第1モータ・ジェネレータ2が接続される動力分配機構23のリングギヤ29とキャリア30とを車両の走行状態によって切り換えることにより適切な運転モードが設定することができる。そのため、エンジン1の回転数を一定にしたまま第1モータ・ジェネレータ2の回転数を下げることができ、動力循環状態などの動力伝達効率が低下する状態を回避することができる。また、第1モータ・ジェネレータ2に対するエンジン1の反力を低下させることができるので、第1モータ・ジェネレータ2を小型化することができる。
That is, an appropriate operation mode can be set by switching the
また、低速・高負荷時には第1モータ・ジェネレータ2に対するエンジン1の反力を低下させることができるので、第1モータ・ジェネレータ2を小型化することができる。また、高速・低負荷時にはエンジン1から出力軸33に伝達される動力を低下させ、第2モータ・ジェネレータ3により加減される動力を増加させることで、動力循環状態などの動力伝達効率が低下する状態を回避することができる。なお、高速・低負荷時にはエンジン1の出力トルクが小さくなるので第1モータ・ジェネレータ2に対するエンジン1の反力を低下させることができ、第1モータ・ジェネレータ2の大型化を抑えることができる。
In addition, since the reaction force of the
さらに、エンジン1の回転数と第1モータ・ジェネレータ2の回転数または出力軸回転数とが等しい時に動力分配機構23のリングギヤ29とキャリア30とが切換えられる。そのため、各要素間における相対回転が発生せず、切換時のショックが発生しない。また、引きずり損失などの損失を低減することができる。
Further, the
ここで、上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、エンジン1が「内燃機関」に相当する。また、第1モータ・ジェネレータ2が「第1の駆動力源」に相当し、第2モータ・ジェネレータ3が「第2の駆動力源」に相当する。そして、動力分配機構22が「歯車機構」および「動力分配機構」に相当し、第1遊星歯車機構15,24と第2遊星歯車機構21,25とが「歯車機構を構成する遊星歯車機構」に相当する。またクラッチC1およびワンウェイクラッチF1が「切換機構」に相当し、出力軸33が「出力部材」に相当する。
Here, the relationship between each of the specific examples described above and the present invention will be briefly described. The
また、クラッチC1は油圧制御式、電磁制御式のいずれでもよい。本実施例では「内燃機関」を使用して熱エネルギを運動エネルギに変換したが、内燃機関の他に外燃機関等を用いてもよい。要は、熱エネルギを運動エネルギに変換する装置であればよい。 The clutch C1 may be either a hydraulic control type or an electromagnetic control type . In this embodiment, the “internal combustion engine” is used to convert heat energy into kinetic energy, but an external combustion engine or the like may be used in addition to the internal combustion engine. In short, any device that converts thermal energy into kinetic energy may be used.
1…エンジン、 2…第1モータ・ジェネレータ、 3…第2モータ・ジェネレータ、 9…ドライブシャフト、 22…動力分配機構、 11…変速機、 15,24…第1遊星歯車機構、 21、25…第2遊星歯車機構、 C1…クラッチ、 F1…ワンウェイクラッチ、 33…出力軸。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
入力要素および反力要素ならびに出力要素のいずれかとされる四要素のうちの差動作用を行う任意に選択した三要素のうちの所定の入力要素に内燃機関を連結し、その入力要素に対して反力を与える所定の反力要素に第1駆動力源が連結され、入力要素に内燃機関から入力されたトルクと反力要素に第1駆動力源から入力されたトルクとを合成して所定の出力要素にトルクを出力する歯車機構と、
前記四要素のうち前記入力要素、反力要素、出力要素の各要素を除いて残る一つの要素に対して、前記内燃機関を前記入力要素から切り換えて連結する切換機構と
を有することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。 In the hybrid vehicle drive device for combining and distributing the output torque of the internal combustion engine and the torque of the first driving force source and outputting the resultant to the drive shaft ,
An internal combustion engine is connected to a predetermined input element of arbitrarily selected three elements that perform a differential action among four elements that are any one of an input element, a reaction force element, and an output element , and the input element A first driving force source is connected to a predetermined reaction force element that gives a reaction force, and a torque input from the internal combustion engine to the input element and a torque input from the first driving force source to the reaction element are combined to determine a predetermined value. A gear mechanism for outputting torque to the output element of
It said input element of said four elements, the reaction element, to one of the elements remains except for the elements of the output element, and a switching mechanism for connecting the inside燃機function switches the input main iodination et al A drive device for a hybrid vehicle.
前記第1駆動力源を連結する反力要素を車両の走行状態に応じて選択的に切り換える切換機構と、
前記切換機構の係合・解放状態に応じて、各遊星歯車機構の回転要素を各遊星歯車機構のギヤ比に応じた間隔を空けて平行に配列した線によって表す共線図における、第1駆動力源が接続された反力要素の位置を変化させる動力分配機構とを有していることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。 An internal combustion engine is connected to an input element of a power distribution mechanism having a differential action composed of at least four elements, a first driving force source is selectively connected to each of the plurality of reaction force elements of the power distribution mechanism, and the power In the hybrid vehicle drive device in which the second drive power source is connected to the output element of the distribution mechanism,
A switching mechanism for selectively switching a reaction force element connecting the first driving force source according to a running state of the vehicle;
First drive in a collinear diagram represented by lines arranged in parallel at intervals according to the gear ratio of each planetary gear mechanism according to the engagement / release state of the switching mechanism And a power distribution mechanism for changing a position of a reaction force element to which a force source is connected.
前記内燃機関を連結する入力要素を車両の走行状態に応じて選択的に切り換える切換機構と、
前記切換機構の係合・解放状態に応じて、各遊星歯車機構の回転要素を各遊星歯車機構のギヤ比に応じた間隔を空けて平行に配列した線によって表す共線図における、内燃機関が接続された入力要素の位置を変化させる動力分配機構とを有していることを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。 An internal combustion engine is connected to an input element of a power distribution mechanism having a differential action composed of at least four elements, a first driving force source is selectively connected to each of the plurality of reaction force elements of the power distribution mechanism, and the power In the hybrid vehicle drive device in which the second drive power source is connected to the output element of the distribution mechanism,
A switching mechanism that selectively switches the input element connecting the internal combustion engine according to the running state of the vehicle;
In accordance with the engagement / release state of the switching mechanism, the internal combustion engine in a collinear diagram represented by lines arranged in parallel with intervals corresponding to the gear ratio of each planetary gear mechanism with the rotation elements of each planetary gear mechanism A drive device for a hybrid vehicle, comprising: a power distribution mechanism that changes a position of the connected input element.
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