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JP6301991B2 - ハイブリッド車両システム - Google Patents

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JP6301991B2
JP6301991B2 JP2016066475A JP2016066475A JP6301991B2 JP 6301991 B2 JP6301991 B2 JP 6301991B2 JP 2016066475 A JP2016066475 A JP 2016066475A JP 2016066475 A JP2016066475 A JP 2016066475A JP 6301991 B2 JP6301991 B2 JP 6301991B2
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Japan
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engine
motor
clutch
hybrid vehicle
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知洋 森田
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    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/24—Using the vehicle's propulsion converter for charging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/182—Selecting between different operative modes, e.g. comfort and performance modes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B60K2006/268—Electric drive motor starts the engine, i.e. used as starter motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4808—Electric machine connected or connectable to gearbox output shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
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Description

本発明は、ハイブリッド車両システムに関する。
車両の駆動源としてエンジン及び駆動モータを備えたハイブリッド車両が知られている。従来の車両の多くは、エンジンの出力トルクにより駆動されて自動変速装置内のクラッチや変速機構等に供給される油圧を発生する機械式のオイルポンプを備えている。かかる機械式のオイルポンプでは、エンジンが停止している状態では、自動変速装置へと作動油が供給されず、油圧は上昇しない。このため、ハイブリッド車両において、エンジンの停止状態で駆動モータから出力されるトルクのみによる車両の発進を可能とするために、自動変速装置内の作動油の油圧を確保するための電動式オイルポンプを備えたシステムがある。
例えば、特許文献１及び２には、エンジンの出力トルクを利用して油圧を発生する第１油圧ポンプ以外に、制御装置により制御されるオイルポンプ用電動モータに連結された第２油圧ポンプを備えたハイブリッド車両が開示されている。かかるハイブリッド車両では、エンジンの停止時において第１油圧ポンプが停止するものの、第２油圧ポンプが駆動されるために所定の油圧が確保される。
また、特許文献３には、変速機構の入力軸に接続されて駆動される機械式の第１油圧ポンプ以外に、補機用の車載のバッテリで駆動可能なモータにより駆動される電動式の第２油圧ポンプを備えたハイブリッド車両が開示されている。かかるハイブリッド車両では、車両停止時や車両低速走行時等、機械式の第１油圧ポンプによる油圧が不十分となるときに第２油圧ポンプが駆動されて、所定の油圧が確保される。
特開平１０−３２４１７７号公報 特開２０１４−１８０９６５号公報 特開２００３−２９４１２４号公報
しかしながら、特許文献１〜３に記載されたハイブリッド車両に備えられた電動式の第２油圧ポンプは、いずれもエンジンの停止時、車両の停止時、あるいは、車両の低速走行時であって油圧が不十分な場合にのみ駆動されるポンプである。つまり、電動式の第２油圧ポンプは、車両使用中の多くの期間には一切機能しておらず、有効活用されていない。継続的に油圧を発生させるためには、油圧ポンプを駆動させるためのモータには所定程度の連続定格出力（例えば４〜５ｋＷ）が要求されるが、使用期間が限られているにもかかわらず、このようなモータを車両に搭載することは非効率である。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、オイルポンプを駆動するためにのみ備えられるモータを無くしつつ、エンジンや車両の停止時においても自動変速装置内の油圧を確保可能な、新規かつ改良されたハイブリッド車両システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、駆動輪に伝達されるトルクを出力可能なエンジンと、エンジンに連設され駆動輪に伝達されるトルクを出力可能な第１のモータジェネレータと、少なくともエンジン及び第１のモータジェネレータのうちのいずれか一方から出力されるトルクを所定の変速比で変換する変速機構と、第１のモータジェネレータと変速機構との間での動力伝達の可否を切替可能な伝達クラッチと、伝達クラッチを開放した状態で駆動輪に伝達されるトルクを出力可能な第２のモータジェネレータと、第１のモータジェネレータのモータ軸に連結されてモータ軸の回転により駆動されるオイルポンプと、ハイブリッド車両システムを制御する制御装置と、を備え、制御装置は、第２のモータジェネレータの出力トルクにより駆動輪を駆動させるシングルモータＥＶ走行モードを実行する間、伝達クラッチを開放させ、第１のモータジェネレータの出力トルクを利用してオイルポンプを駆動させる、ハイブリッド車両システムが提供される。
エンジンと第１のモータジェネレータとの間での動力伝達の可否を切替可能なエンジンクラッチを備えてもよい。
エンジンクラッチが、第１のモータジェネレータの内部に設けられてもよい。
第２のモータジェネレータは、変速機構の入力側に接続されてもよい。
第２のモータジェネレータは、変速機構の出力側に接続されてもよい。
変速機構と第２のモータジェネレータとの間に、動力伝達の可否を切替可能な出力側伝達クラッチを備えてもよい。
伝達クラッチ、エンジンクラッチ、又は、出力側伝達クラッチは、供給される油圧の上昇時に締結されるクラッチであってもよい。
オイルポンプを第１のオイルポンプとしたときに、エンジンのクランクシャフトに連結されエンジンの出力トルクにより駆動される第２のオイルポンプを備えてもよい。
制御装置は、エンジンの出力トルクと、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方の出力トルクと、により駆動輪を駆動させるハイブリッド走行モードと、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方の出力トルクにより駆動輪を駆動させるモータ走行モードと、を実行可能であってもよい。
制御装置は、エンジンを始動させる際に、伝達クラッチを開放させた状態で第１のモータジェネレータの出力トルクを利用してエンジンをクランキングさせて、エンジンを始動させてもよい。
制御装置は、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータから出力されるトルクにより駆動輪を駆動させるツインモータＥＶ走行モードを実行する間、エンジンと第１のモータジェネレータとの間での動力伝達の可否を切替可能なエンジンクラッチを開放させてもよい。
以上説明したように本発明によれば、オイルポンプを駆動するためにのみ備えられるモータを無くしつつ、エンジンや車両の停止時においても油圧を確保することができる。
本発明の実施の形態にかかるハイブリッド車両システムの構成例を示す模式図である。 同実施形態にかかるハイブリッド車両システムの走行モードの例を示す説明図である。 走行モード切り替え用のマップの一例を示す説明図である。 エンジン走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システムの状態を示す説明図である。 第１のモータジェネレータによるシングルモータＥＶ走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システムの状態を示す説明図である。 第２のモータジェネレータによるシングルモータＥＶ走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システムの状態を示す説明図である。 ツインモータＥＶ走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システムの状態を示す説明図である。 ハイブリッド走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システムの状態を示す説明図である。 モータ走行モードからエンジンを始動させてハイブリッド走行モードに切り替える際のハイブリッド車両システムの状態を示す説明図である。 参考例にかかるハイブリッド車両システムを示す説明図である。 参考例にかかるハイブリッド車両システムの作動状態を示すタイミングチャートである。 同実施形態にかかるハイブリッド車両システムの作動状態を示すタイミングチャートである。 変形例にかかるハイブリッド車両システムの構成例を示す模式図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜１．ハイブリッド車両システムの基本構成＞
まず、図１を参照して、本発明の実施の形態にかかるハイブリッド車両システム１の基本構成について説明する。
図１は、ハイブリッド車両システム１の構成例を示している。かかるハイブリッド車両システム１は、エンジン１０と、第１のモータジェネレータ２０と、第２のモータジェネレータ５０とを備え、エンジン１０、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０を駆動源として併用可能なハイブリッド車両システムである。かかるハイブリッド車両システム１では、走行モードが、エンジン走行モードと、シングルモータＥＶ走行モードと、ツインモータＥＶ走行モードと、ハイブリッド走行モードとで切り替えられながら、車両の駆動力制御が行われる。
本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１において、エンジン走行モードは、エンジン１０から出力されるトルクにより車両を駆動するモードである。シングルモータＥＶ走行モードは、第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ５０から出力されるトルクにより車両を駆動するモードである。ツインモータＥＶ走行モードは、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０から出力されるトルクにより車両を駆動するモードである。ハイブリッド走行モードは、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０のうちの少なくとも一方から出力されるトルクと、エンジン１０から出力されるトルクとにより車両を駆動するモードである。
エンジン１０は、ガソリン等を燃料としてトルクを生成する内燃機関であり、出力軸としてのクランクシャフト１１を有する。クランクシャフト１１は、自動変速装置５内に延設されている。また、クランクシャフト１１には、ギヤ列１３を介して機械式のオイルポンプ１５が連結されている。機械式のオイルポンプ１５は、エンジン１０のクランクシャフト１１の回転により駆動されて、自動変速装置５に向けて作動油を供給する。自動変速装置５に供給される作動油は、バルブユニット８０を介して自動変速機構としての無段変速機構（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）３０及び各クラッチに供給される。
また、かかるオイルポンプ１５は、前輪側出力軸５３、後輪側出力軸７３、ＣＶＴ３０のプライマリ軸３３又はセカンダリ軸３７に対して、図示しないギヤ機構を介して連結されていてもよい。オイルポンプ１５が前輪側出力軸５３又は後輪側出力軸７３に対して連結されている場合、駆動輪７０，７５の回転によってもオイルポンプ１５が駆動され得る。オイルポンプ１５がプライマリ軸３３又はセカンダリ軸３７に対して連結されている場合、第２の伝達クラッチ６３が締結されている間、駆動輪７０，７５の回転によってもオイルポンプ１５が駆動され得る。本実施形態のハイブリッド車両システム１では、オイルポンプ１５は、クランクシャフト１１及び前輪側出力軸５３に対して連結され、クランクシャフト１１又は前輪側出力軸５３のうち、回転数がより高い方の回転により駆動されるようになっている。
自動変速装置５は、第１のモータジェネレータ２０と、第２のモータジェネレータ５０と、ＣＶＴ３０と、エンジンクラッチ６１と、第１の伝達クラッチとしての前後進切替クラッチ４０と、第２の伝達クラッチ（出力側伝達クラッチ）６３と、トランスファクラッチ６５とを備える。バルブユニット８０は、電磁弁等の複数の制御弁を備え、トランスミッション制御装置（トランスミッションＥＣＵ）３００により制御される。トランスミッションＥＣＵ３００が、ＣＶＴ３０又は各クラッチの作動要求に応じてこれらの複数の制御弁を制御することにより、各作動部へと供給される作動油の流量が調節され、油圧が調整される。
エンジン１０と第１のモータジェネレータ２０とはエンジンクラッチ６１を介して配列される。エンジン１０のクランクシャフト１１と、第１のモータジェネレータ２０のモータ軸２１との間には、クランクシャフト１１とモータ軸２１との間を締結又は開放するエンジンクラッチ６１が設けられている。エンジンクラッチ６１が締結状態にあるときに、クランクシャフト１１とモータ軸２１との間で動力を伝達することができる。例えば、エンジンクラッチ６１は、油圧が小さい場合に開放され、油圧の上昇時に締結されてもよい。これにより、モータ走行モード中には油圧の上昇に用いられる電力を低減することができる。
本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１では、第１のモータジェネレータ２０の内部にエンジンクラッチ６１が設けられ、第１のモータジェネレータ２０とエンジンクラッチ６１とが一体化されている。これにより、クランクシャフト１１あるいはモータ軸２１の軸方向に沿う方向の自動変速装置５の幅が小さくなり、省スペース化が図られている。例えば、第１のモータジェネレータ２０の中央部であってロータ及びステータの内側に空間を設け、当該空間内にエンジンクラッチ６１を配置することにより、かかる構成が実現され得る。
第１のモータジェネレータ２０は、例えば、三相交流式のモータであり、インバータ９０を介して高電圧バッテリ９５に接続されている。第１のモータジェネレータ２０は、高電圧バッテリ９５の電力を用いて駆動（力行駆動）されて車両の駆動力を生成する駆動モータとしての機能と、エンジン１０の出力トルクを用いて駆動されて発電する発電機としての機能と、車両の減速時に回生駆動されて駆動輪７０，７５の運動エネルギを用いて発電する発電機としての機能とを有する。さらに、第１のモータジェネレータ２０は、エンジン１０を始動又は停止させるスタータモータとしての機能と、モータ軸２１に連結されたオイルポンプ２５を回転駆動させる駆動モータとしての機能とを併せ持つ。
第１のモータジェネレータ２０をスタータモータ、駆動モータ又はオイルポンプ２５の駆動モータとして機能させる場合、インバータ９０は、高電圧バッテリ９５から供給される直流電力を交流電力に変換し、第１のモータジェネレータ２０を駆動する。また、第１のモータジェネレータ２０を発電機として機能させる場合、インバータ９０は、第１のモータジェネレータ２０で発電された交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ９５に充電する。
上述のとおり、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１では、トルクコンバータではなく、エンジンクラッチ６１を介して、クランクシャフト１１とモータ軸２１との間で動力の伝達が行われる。このため、エンジン１０からトルクを出力させない期間において、第１のモータジェネレータ２０とエンジン１０とを完全に切り離すことにより、第１のモータジェネレータ２０の出力トルクがエンジン１０で消費されることがなくなる。したがって、第１のモータジェネレータ２０からトルクを出力させる場合、あるいは、第１のモータジェネレータ２０を回生駆動させる場合において、第１のモータジェネレータ２０による仕事の効率の低下を抑制することができる。
第１のモータジェネレータ２０のモータ軸２１には、ギヤ式のオイルポンプ２５が組み付けられている。オイルポンプ２５は、エンジン１０の回転、又は、第１のモータジェネレータ２０の回転に伴ってモータ軸２１が回転することによって駆動され、バルブユニット８０に向けて作動油を供給する。かかるオイルポンプ２５は、第１のモータジェネレータ２０により駆動される電動式オイルポンプとして構成される。したがって、エンジン１０が停止している状態においても、第１のモータジェネレータ２０の出力トルクによってオイルポンプ２５が駆動されて、バルブユニット８０に対して油圧を供給することができる。
第１のモータジェネレータ２０のモータ軸２１は、前後進切替クラッチ４０を介して、ＣＶＴ３０のプライマリ軸３３に連設されている。前後進切替クラッチ４０は、プラネタリギヤ４１と、前進クラッチ４３と、後退ブレーキ４５とを備える。前進クラッチ４３及び後退ブレーキ４５を制御することにより、プライマリ軸３３の回転方向が切り替え可能になっている。後退ブレーキ４５が開放され前進クラッチ４３が締結されることにより、第１のモータジェネレータ２０のモータ軸２１がプライマリ軸３３に対して直結される。これにより、エンジン１０又は第１のモータジェネレータ２０の出力トルクが前進クラッチ４３を介してプライマリ軸３３に伝達され、プライマリ軸３３が正転方向に回転し、車両の前進走行が可能となる。
また、前進クラッチ４３が開放され後退ブレーキ４５が締結されることにより、モータ軸２１がプラネタリギヤ４１を介してプライマリ軸３３に連結される。これにより、エンジン１０又は第１のモータジェネレータ２０の出力トルクがプラネタリギヤ４１を介してプライマリ軸３３に伝達され、プライマリ軸３３が逆転方向に回転し、車両の後退走行が可能となる。さらに、前進クラッチ４３及び後退ブレーキ４５がともに開放されることにより、前後進切替クラッチ４０はプライマリ軸３３にエンジン１０又は第１のモータジェネレータ２０の動力を伝達しないニュートラル状態になる。本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１では、かかる前後進切替クラッチ４０が、モータ軸２１とプライマリ軸３３との間の動力伝達の可否を切り替える第１の伝達クラッチに相当する。前進クラッチ４３及び後退ブレーキ４５は、油圧が小さい場合に開放され、油圧の上昇によって締結されてもよい。これにより、モータ走行モード中には油圧の上昇に用いられる電力を低減することができる。
ＣＶＴ３０は、プライマリ軸３３と、当該プライマリ軸３３に平行に配設されたセカンダリ軸３７とを有する。プライマリ軸３３にはプライマリプーリ３１が固定され、セカンダリ軸３７にはセカンダリプーリ３５が固定されている。プライマリプーリ３１及びセカンダリプーリ３５には、ベルト又はチェーンからなる巻き掛け式の動力伝達部材３６が卷回されている。ＣＶＴ３０は、プライマリプーリ３１及びセカンダリプーリ３５上での動力伝達部材３６の巻き掛け半径を変化させてプーリ比を変化させることにより、プライマリ軸３３とセカンダリ軸３７との間において、車両の走行状態に応じた変速比で変換したトルクを伝達する。
セカンダリ軸３７は、ギヤ列３９及び第２の伝達クラッチ６３を介して、前輪側出力軸５３に連結されている。第２の伝達クラッチ６３が、出力側伝達クラッチに相当する。前輪側出力軸５３は、図示しない減速ギヤ及び駆動軸を介して前輪（駆動輪）７０に連設され、前輪側出力軸５３を介して出力される駆動力が駆動輪７０，７５に伝達可能になっている。
前輪側出力軸５３には、ギヤ列５１を介して第２のモータジェネレータ５０が連結されている。第２のモータジェネレータ５０は、エンジンクラッチ６１、前後進切替クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３を介してエンジン１０に連設されている。第２のモータジェネレータ５０は、第１のモータジェネレータ２０と同様、三相交流式のモータであり、インバータ９０を介して高電圧バッテリ９５に接続されている。第２のモータジェネレータ５０は、高電圧バッテリ９５の電力を用いて駆動（力行駆動）されて車両の駆動力を生成する駆動モータとしての機能と、車両の減速時に回生駆動されて駆動輪７０，７５の運動エネルギを用いて発電する発電機としての機能とを有する。
第２のモータジェネレータ５０を駆動モータとして機能させる場合、インバータ９０は、高電圧バッテリ９５から供給される直流電力を交流電力に変換し、第２のモータジェネレータ５０を駆動する。また、第２のモータジェネレータ５０を発電機として機能させる場合、インバータ９０は、第２のモータジェネレータ５０で発電された交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ９５に充電する。第２のモータジェネレータ５０の定格出力と第１のモータジェネレータ２０の定格出力とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第２の伝達クラッチ６３は、セカンダリ軸３７と前輪側出力軸５３との間を締結又は開放する。第２の伝達クラッチ６３が締結状態にあるときに、セカンダリ軸３７と前輪側出力軸５３との間で動力を伝達することができる。一方、第２の伝達クラッチ６３が開放状態にあるときに、ＣＶＴ３０と前輪側出力軸５３とは切り離される。つまり、第２の伝達クラッチ６３が開放状態にあるときには、エンジン１０及び第１のモータジェネレータ２０だけでなく、ＣＶＴ３０も前輪側出力軸５３から切り離される。したがって、第２のモータジェネレータ５０による駆動制御中、自動変速装置５内の必要油圧が減少し、燃費に有利となる。例えば、第２の伝達クラッチ６３は、油圧が小さい場合に開放され、油圧の上昇時に締結されてもよい。これにより、モータ走行モード中には油圧の上昇に用いられる電力を低減することができる。
また、前輪側出力軸５３には、ギヤ列７１及びトランスファクラッチ６５を介して後輪側出力軸７３が連結されている。後輪側出力軸７３は、図示しないプロペラシャフト、減速ギヤ及び駆動軸を介して駆動輪７５に連設され、後輪側出力軸７３を介して出力されるトルクが駆動輪７５に伝達可能になっている。トランスファクラッチ６５は、後輪側出力軸７３へのトルクの伝達の可否を切り替える。トランスファクラッチ６５が締結状態にあるときに、駆動力が後輪側出力軸７３にも伝達され、ハイブリッド車両は４輪駆動モードとなる。また、トランスファクラッチ６５が開放状態にあるときに、駆動力は前輪側出力軸５３のみに伝達され、ハイブリッド車両は前輪駆動モードとなる。
＜２．電子制御系の構成例＞
次に、図１に示したハイブリッド車両システム１の電子制御系の構成例について説明する。
ハイブリッド車両システム１において、エンジン１０は、エンジン制御ユニット（エンジンＥＣＵ）２００により制御される。自動変速装置５は、トランスミッション制御ユニット（トランスミッションＥＣＵ）３００により制御される。第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０は、モータ制御ユニット（モータＥＣＵ）４００により制御される。これらのエンジンＥＣＵ２００、トランスミッションＥＣＵ３００、及び、モータＥＣＵ４００は、システム全体を統合的に制御するハイブリッド制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）１００に接続されている。ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ２００、トランスミッションＥＣＵ３００、及び、モータＥＣＵ４００に制御指令を出力し、車両の走行制御、あるいは、高電圧バッテリ９５の充電制御を行う。
それぞれのＥＣＵは、マイクロコンピュータをはじめとして各種インタフェース又は周辺機器等を備えて構成される。それぞれのＥＣＵは、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信ラインを介して双方向通信可能に接続され、制御情報や制御対象に関連する各種の情報を相互に通信する。以下、それぞれのＥＣＵの機能の概略について説明する。
エンジンＥＣＵ２００は、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御指令を受け、エンジン１０に備えられた各種センサにより検出される情報に基づいて、スロットル開度、点火時期、及び、燃料噴射量等の制御量を算出する。エンジンＥＣＵ２００は、算出された制御量に基づいてスロットル弁、点火プラグ、及び、燃料噴射弁等を駆動し、エンジン１０の出力が制御指令値となるようにエンジン１０を制御する。
モータＥＣＵ４００は、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御指令を受け、インバータ９０を介して第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ５０をそれぞれ制御する。モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ５０の回転数や電圧、電流等の情報に基づいてインバータ９０に対して電流指令や電圧指令を出力し、第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ５０の出力が制御指令値となるように、第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ５０をそれぞれ制御する。
トランスミッションＥＣＵ３００は、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御指令を受けてＣＶＴ３０の変速比を決定し、入力されるトルクを運転状態に応じた適切な変速比に制御する。トランスミッションＥＣＵ３００は、例えば、プライマリプーリ３１及びセカンダリプーリ３５に設けられた図示しない油圧室内の圧力を制御し、可動シーブの位置を調整してシーブ幅を調節することにより、ＣＶＴ３０の変速比を制御する。また、トランスミッションＥＣＵ３００は、ハイブリッドＥＣＵ１００からの制御指令を受けて、エンジンクラッチ６１、前後進切替クラッチ４０、及び、第２の伝達クラッチ６３の断接の制御を行うことで、走行モードの切り替えを行う。トランスミッションＥＣＵ３００は、例えば、各クラッチに供給される油圧を制御することにより、各クラッチの断接を制御する。
本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１において、トランスミッションＥＣＵ３００は、バルブユニット８０に備えられた制御弁を制御することによって、ＣＶＴ３０又は各クラッチに供給される油圧を調節する。なお、ＣＶＴ３０及び各クラッチに供給する油圧を調節するための制御弁は、バルブユニット８０にまとめて備えられていなくてもよく、例えば、ギャラリ室から各作動部へと分配される作動油の油路の途中にそれぞれ制御弁が設けられていてもよい。
＜３．走行モード＞
次に、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１で実行され得る走行モードについて説明する。図２は、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１の走行モードの一例を示している。図３は、走行モードを選択するためのマップの一例を示している。なお、以下の説明中、前後進切替クラッチ４０を第１の伝達クラッチと呼ぶ。また、以下の説明は、トランスファクラッチ６５が締結された４輪駆動モードで車両が制御される場合の例であり、前輪駆動モードの場合には、後輪７５への駆動力又は回生ブレーキ力の伝達は行われない。
図３に例示したように、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１においては、車両の走行に必要な馬力（車速Ｖ×要求駆動力Ｔｒ＿ｔｇｔ）が小さい場合にはシングルモータＥＶ走行モードが選択される。また、必要な馬力が大きくなるにしたがって、ツインモータＥＶ走行モード、ハイブリッド走行モードへと順次切り替えられる。ただし、図３に示したマップはあくまでも一例にすぎず、それぞれの走行モードが選択され得る領域は、適宜設定されてよい。
なお、ハイブリッド車両システム１では、エンジン１０の駆動に用いられる燃料の消費量を抑制するために、エンジン走行モードは、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０を力行制御させることができない場合にのみ選択され得る。
（３−１．エンジン走行モード）
図２に示すように、エンジン走行モードにおいて、エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１０を駆動させる。トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ６１、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３をすべて締結させ、エンジン１０からの出力トルクをＣＶＴ３０に伝達させる。エンジン１０が駆動することにより、オイルポンプ１５が駆動され、自動変速装置５内の油圧が確保され得る。そして、トランスミッションＥＣＵ３００は、ＣＶＴ３０においてエンジン１０から出力されたトルクを所定の変速比に変換して、前輪側出力軸５３に伝達させる。
図４は、エンジン走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システム１の作動状態を示している。エンジン走行モード中において、車両の加速時には、エンジンクラッチ６１、第１の伝達クラッチ４０、及び、第２の伝達クラッチ６３がすべて締結され、エンジン１０から出力されるトルクが、ＣＶＴ３０により所定の変速比に変換されて、駆動輪７０，７５に伝達される。エンジン走行モードでは、オイルポンプ１５及びオイルポンプ２５が駆動され、自動変速装置５内の油圧が確保される。
エンジン走行モード中、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０をゼロトルク状態にするか、あるいは、エンジン１０から出力されるトルクの一部を用いて第１のモータジェネレータ２０の発電制御を行う。また、モータＥＣＵ４００は、第２のモータジェネレータ５０をゼロトルク状態にする。さらに、モータＥＣＵ４００は、車両の減速時において第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０のうちの少なくとも一方を回生駆動させ、車両の運動エネルギを用いて第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０に発電させてもよい。
また、車両が、エンジン走行モードで走行中に減速する際には、例えば、トランスミッションＥＣＵ３００は、第２の伝達クラッチ６３を開放し、かつ、モータＥＣＵ４００が、第２のモータジェネレータ５０を回生駆動することにより、回生ブレーキ力が生成される。あるいは、第２の伝達クラッチ６３が締結されたまま、モータＥＣＵ４００が、第１のモータジェネレータ２０を回生駆動してもよい。第１のモータジェネレータ２０が回生駆動される場合、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ６１を開放してもよい。この状態で、高電圧バッテリ９５の残存容量ＳＯＣが低下している場合、モータＥＣＵ４００は、エンジン１０から出力される余剰のトルクを用いて、第１のモータジェネレータ２０を発電制御してもよい。
（３−２．シングルモータＥＶ走行モード）
（３−２−１．第１のシングルモータＥＶ走行モード）
図２に示すように、第１のモータジェネレータ２０によるシングルモータＥＶ走行モード（以下、「第１のシングルモータＥＶ走行モード」ともいう。）において、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ６１を開放させ、かつ、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３を締結させる。また、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０を力行駆動させ、第１のモータジェネレータ２０から出力されるトルクを、ＣＶＴ３０を介して駆動輪７０，７５に伝達させる。
図５は、第１のシングルモータＥＶ走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システム１の状態を示している。第１のシングルモータＥＶ走行モード中において、車両の加速時には、エンジンクラッチ６１が開放され、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３が締結される。そして、第１のモータジェネレータ２０から出力されるトルクが、ＣＶＴ３０により所定の変速比に変換されて、駆動輪７０，７５に伝達される。第１のシングルモータＥＶ走行モードでは、第１のモータジェネレータ２０が駆動され、オイルポンプ２５が駆動されることから、エンジン１０が停止し、かつ、車両が停止していても、自動変速装置５内の油圧は確保され得る。このため、エンジン１０を停止したまま、第１のシングルモータＥＶ走行モードで車両を始動させることができる。
第１のシングルモータＥＶ走行モード中、車両の減速時において、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０を回生駆動させ、車両の運動エネルギを用いて第１のモータジェネレータ２０に発電させる。また、モータＥＣＵ４００は、第２のモータジェネレータ５０をゼロトルク状態にする。あるいは、モータＥＣＵ４００は、車両の減速時において第２のモータジェネレータ５０を回生駆動させてもよい。第１のモータジェネレータ２０と前輪側出力軸５３との間には、第２の伝達クラッチ６３、ＣＶＴ３０及び第１の伝達クラッチ４０が介在することから、第２のモータジェネレータ５０の回生駆動を優先させることにより、回生発電効率が高められる。
なお、第１のシングルモータＥＶ走行モード中に、高電圧バッテリ９５の残存容量ＳＯＣが低下した場合には、エンジン１０から出力されるトルクを用いて第１のモータジェネレータ２０に発電させるために、他の走行モードに切り替えられる。
（３−２−２．第２のシングルモータＥＶ走行モード）
図２に示すように、第２のモータジェネレータ５０によるシングルモータＥＶ走行モード（以下、「第２のシングルモータＥＶ走行モード」ともいう。）において、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ６１、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３をすべて開放させる。また、モータＥＣＵ４００は、第２のモータジェネレータ５０を力行駆動させ、第２のモータジェネレータ５０から出力されるトルクを駆動輪７０，７５に伝達させる。また、車両が、第２のシングルモータＥＶ走行モードで走行中に減速する際には、第２のモータジェネレータ５０が回生駆動され、回生ブレーキ力が生成される。
図６は、第２のモータジェネレータ５０によるシングルモータＥＶ走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システム１の作動状態を示している。第２のシングルモータＥＶ走行モード中において、車両の加速時には、エンジンクラッチ６１、第１の伝達クラッチ４０、及び、第２の伝達クラッチ６３がすべて開放され、エンジン１０及び第１のモータジェネレータ２０が駆動輪７０，７５から切り離される。したがって、第２のモータジェネレータ５０から出力されるトルクの制御により、駆動輪７０，７５に伝達される駆動力が調節される。
第２のシングルモータＥＶ走行モードにおいて、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０を駆動させる。これにより、オイルポンプ２５が駆動されて、エンジン１０が停止しているとしても、自動変速装置５内の油圧が確保され得る。第２のシングルモータＥＶ走行モードにおいては、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３が開放されていることから、必要に応じて第１のモータジェネレータ２０又はエンジン１０を駆動させてオイルポンプ２５又はオイルポンプ１５を駆動させることによって、自動変速装置５内の油圧が確保され得る。特に、第２のシングルモータＥＶ走行モードにおいても、エンジン１０を停止したままで、第１のモータジェネレータ２０を駆動させることによって車両を始動させることができる。
なお、ハイブリッド車両システム１に、駆動輪７０，７５に連結された機械式のオイルポンプが備えられている場合には、車両が走行している間、当該オイルポンプが駆動され、自動変速装置５内の油圧が確保され得る。したがって、かかるオイルポンプが備えられている場合には、第２のシングルモータＥＶ走行モードで車両が走行している間、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０をゼロトルク状態にしてもよい。
また、第２のシングルモータＥＶ走行モード中、高電圧バッテリ９５の残存容量ＳＯＣが低下している場合には、トランスミッションＥＣＵ３００が、エンジンクラッチ６１を締結させ、エンジンＥＣＵ２００がエンジン１０を駆動し、モータＥＣＵ４００が、エンジン１０から出力されるトルクを用いて第１のモータジェネレータ２０の発電制御を行ってもよい。また、モータＥＣＵ４００は、高電圧バッテリ９５の残存容量ＳＯＣが低下している場合には、エンジン１０の出力トルクを用いて第１のモータジェネレータ２０の発電制御を行ってもよい。エンジンＥＣＵ２００は、基本的にはエンジン１０を停止させるが、第１のモータジェネレータ２０が発電制御を行う際には、エンジン１０を駆動させる。第１のモータジェネレータ２０に発電させる場合、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ６１を締結させる。
本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１は、第２のシングルモータＥＶ走行モードにおいては、エンジン１０、第１のモータジェネレータ２０及びＣＶＴ３０を駆動輪７０，７５から切り離し、第２のモータジェネレータ５０のみで駆動輪７０，７５を駆動し得る。この場合、第２のモータジェネレータ５０から出力されるトルクを駆動輪７０，７５に伝達させる際に、ＣＶＴ３０を経由することがなく、自動変速装置５内の油圧を確保するためのトルクが低減され、燃費に有利となる。
（３−３．ツインモータＥＶ走行モード）
図２に示すように、ツインモータＥＶ走行モードにおいて、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ６１を開放させ、かつ、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３を締結させる。また、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０の出力を調停しつつ、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０をそれぞれ力行駆動させる。そして、トランスミッションＥＣＵ３００は、第１のモータジェネレータ２０から出力されるトルクをＣＶＴ３０で所定の変速比に変換して前輪側出力軸５３に伝達させ、第２のモータジェネレータ５０の出力トルクと合わせて、駆動輪７０，７５に伝達させる。
図７は、ツインモータＥＶ走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システム１の作動状態を示している。ツインモータＥＶ走行モード中において、車両の加速時には、エンジンクラッチ６１が開放され、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３が締結される。したがって、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０から出力されるトルクの制御により、駆動輪７０，７５に伝達される駆動力が調節される。
ツインモータＥＶ走行モード中の車両の減速時において、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０のうちの少なくとも一方を回生駆動させ、車両の運動エネルギを用いて発電させる。ツインモータＥＶ走行モードの場合、エンジンクラッチ６１は常時開放され、エンジン１０は停止される。ツインモータＥＶ走行モードでは、第１のモータジェネレータ２０が駆動され、オイルポンプ２５が駆動されるために、エンジン１０が停止しているとしても、自動変速装置５内の油圧が確保され得る。
なお、ツインモータＥＶ走行モード中に、高電圧バッテリ９５の残存容量ＳＯＣが低下した場合には、エンジン１０から出力されるトルクを用いて第１のモータジェネレータ２０に発電させるために、他の走行モードに切り替えられる。
（３−４．ハイブリッド走行モード）
図２に示すように、ハイブリッド走行モードにおいて、トランスミッションＥＣＵ３００は、エンジンクラッチ６１、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３をすべて締結させる。エンジンＥＣＵ２００は、エンジン１０を駆動させ、駆動力を駆動輪７０，７５に伝達させる。また、モータＥＣＵ４００は、例えば、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０のうちの少なくとも一方を力行駆動させ、駆動輪７０，７５の駆動を補助する。このとき、トランスミッションＥＣＵ３００は、ＣＶＴ３０に伝達されたトルクを所定の変速比に変換して前輪側出力軸５３に伝達させ、第２のモータジェネレータ５０の出力トルクと合わせて、駆動輪７０，７５に伝達させる。
図８は、ハイブリッド走行モード中の加速時におけるハイブリッド車両システム１の作動状態を示している。ハイブリッド走行モード中において、車両の加速時には、エンジンクラッチ６１、第１の伝達クラッチ４０、及び、第２の伝達クラッチ６３がすべて締結されている。したがって、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０のうちの少なくとも一方から出力されるトルクを、さらに、エンジン１０から出力されるトルクで補いながら、駆動輪７０，７５に伝達される駆動力が調節される。
ハイブリッド走行モード中の車両の減速時において、モータＥＣＵ４００は、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０のうちの少なくとも一方を回生駆動させ、車両の運動エネルギを用いて発電させる。また、ハイブリッド走行モード中、高電圧バッテリ９５の残存容量ＳＯＣが低下した場合には、モータＥＣＵ４００は、エンジン１０から出力される余剰の出力を用いて、第１のモータジェネレータ２０の発電制御を行ってもよい。ハイブリッド走行モードでは、少なくともエンジン１０が駆動され、オイルポンプ１５及びオイルポンプ２５が駆動されるため、自動変速装置５内の油圧が確保され得る。
（３−５．エンジン始動時）
本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１では、エンジン１０の始動時及び停止時にクランクシャフト１１にトルクを与えるスタータモータが備えられておらず、第１のモータジェネレータ２０を用いてエンジン１０の始動時及び停止時の制御が行われる。
図９は、エンジン１０の始動時のハイブリッド車両システム１の作動状態を示している。図９は、シングルモータＥＶ走行モードあるいはツインモータＥＶ走行モードからハイブリッド走行モードに切り替えられる際のエンジン１０の始動時の様子を示している。エンジン１０を始動させる際には、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３が開放され、エンジンクラッチ６１が締結される。この状態で、第１のモータジェネレータ２０を駆動させることによってエンジン１０がクランキングされ、エンジン１０を始動させることができる。
モータ走行モードからハイブリッド走行モードに切り替える際には、自動変速装置５内の油圧が確保されているため、エンジンクラッチ６１、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３の断接の切り替えが可能になっている。
なお、ハイブリッド走行モードからシングルモータＥＶ走行モードあるいはツインモータＥＶ走行モードに切り替えられる際にエンジン１０を停止させる場合においても、ハイブリッド車両システム１は、図９と同様の状態となる。そして、第１のモータジェネレータ２０を所定の出力に制御することによって、エンジン１０の回転数を制御しながら、エンジン１０を停止させることができる。これにより、エンジン１０の停止時の振動や騒音を低減させることができる。
＜４．タイミングチャート＞
次に、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１を搭載した車両の走行時におけるエンジン１０、第１のモータジェネレータ２０、第２のモータジェネレータ５０、エンジンクラッチ６１、第１の伝達クラッチ４０、及び、第２の伝達クラッチ６３の使用状態の変化について説明する。以下、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１とは異なる参考例のシステムの使用状態を示すタイミングチャートを説明した後、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１の使用状態を示すタイミングチャートを説明する。
図１０は、参考例にかかるハイブリッド車両システム８０１を示す模式図である。参考例のハイブリッド車両システム８０１は、第１のモータジェネレータ２０に相当するモータジェネレータ、及び、第１のモータジェネレータ２０により駆動され得るオイルポンプ２５に相当するオイルポンプが備えられていない。これに代わって、エンジン８１０には、スタータジェネレータ８１７が備えられるとともに、エンジン８１０の停止時に自動変速装置８０５内の油圧を確保するための電動式オイルポンプ８２５が設けられている。また、参考例のハイブリッド車両システム８０１では、エンジンクラッチ６１の代わりにトルクコンバータ８２０が備えられ、エンジン８１０の運転時において、常に第１の伝達クラッチ８４０の入力側に動力が伝達され得る。
図１１は、参考例にかかるハイブリッド車両システムを搭載した車両の走行時における、アクセル開度Ａｃｃ、電動式オイルポンプの出力（ＥＯＰ）８２５、スタータジェネレータの出力（ＩＳＧ）８１７、モータジェネレータの出力（ＭＧ）８５０、車速（Ｖ）、エンジン８１０の出力、及び、伝達クラッチ（第１の伝達クラッチ８４０及び第２の伝達クラッチ８６３）の状態の変化を示すタイミングチャートである。また、参考例にかかるハイブリッド車両システム８０１では、オイルポンプ８１５は、エンジン８１０の回転、及び、駆動輪８７０，８７５の回転により駆動されて、自動変速装置８０５内に油圧が発生する。
まず、ブレーキがオンの状態で、アクセル開度Ａｃｃがゼロ、かつ、車速Ｖがゼロの状態（〜時刻ｔ０）では、伝達クラッチ８４０は開放され、電動式オイルポンプ８２５、スタータジェネレータ８１７、モータジェネレータ８５０、及び、エンジン８１０は、すべて停止状態にある。この状態では、自動変速装置８０５内に油圧は発生しない。
時刻ｔ０でブレーキがオフにされると、時刻ｔ１において、電動式オイルポンプ８２５及びモータジェネレータ８５０の駆動が開始される。電動式オイルポンプ８２５が駆動されることによって、エンジン８１０が停止した状態であっても、自動変速装置８０５内に油圧が発生する。自動変速装置８０５内の油圧を確保するために、電動式オイルポンプ８２５には、例えば５ｋＷの連続定格出力が要求される。また、ブレーキがオフにされたとしても、時刻ｔ２まではアクセル開度が０％であるために、モータジェネレータ８５０の出力は小さく、車両はクリープ状態となる。
次いで、時刻ｔ２でアクセル開度Ａｃｃが上昇し始めると、時刻ｔ３からモータジェネレータ８５０の出力が上昇し始め、車速Ｖが上昇し始める。また、車両が発進して、駆動輪８７０，８７５の回転によってオイルポンプ８１５が駆動されて油圧が発生するために、時刻ｔ３では、電動式オイルポンプ８２５が停止される。
次いで、時刻ｔ４でアクセル開度Ａｃｃがさらに上昇し、例えばアクセル開度Ａｃｃが１０％を超えると、時刻ｔ５において、モータジェネレータ８５０の出力がさらに上昇するとともに、スタータジェネレータ８１７が作動して、エンジン８１０のクランキングが開始される。このときのスタータジェネレータ８１７の出力は、比較的大きい出力を要し、１０ｋＷとなっている。
そして、エンジン８１０の始動が完了した時刻ｔ６で、スタータジェネレータ８１７によるクランキングが終了し、伝達クラッチ８４０が締結されて、エンジン８１０から出力されるトルクが駆動輪８７０，８７５に伝達され始める。これにより、エンジン８１０の出力がモータジェネレータ８５０の出力で補助されつつ、駆動輪８７０，８７５が駆動される。エンジン８１０の始動が完了した後は、スタータジェネレータ８１７は発電モードに切り替えられる。発電モード中のスタータジェネレータ８１７の出力は−０．１ｋＷ程度であり、スタータジェネレータ８１７の定格出力のうちわずかしか使われていないことになる。
次いで、時刻ｔ７でアクセル開度Ａｃｃが０％に戻されると、時刻ｔ８で、伝達クラッチ８４０が開放されるとともに、エンジン８１０がアイドリング状態にされ、モータジェネレータ８５０の出力が徐々に減少する。これにより、車両はコースト状態になり、徐々に減速する。そして、時刻ｔ９で、車速Ｖの減少による、自動変速装置８０５内の油圧の低下を補うために、再び電動式オイルポンプ８２５が駆動される。
次いで、時刻ｔ１０でブレーキがオンにされると、時刻ｔ１１で、モータジェネレータ８５０は回生駆動され、車両の回生ブレーキ力が生成される。また、スタータジェネレータ８１７は、クランクシャフト８１１にブレーキ力を与え、エンジン８１０の回転数を制御しつつ、エンジン８１０を停止させる。そして、エンジン８１０が停止した時刻ｔ１２では、スタータジェネレータ８１７の駆動も停止される。そして、時刻ｔ１３で車両が停止すると、電動式オイルポンプ８２５及びモータジェネレータ８５０の駆動も停止される。
図１１に示したように、車両の走行中、電動式オイルポンプ８２５は限られた期間でのみ使用される。それにもかかわらず、電動式オイルポンプ８２５は、４〜５ｋＷ程度の連続定格出力を要求されるため、コストの増加や、質量の増加による燃費の悪化の要因となっている。また、スタータジェネレータ８１７も、エンジン８１０の始動時又は停止時に、比較的大きい出力（例えば、１０ｋＷ）が要求されるものの、それ以外の期間には、ほぼ動作していない。したがって、スタータジェネレータ８１７も、コストの増加や、質量の増加による燃費の悪化の要因となっている。
これに対して、図１２は、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１を搭載した車両の走行時における、アクセル開度Ａｃｃ、第１のモータジェネレータ２０の出力（ＭＧ１）、第２のモータジェネレータ５０の出力（ＭＧ２）、車速（Ｖ）、エンジン１０の出力、エンジンクラッチの状態、伝達クラッチ（第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３）の状態の変化を示すタイミングチャートである。図１２に示す例では、エンジン１０の出力トルクを用いて駆動されるオイルポンプ１５は、駆動輪７０，７５の回転によっても駆動されて、自動変速装置５内に油圧が発生する。
まず、ブレーキがオンの状態で、アクセル開度Ａｃｃがゼロ、かつ、車速Ｖがゼロの状態（〜時刻ｔ２０）では、エンジンクラッチ６１、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３はすべて開放され、第１のモータジェネレータ２０、第２のモータジェネレータ５０、及び、エンジン１０は、すべて停止状態にある。この状態では、自動変速装置５内に油圧は発生しない。
時刻ｔ２０でブレーキがオフにされると、時刻ｔ２１において、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０の駆動が開始される。第１のモータジェネレータ２０が駆動されることによりオイルポンプ２５が駆動され、エンジン１０が停止した状態であっても、自動変速装置５内に油圧が発生する。エンジンクラッチ６１及び第１の伝達クラッチ４０が開放されていることから、第１のモータジェネレータ２０はオイルポンプ２５の駆動のみに用いられる。第１のモータジェネレータ２０は、例えば５ｋＷの出力で駆動される。また、ブレーキがオフにされたとしても、時刻ｔ２２まではアクセル開度が０％であるために、第２のモータジェネレータ５０の出力は小さく、車両はクリープ状態となる。
時刻ｔ２２でアクセル開度Ａｃｃが上昇し始めると、時刻ｔ２３から第２のモータジェネレータ５０の出力が上昇し始め、車速Ｖが上昇し始める。また、車両が発進して、駆動輪（前輪）７０の回転に伴い、前輪側出力軸５３に連結されたオイルポンプ１５が駆動されて油圧が発生するために、時刻ｔ２３では、第１のモータジェネレータ２０が停止される。
次いで、時刻ｔ２４でアクセル開度Ａｃｃがさらに上昇し、例えばアクセル開度Ａｃｃが１０％を超えると、時刻ｔ２５において、第２のモータジェネレータ５０の出力がさらに上昇する。また、時刻ｔ２５以降、エンジンクラッチ６１が締結されるとともに第１のモータジェネレータ２０が作動して、エンジン１０のクランキングが開始される。このときの第１のモータジェネレータ２０の出力は１０ｋＷとなっている。
そして、エンジン１０の始動が完了した時刻ｔ２６で、第１のモータジェネレータ２０によるクランキングが終了し、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３が締結されて、エンジン１０から出力されるトルクが駆動輪７０，７５に伝達され始める。これにより、エンジン１０の出力が第２のモータジェネレータ５０の出力で補助されつつ、駆動輪７０，７５が駆動される。時刻ｔ２６以降、第１のモータジェネレータ２０は、力行駆動（アシスト）、回生駆動又は発電制御に切り替えられながら制御され、例えば−１０ｋＷ〜＋１０ｋＷの間の出力で制御される。
次いで、時刻ｔ２７でアクセル開度Ａｃｃが０％に戻されると、時刻ｔ２８で、第１の伝達クラッチ４０及び第２の伝達クラッチ６３が開放されるとともに、エンジン１０がアイドリング状態にされ、第２のモータジェネレータ５０の出力が徐々に減少する。これにより、車両はコースト状態になり、徐々に減速する。また、時刻ｔ２８で第１の伝達クラッチ４０が開放されるために、第１のモータジェネレータ２０ではエンジン１０の出力トルクを用いた発電制御が行われる。そして、車速Ｖの減少に伴い、駆動輪７０，７５の回転により駆動されるオイルポンプ１５の回転数が低下するため、時刻ｔ２９で、再び第１のモータジェネレータ２０の駆動を開始し、オイルポンプ２５を駆動させる。これにより、自動変速装置５内の油圧を生成するオイルポンプが、機械式のオイルポンプ１５から、第１のモータジェネレータ２０により駆動されるオイルポンプ２５に切り替えられる。
次いで、時刻ｔ３０でブレーキがオンにされると、時刻ｔ３１で、第２のモータジェネレータ５０は回生駆動され、車両の回生ブレーキ力が生成される。また、第１のモータジェネレータ２０は、クランクシャフト１１にブレーキ力を与え、エンジン１０の回転数を制御しつつ、エンジン１０を停止させる。そして、エンジン１０が停止した時刻ｔ３２では、エンジンクラッチ６１が開放され、第１のモータジェネレータ２０を、オイルポンプ２５の駆動モータとして駆動させる。そして、時刻ｔ３３で車両が停止すると、第１のモータジェネレータ２０及び第２のモータジェネレータ５０の駆動も停止される。
本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１は、第１のモータジェネレータ２０が、エンジン１０のスタータジェネレータ、及び、電動式のオイルポンプ２５の駆動モータとしても利用され得る。したがって、車両の走行期間中に様々な場面で第１のモータジェネレータ２０が有効利用され、ハイブリッド車両システム１から、スタータジェネレータ、及び、専用の電動式オイルポンプを省略することができる。これにより、ハイブリッド車両システム１のコストを低減することができる。
以上説明したように、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１では、第１のモータジェネレータ２０が、エンジン１０のスタータジェネレータとしての機能を有する。したがって、エンジン１０の始動時又は停止時にしか使用されていなかった従来のスタータモータを省略することができる。また、第１のモータジェネレータ２０は、オイルポンプ２５と一体となって電動式オイルポンプとしての機能を有する。したがって、エンジン１０又は駆動輪７０，７５が停止している状態であっても自動変速装置５内の油圧が確保可能であり、機械式のオイルポンプ１５により作動油圧を発生できない場合にしか使用されていなかった従来の電動式オイルポンプを省略することができる。
また、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１では、第１のモータジェネレータ２０が、第１の伝達クラッチ４０を介して、ＣＶＴ３０のプライマリプーリ３１に連設されており、走行中において、第１のモータジェネレータ２０を駆動モータあるいは回生発電機として機能させることができる。したがって、車両の動力性能を向上させることができる。さらに、エンジン１０により車両の駆動力を発生させている間、エンジン１０の出力に余剰のトルクがある場合には、第１のモータジェネレータ２０を発電機として機能させることができる。したがって、車両の燃費性能を向上させることができる。このように、ハイブリッド車両システム１は、スタータジェネレータ、電動式オイルポンプ、駆動モータ、及び、発電機の機能を第１のモータジェネレータ２０に持たせてあり、システムコストの低減が図られている。
また、本実施形態にかかるハイブリッド車両システム１では、すべての走行モードにおいて、車両の減速時に、第２のモータジェネレータ５０を回生駆動させることによって、回生電力を生成させつつ、回生ブレーキ力を発生させることができる。また、エンジン走行モード、ツインモータＥＶ走行モード、及び、ハイブリッド走行モードにおいて、車両の減速時に、第１のモータジェネレータ２０を回生駆動させることによって、回生電力を生成させつつ、回生ブレーキ力を発生させることができる。また、シングルモータＥＶ走行モード、又は、ハイブリッド走行モードにおいて、エンジン１０から出力されるトルクの一部又は全部を用いて、第１のモータジェネレータ２０に発電させることができる。さらに、エンジン走行モードにおいて、エンジン１０から出力されるトルクの一部を用いて、第１のモータジェネレータ２０に発電させることができる。したがって、いずれの走行モードにおいても、第１のモータジェネレータ２０又は第２のモータジェネレータ５０を適宜選択して回生発電を行うことができ、燃費性能を向上させることができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
また、上記実施形態では、第２のモータジェネレータ５０が、ＣＶＴ３０の出力側に配置されていたが、本発明を適用可能なハイブリッド車両システムの構成は、かかる例に限定されない。図１３は、第２のモータジェネレータ５０が、ＣＶＴ３０の入力側に配置されたハイブリッド車両システム２の構成例を示す。かかるハイブリッド車両システム２は、エンジン１０及び第１のモータジェネレータ２０の動力伝達経路に対して並列的に第２のモータジェネレータ５０が配置されている。図１３に示したハイブリッド車両システム２では、上記実施形態における第２の伝達クラッチ（出力側伝達クラッチ）６３に相当する伝達クラッチが省略されている。
かかるハイブリッド車両システム２であっても、上記実施形態における第１の伝達クラッチ４０の断接に対応するように第１の伝達クラッチ４０を開放又は締結させることによって、上記実施形態にかかるハイブリッド車両システム１と同様の効果を得ることができる。なお、図１３に示したハイブリッド車両システム２は、第２のモータジェネレータ５０から出力されるトルクがＣＶＴ３０を介して駆動輪７０，７５に伝達される。したがって、第２のモータジェネレータ５０から出力されるトルクをＣＶＴ３０によって所望の変速比に変換して伝達させることができるため、よりトルク性能を重視したシステムとなる。
また、上記実施形態では、エンジン１０と第１のモータジェネレータ２０との間にエンジンクラッチ６１が設けられていたが、エンジンクラッチ６１の代わりにトルクコンバータが備えられてもよく、あるいは、エンジン１０と第１のモータジェネレータ２０とが直接連結されていてもよい。この場合、第１のモータジェネレータ２０の駆動時や、第１のモータジェネレータ２０を回生駆動させる際に、エンジン１０も連れ回ることになるが、上記実施形態にかかるハイブリッド車両システム１と同様に、第１のモータジェネレータ２０を、スタータジェネレータ、電動式オイルポンプ、駆動モータ、及び、発電機として使用することができる。したがって、システムコストを低下させることができる。
また、上記実施形態では、スタータモータを備えないハイブリッド車両システム１として構成されていたが、本発明はかかる例に限られず、ハイブリッド車両システムは、スタータモータを備えていてもよい。この場合、スタータモータは、例えば、第１のモータジェネレータ２０の故障時等においてエンジン１０を駆動させる場合に用いることができる。
１ ハイブリッド車両システム
５ 自動変速装置
１０ エンジン
１５ オイルポンプ（機械式）
２０ 第１のモータジェネレータ
２５ オイルポンプ（電動式）
３０ ＣＶＴ
４０ 第１の伝達クラッチ（前後進切替クラッチ）
５０ 第２のモータジェネレータ
６１ エンジンクラッチ
６３ 第２の伝達クラッチ
７０・７５ 駆動輪
９０ インバータ
９５ 高電圧バッテリ
１００ ハイブリッド制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）
２００ エンジン制御ユニット（エンジンＥＣＵ）
３００ トランスミッション制御ユニット（トランスミッションＥＣＵ）
４００ モータ制御ユニット（モータＥＣＵ）
５００ バッテリ制御ユニット（バッテリＥＣＵ）

Claims (10)

  1. 駆動輪に伝達されるトルクを出力可能なエンジンと、
    前記エンジンに連設され前記駆動輪に伝達されるトルクを出力可能な第１のモータジェネレータと、
    少なくとも前記エンジン及び前記第１のモータジェネレータのうちのいずれか一方から出力されるトルクを所定の変速比で変換する変速機構と、
    前記第１のモータジェネレータと前記変速機構との間での動力伝達の可否を切替可能な伝達クラッチと、
    前記伝達クラッチを開放した状態で前記駆動輪に伝達されるトルクを出力可能な第２のモータジェネレータと、
    前記第１のモータジェネレータのモータ軸に連結されて前記モータ軸の回転により駆動されるオイルポンプと、
    ハイブリッド車両システムを制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、
    前記第２のモータジェネレータの出力トルクにより前記駆動輪を駆動させるシングルモータＥＶ走行モードを実行する間、前記伝達クラッチを開放させ、前記第１のモータジェネレータの出力トルクを利用して前記オイルポンプを駆動させる、ハイブリッド車両システム。
  2. 前記エンジンと前記第１のモータジェネレータとの間での動力伝達の可否を切替可能なエンジンクラッチを備える、請求項１に記載のハイブリッド車両システム。
  3. 前記エンジンクラッチが、前記第１のモータジェネレータの内部に設けられる、請求項２に記載のハイブリッド車両システム。
  4. 前記第２のモータジェネレータは、前記変速機構の入力側に接続される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両システム。
  5. 前記第２のモータジェネレータは、前記変速機構の出力側に接続される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両システム。
  6. 前記変速機構と前記第２のモータジェネレータとの間に、動力伝達の可否を切替可能な出力側伝達クラッチを備える、請求項５に記載のハイブリッド車両システム。
  7. 前記オイルポンプを第１のオイルポンプとしたときに、
    前記エンジンのクランクシャフトに連結され前記エンジンの出力トルクを利用して駆動される第２のオイルポンプを備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両システム。
  8. 前記制御装置は、
    前記エンジンの出力トルクと、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方の出力トルクと、により前記駆動輪を駆動させるハイブリッド走行モードと、
    前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータのうちの少なくとも一方の出力トルクにより前記駆動輪を駆動させるモータ走行モードと、
    を実行可能である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両システム。
  9. 前記制御装置は、前記エンジンを始動させる際に、前記伝達クラッチを開放させた状態で前記第１のモータジェネレータの出力トルクを利用して前記エンジンをクランキングさせて、前記エンジンを始動させる、請求項１〜８のいずれか１項に記載のハイブリッド車両システム。
  10. 前記制御装置は、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータから出力されるトルクにより前記駆動輪を駆動させるツインモータＥＶ走行モードを実行する間、前記エンジンと前記第１のモータジェネレータとの間での動力伝達の可否を切替可能なエンジンクラッチを開放させる、請求項１〜９のいずれか１項に記載のハイブリッド車両システム。
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