JP5838582B2 - Drive device for hybrid vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関およびモータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車両の駆動装置に関する。
The present invention relates to a drive equipment of a hybrid vehicle having an internal combustion engine and the motor-generator as a driving source.
特許文献1に例示されているような、オートメーテッドトランスミッションを搭載するハイブリッド車両(HV−AMT)は、シフトアップする際、エンジンとトランスミッションの間を切り離す必要があり、再度、両者を繋ぐまでの間、加速が落ちないよう、モータジェネレータで駆動力を補助(MGアシスト)する。
A hybrid vehicle (HV-AMT) equipped with an automated transmission as exemplified in
また、HV−AMTは、車両の減速時、上述したモータジェネレータを用いて、車両の運動エネルギを回生して電気エネルギとしている。その際、より多くの運動エネルギを回収するため、エンジンとトランスミッションの間を切り離している。 The HV-AMT uses the motor generator described above to regenerate the kinetic energy of the vehicle as electric energy when the vehicle is decelerated. At that time, in order to collect more kinetic energy, the engine and the transmission are disconnected.
上述したシフトアップの際、エンジンとトランスミッションの間を切り離してから再度繋ぐまでの期間、エンジンは惰性で回転しており、この期間、エンジンの回転エネルギは機械損失として捨てられている。 During the above-described shift-up, the engine rotates by inertia during a period from when the engine and the transmission are disconnected and reconnected, and during this period, the rotational energy of the engine is discarded as mechanical loss.
上述した車両減速時において回生を実行している期間、エンジンとトランスミッションの間を切り離している間、エンジンは惰性で回転しており、エンジンの回転が停止するまで、エンジンの回転エネルギは機械損失として捨てられている。 While the engine is decelerated between the engine and the transmission while the vehicle is decelerating as described above, the engine rotates by inertia, and until the engine stops rotating, the rotational energy of the engine is a mechanical loss. It is thrown away.
本発明は、内燃機関の回転エネルギを効率的に回収することができる、ハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention can be recovered rotational energy of the internal combustion engine effectively, and an object thereof is to provide a driving equipment of the hybrid vehicle.
本発明は、第1の視点において、内燃機関と該内燃機関以外の駆動源と、前記内燃機関に動力伝達を断接自在に接続されるトランスミッションを有するハイブリッド車両において、給電されて前記車両を駆動する駆動力を発生し、前記車両から駆動されて発電自在な第1のモータジェネレータと、前記内燃機関から駆動されて発電自在な第2のモータジェネレータと、前記内燃機関と前記第2のモータジェネレータ間に接続され、両者間の動力伝達を断接自在なクラッチと、前記第1のモータジェネレータに接続されて、該第1のモータジェネレータに給電し、該第1のモータジェネレータから充電自在な第1のバッテリと、前記第2のモータジェネレータに接続されて、該第2のモータジェネレータから充電自在であり、前記第1のバッテリよりも低圧な第2のバッテリと、前記第1と第2のバッテリ間に接続され、前記第2のモータジェネレータが発電して該第2のバッテリに蓄電された電気エネルギを該第1のバッテリに蓄電可能にする昇圧する第1の昇圧コンバータと、前記トランスミッションのシフトアップ時又は減速時、前記内燃機関を前記トランスミッションから切り離すとともに、前記第2のモータジェネレータは、前記クラッチの断接制御を通じて前記内燃機関の回転エネルギを受けて、さらに惰性による回転で発電を行い、発電された電気エネルギは前記第2のバッテリに充電される発電モードと、前記第2のバッテリに充電された電気エネルギを、前記第1の昇圧コンバータにより昇圧して前記第1のバッテリに充電する充電モードと、を有する、ハイブリッド車両の駆動装置を提供する。
According to a first aspect of the present invention, in a hybrid vehicle having an internal combustion engine, a drive source other than the internal combustion engine, and a transmission that is connected to the internal combustion engine so that power transmission can be freely connected and disconnected, the vehicle is driven by being supplied with power. A first motor generator that generates a driving force for generating electric power and is capable of generating electric power by being driven from the vehicle, a second motor generator that is driven by the internal combustion engine and capable of generating electric power, and the internal combustion engine and the second motor generator A clutch that is connected in between and capable of connecting / disconnecting power transmission between the first motor generator and the first motor generator to supply power to the first motor generator and to be charged from the first motor generator. 1 battery and the second motor generator are connected to the second motor generator and are rechargeable from the second motor generator. A second battery having a lower voltage than the first battery, and the first battery generates electric energy that is generated by the second motor generator and stored in the second battery. A first boost converter that boosts the voltage to allow storage, and when the transmission is upshifted or decelerated, the internal combustion engine is disconnected from the transmission, and the second motor generator is configured to perform the clutch connection / disconnection control. In response to the rotational energy of the internal combustion engine, the power is further generated by inertial rotation. The generated electric energy is a power generation mode in which the second battery is charged, and the electric energy charged in the second battery. having a charging mode for charging the first battery and boosted by the first boost converter, hybrid To provide a driving apparatus for de vehicle.
本発明によれば、内燃機関と第1のモータジェネレータから駆動力を得るハイブリッド車両において、内燃機関と第2のモータジェネレータの間に設けられたクラッチを接続状態とすることにより、第2のモータジェネレータを介して、内燃機関の回転エネルギを直接的に回収して、発電ないし充電を実行することができ、又、内燃機関と第2のモータジェネレータの間に設けられたクラッチを切断状態とすることにより、第2のモータジェネレータの負荷を軽減して、発電中である第2のモータジェネレータの回転数の急激な低下を抑制すると共に、内燃機関の負荷を軽減することができる。 According to the present invention, in the hybrid vehicle that obtains driving force from the internal combustion engine and the first motor generator, the clutch provided between the internal combustion engine and the second motor generator is brought into a connected state, whereby the second motor The rotational energy of the internal combustion engine can be directly recovered through the generator to generate or charge, and the clutch provided between the internal combustion engine and the second motor generator is disengaged. As a result, the load on the second motor generator can be reduced to suppress a rapid decrease in the rotational speed of the second motor generator that is generating power, and the load on the internal combustion engine can be reduced.
本発明は、例えば、下記の場合(a)〜(c)において、内燃機関が出力する回転エネルギを効率的に回収することができる:
(a)変速中、特に、シフトアップ中、内燃機関とトランスミッションの間を切り離す場合(なお、10・15モードにおいてシフトアップ回数は約10回である。);
(b)減速中、内燃機関とトランスミッションの間を切り離す場合(なお、10・15モードにおいて減速回数は約6回である。);
(c)減速時、再加速に備えて、内燃機関をオフさせず、アイドリングさせる場合(例えば、ECモード、高速走行中など)。
The present invention can efficiently recover rotational energy output from an internal combustion engine, for example, in the following cases (a) to (c):
(A) When shifting between the internal combustion engine and the transmission during shifting, particularly during shifting up (note that the number of times of shifting up is approximately 10 in the 10.15 mode);
(B) When the internal combustion engine and the transmission are disconnected during deceleration (note that the number of decelerations is about 6 in the 10.15 mode);
(C) When the vehicle is idling without turning off the internal combustion engine in preparation for re-acceleration at the time of deceleration (for example, EC mode, during high-speed traveling, etc.).
このように、本発明によれば、例えば、シフトアップ時や減速時、従来は機械損失として捨てられていた内燃機関の回転エネルギを効率的に回収することができ、ハイブリッド車両の燃費向上に大きく貢献する。 As described above, according to the present invention, for example, at the time of shifting up or decelerating, the rotational energy of the internal combustion engine that has been conventionally discarded as a mechanical loss can be efficiently recovered, which greatly improves the fuel efficiency of the hybrid vehicle. To contribute.
本発明の好ましい実施の形態に係る駆動装置は、前記第1のモータジェネレータに接続されて、該第1のモータジェネレータに給電し、該第1のモータジェネレータから充電自在な第1のバッテリと、前記第2のモータジェネレータに接続されて、該第2のモータジェネレータから充電自在であり、前記第1のバッテリよりも低圧な第2のバッテリと、前記第1と第2のバッテリ間に接続され、該第2のバッテリに蓄電された電気エネルギを該第1のバッテリに蓄電可能にする第1の昇圧コンバータと、を有している。この第1の昇圧コンバータによる昇圧によって、内燃機関から第2のモータジェネレータを通じて回収した回転エネルギを、第1のバッテリ及び第1のモータジェネレータを通じて、車両の駆動エネルギとして利用することができる。 A driving apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a first battery that is connected to the first motor generator, supplies power to the first motor generator, and is rechargeable from the first motor generator; A second battery connected to the second motor generator and freely chargeable from the second motor generator, and connected between the first and second batteries, a second battery having a lower voltage than the first battery. And a first step-up converter that enables electric energy stored in the second battery to be stored in the first battery. The rotational energy recovered from the internal combustion engine through the second motor generator by the boosting by the first boost converter can be used as driving energy for the vehicle through the first battery and the first motor generator.
本発明の好ましい実施の形態に係る駆動装置は、前記車両の状態ないし操作意思を示す信号が入力され、該信号に基づいて前記クラッチを断接制御する制御装置を有している。この制御装置は、シフトアップや減速などの操作意思や車両の状態に基づいて、最適なタイミングで、クラッチの断接制御を通じて、内燃機関と第2のモータジェネレータ間の動力伝達を制御することができ、これによって、内燃機関の回転エネルギの効率的な回収に寄与する。 A drive device according to a preferred embodiment of the present invention includes a control device that receives a signal indicating the state or intention of operation of the vehicle and controls connection / disconnection of the clutch based on the signal. This control device can control power transmission between the internal combustion engine and the second motor generator through clutch engagement / disengagement control at an optimal timing based on an intention to operate such as upshifting and deceleration and the state of the vehicle. This contributes to efficient recovery of the rotational energy of the internal combustion engine.
本発明の好ましい実施の形態において、前記内燃機関と前記第2のモータジェネレータ間に設けられた前記クラッチは、下記のいずれか一又は二以上の場合、接続状態にされる:
前記車両の加速時、前記内燃機関がオン状態で、該内燃機関に断接自在に接続されたトランスミッションがシフトアップされる際;
前記車両の加速時、前記内燃機関がオン状態で、該内燃機関に断接自在に接続されたトランスミッションがシフトアップのためニュートラル状態になる直前;
前記車両の減速時、前記内燃機関と該内燃機関に断接自在に接続されたトランスミッションとの間の動力伝達が切断される際;
前記車両の減速時、前記内燃機関がオン状態からオフ状態にされる際;
前記内燃機関がアイドリングする際。
これらの形態によれば、内燃機関がオフされたが惰性で回転している際、乃至、内燃機関から車両に伝達する駆動力が必要ない又は少なくてもよい際、内燃機関のエネルギを第2のモータジェネレータを用いて効率的に回収することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the clutch provided between the internal combustion engine and the second motor generator is brought into a connected state in any one or more of the following cases:
When the internal combustion engine is on and the transmission connected to the internal combustion engine is connected up and down during acceleration of the vehicle;
Immediately before acceleration of the vehicle, the internal combustion engine is in an ON state, and a transmission connected to the internal combustion engine is connected to the internal combustion engine so as to shift up;
When power transmission between the internal combustion engine and a transmission connected to the internal combustion engine is disconnected when the vehicle is decelerated;
When the internal combustion engine is switched from an on state to an off state during deceleration of the vehicle;
When the internal combustion engine is idling.
According to these embodiments, when the internal combustion engine is turned off but is rotating by inertia, or when the driving force transmitted from the internal combustion engine to the vehicle is not required or may be small, the energy of the internal combustion engine is second. The motor generator can be efficiently recovered.
本発明の好ましい実施の形態において、前記内燃機関と前記第2のモータジェネレータ間に設けられた前記クラッチは、下記のいずれか一又は二以上の場合において、接続状態から切断状態にされる:
前記車両の加速時、前記内燃機関に断接自在に接続されたトランスミッションがシフトアップのためニュートラル状態となる際;
前記車両の加速時、前記内燃機関がシフトアップのためオフされた際;
前記車両の減速時、前記内燃機関の回転が停止する際;
前記車両の減速時、前記内燃機関がオフされる際;
アイドリングしている前記内燃機関が停止する際。
これらの形態によれば、発電中である第2のモータジェネレータの回転数の急激な低下が抑制されると共に内燃機関の負荷が軽減され、内燃機関のエネルギを第2のモータジェネレータを用いて効率的に回収することができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the clutch provided between the internal combustion engine and the second motor generator is brought into a disconnected state from a connected state in any one or more of the following cases:
During acceleration of the vehicle, when a transmission connected to the internal combustion engine is connected to the internal combustion engine to be in a neutral state for shifting up;
When the internal combustion engine is turned off to shift up during acceleration of the vehicle;
When rotation of the internal combustion engine stops during deceleration of the vehicle;
When the internal combustion engine is turned off during deceleration of the vehicle;
When the idling internal combustion engine stops.
According to these embodiments, the rapid decrease in the rotational speed of the second motor generator that is generating power is suppressed, the load on the internal combustion engine is reduced, and the energy of the internal combustion engine is efficiently generated using the second motor generator. Can be recovered automatically.
本発明の好ましい実施の形態においては、第2のモータジェネレータとして、高い回生効率が期待される永久磁石型モータ、さらに、好ましくは、逆起電圧が高い表面磁石型モータが用いられる。第1のモータジェネレータには、種々のモータを用いることができ、例えば、同期電動機をインバータと組み合わせて用いることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, as the second motor generator, a permanent magnet motor that is expected to have a high regenerative efficiency, and more preferably, a surface magnet motor that has a high back electromotive voltage is used. Various motors can be used for the first motor generator. For example, a synchronous motor can be used in combination with an inverter.
本発明の好ましい実施の形態において、前記内燃機関の始動時、前記内燃機関と前記第2のモータジェネレータ間に設けられた前記クラッチが接続状態とされ、前記第2のモータジェネレータは、前記内燃機関を始動させるスタータとなる。 In a preferred embodiment of the present invention, when the internal combustion engine is started, the clutch provided between the internal combustion engine and the second motor generator is in a connected state, and the second motor generator is connected to the internal combustion engine. It will be a starter to start.
本発明の好ましい実施の形態に係る駆動装置は、前記第1のバッテリと前記第1のモータジェネレータの間に接続され、該第1のバッテリに蓄電された電気エネルギを昇圧して該第1のモータジェネレータに供給する第2の昇圧コンバータを有する。なお、第1のバッテリの出力電圧で第1のモータジェネレータが駆動できる場合には、第2の昇圧コンバータはなくてもよい。 The drive device according to a preferred embodiment of the present invention is connected between the first battery and the first motor generator, and boosts the electric energy stored in the first battery to increase the first energy. A second boost converter for supplying the motor generator; If the first motor generator can be driven by the output voltage of the first battery, the second boost converter is not necessary.
本発明の好ましい実施の形態に係る駆動装置は、シリーズ型やパラレル型などの各種ハイブリッド車両に搭載することができる。 The drive device according to a preferred embodiment of the present invention can be mounted on various hybrid vehicles such as a series type and a parallel type.
以下、図面を参照して、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置を説明する。図1は、本発明の実施例1に係るハイブリッド車両の駆動装置の説明図である。図2は、図1に示した、内燃機関と第2のモータジェネレータを断接自在なクラッチの制御装置の説明図である。
Hereinafter, a hybrid vehicle drive device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram of a hybrid vehicle drive device according to
図1を参照すると、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置は、内燃機関(以下「エンジン」と称する)1と、エンジン以外の駆動源として、第1のモータジェネレータ(以下「大モータ」と称する)4と、を有している。 Referring to FIG. 1, a hybrid vehicle driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 1 and a first motor generator (hereinafter referred to as “large”) as a driving source other than the engine. 4) called “motor”.
エンジン1と、シフトアップ及びシフトダウン操作されるトランスミッション8の間には、両者間の動力伝達を断接するメインクラッチ(以下「大クラッチ」と称する)9が接続されている。エンジン1からの回転力は、大クラッチ9、トランスミッション8及びディファレンシャル機構13を介して、車輪14に伝達されて、車両の駆動力となる。なお、トランスミッション8の出力軸には、ポンプ15が接続されている。
A main clutch (hereinafter referred to as a “large clutch”) 9 that connects and disconnects power transmission between the
一方、大モータ4の回転力は、ディファレンシャル機構13を介して、車輪14に伝達されて、車両の駆動力となる。
On the other hand, the rotational force of the
さらに、この駆動装置は、エンジン1から駆動されて発電自在な第2のモータジェネレータ(以下「小モータ」と称する)5と、エンジン1と小モータ5間に接続され、両者間の動力伝達を断接自在なクラッチ(以下、「小クラッチ」と称する)6と、を有している。なお、小クラッチ6は、大クラッチ9よりも動力伝達容量が小さくてよく、小型化できる。内燃機関1と小クラッチ6の入力側(図1中左側)との間の動力伝達は、ベルト、チェーン又は歯車など様々な機構を用いることができる。
Further, this driving device is connected between a second motor generator (hereinafter referred to as “small motor”) 5 driven from the
そして、この駆動装置は、大モータ4に接続されて、大モータ4に給電し、大モータから充電自在な第1のバッテリ(以下「高圧バッテリ」と称する)2と、小モータ5に接続されて、小モータ5に給電し、小モータ5から充電自在な第2のバッテリ(以下「低圧バッテリ」と称する)3と、高圧バッテリ2と低圧バッテリ3間に接続され、低圧バッテリ3に蓄電された電気エネルギを高圧バッテリ2に蓄電可能にする第1の昇圧コンバータ10と、を有している。また、高圧バッテリ2と大モータ4の間には、第2の昇圧コンバータ11及びインバータ12が接続されている。
The driving device is connected to the
なお、大モータ4には、例えば、同期機又は誘導機を用いることができる。小モータ5には、例えば、直流機を用いることが好ましい。
For the
図2は、図1に示した、エンジンと第2のモータジェネレータを断接自在な小クラッチの制御装置の説明図である。図2を参照すると、制御装置7には、車両の状態ないし操作意思を示す信号が入力され、制御装置7は、これらの信号に基づいて、油圧又は電磁力などにより、小クラッチ6を断接制御することができる。制御装置7は、ハイブリッド車両の駆動装置全体を制御するECU内に構成することができ、例えば、所定の制御プログラムを実行するマイクロコンピュータ内に構成することができる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the small clutch control device shown in FIG. 1 that can connect and disconnect the engine and the second motor generator. Referring to FIG. 2, a signal indicating a vehicle state or an intention to operate is input to the control device 7, and the control device 7 connects and disconnects the
以上説明した本発明の実施例1に係る駆動装置において、小クラッチ6の断接制御及び小モータ5による発電について説明する。制御装置7は、エンジン1の状態、車両の状態ないし操作意思に基づいて、エンジン1と小モータ5の間に設けられた小クラッチ6を接続状態とすると、エンジン1の駆動力が、小クラッチ6を介して、小モータ5に伝達されて、小モータ5による発電が行われ、低圧バッテリ3が充電される。制御装置7が接続状態である小クラッチ6を切断状態とすると、小モータ5の負荷が軽減されることによって、小モータ5の回転数の急激な低下が抑制され、小モータ5は回転ないし発電を長時間継続することができ、又、エンジン1の負荷も軽減される。
In the drive device according to the first embodiment of the present invention described above, connection / disconnection control of the
また、低圧バッテリ3と高圧バッテリ2の間に第1の昇圧コンバータ10を接続したことによって、エンジン1の回転エネルギを、小モータ5を通じて回収して、低圧バッテリ3に電気エネルギとして充電した後、低圧バッテリ3の出力する電気エネルギを、第1の昇圧コンバータ10により昇圧して、高圧バッテリ2に電気エネルギとして充電し、この電気エネルギを、大モータ4を介して、車両の駆動エネルギとして利用することができる。
Further, by connecting the
本実施例においては、本実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置と、前記実施例1に係るハイブリッド車両の駆動装置との相違点について、主として説明し、両者が同様の構成等を有する点に関しては、前記実施例1の記載を参照するものとする。図3は、本発明の実施例2に係るハイブリッド車両の駆動装置の説明図である。
In the present embodiment, the difference between the hybrid vehicle drive device according to the present embodiment and the hybrid vehicle drive device according to the first embodiment will be mainly described, and both have the same configuration and the like. Reference is made to the description in Example 1 above. FIG. 3 is an explanatory diagram of a hybrid vehicle drive apparatus according to
図3を参照すると、本発明の実施例2に係るハイブリッド車両の駆動装置においては、小モータ5をエンジン1のスタータ(S/A)として用いることができる。車両の始動時、図2に示した制御装置7は、小クラッチ6を接続状態とし、小モータ5の回転力は、小クラッチ6を介してエンジン1に伝達され、エンジン1を始動させることができる。エンジン1の始動後、大クラッチ9が接続状態とされ、エンジン1の駆動力によって車両を駆動する際、制御装置7は、小クラッチ6を切断状態とする。
Referring to FIG. 3, the small motor 5 can be used as a starter (S / A) of the
本実施例においては、本実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置と、前記実施例1に係るハイブリッド車両の駆動装置との相違点について、主として説明し、両者が同様の構成等を有する点に関しては、前記実施例1の記載を参照するものとする。図4は、本発明の実施例3に係るハイブリッド車両の駆動装置の説明図である。
In the present embodiment, the difference between the hybrid vehicle drive device according to the present embodiment and the hybrid vehicle drive device according to the first embodiment will be mainly described, and both have the same configuration and the like. Reference is made to the description in Example 1 above. FIG. 4 is an explanatory diagram of a hybrid vehicle drive device according to
図4に示すハイブリッド車両の駆動装置は、シリーズ型であって、トランスミッション8内に大モータ4が配置され、詳細には、トランスミッション8の入力軸の後端側に大モータ4が接続されている。このようなシリーズ型のハイブリッド車両も、前記実施例1に示したパラレル型のハイブリッド車両と同様に、本発明の効果を奏することができる。
The hybrid vehicle drive device shown in FIG. 4 is of a series type, and the
本実施例においては、本実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置と、前記実施例1に係るハイブリッド車両の駆動装置との相違点について、主として説明し、両者が同様の構成等を有する点に関しては、前記実施例1の記載を参照するものとする。図5は、本発明の実施例4に係るハイブリッド車両の駆動装置の説明図である。
In the present embodiment, the difference between the hybrid vehicle drive device according to the present embodiment and the hybrid vehicle drive device according to the first embodiment will be mainly described, and both have the same configuration and the like. Reference is made to the description in Example 1 above. FIG. 5 is an explanatory diagram of a hybrid vehicle drive apparatus according to
図5に示すハイブリッド車両の駆動装置には、図1に示した、高圧バッテリ2と大モータ4の間に接続された第2の昇圧コンバータ11がなく、高圧バッテリ2の出力電圧が大モータ4に供給される。
The hybrid vehicle driving device shown in FIG. 5 does not have the
本実施例においては、本実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置と、前記実施例1に係るハイブリッド車両の駆動装置との相違点について、主として説明し、両者が同様の構成等を有する点に関しては、前記実施例1の記載を参照するものとする。図6は、本発明の実施例5に係るハイブリッド車両の駆動装置の説明図である。 In the present embodiment, the difference between the hybrid vehicle drive device according to the present embodiment and the hybrid vehicle drive device according to the first embodiment will be mainly described, and both have the same configuration and the like. Reference is made to the description in Example 1 above. FIG. 6 is an explanatory diagram of a hybrid vehicle drive apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
図6に示すハイブリッド車両の駆動装置は、シリーズ型であって、トランスミッション8内に大モータ4が配置され、詳細には、大クラッチ9の直後、すなわち、大クラッチ9の出力側とトランスミッション8の入力側の間に、大モータ4が接続されている。このようなシリーズ型のハイブリッド車両の駆動装置も、前記実施例1に示したパラレル型のハイブリッド車両の駆動装置、又は、前記実施例3に示した、シリーズ型であって大モータ4が大クラッチ9から離間して配置されたハイブリッド車両の駆動装置と同様に、本発明の効果を奏することができる。
The hybrid vehicle drive device shown in FIG. 6 is of a series type, and the
次に、図1〜図6を参照しながら説明した、本発明の各実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置において、好適に実行される、内燃機関からのエネルギ回収方法の一例について、詳細に説明する。図7(A)及び(B)は、加速時における、比較例に係るハイブリッド車両の駆動装置の動作を説明するグラフ、図7(C)及び(D)は、加速時における、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の動作を説明するためのグラフであり、図7(A)は、車速変化、図7(B)は、図7(A)の車速変化に対応するエンジン出力変化及び大クラッチの動作、図7(C)は、車速変化、図7(D)は、図7(C)の車速変化に対応する内燃機関の回転数変化並びに大クラッチ及び小クラッチの動作、をそれぞれ示している。 Next, an example of an energy recovery method from an internal combustion engine that is preferably executed in the hybrid vehicle drive device according to each embodiment of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 6 will be described in detail. To do. 7A and 7B are graphs for explaining the operation of the hybrid vehicle drive device according to the comparative example at the time of acceleration, and FIGS. FIGS. 7A and 7B are graphs for explaining the operation of the hybrid vehicle drive device according to the embodiment, in which FIG. 7A shows the change in the vehicle speed, and FIG. 7B shows the engine output corresponding to the change in the vehicle speed in FIG. FIG. 7C shows the change in the vehicle speed, FIG. 7D shows the change in the rotational speed of the internal combustion engine corresponding to the change in the vehicle speed in FIG. 7C, and the operation of the large clutch and the small clutch. Respectively.
図7(A)及び(B)を参照して、本実施例の小クラッチ6及び小モータ5を有さない比較例に係る駆動装置の動作を説明する。車両の加速時、シフトアップのため、エンジン1とトランスミッション8の間の大クラッチ9が切断状態とされ(切り離され)、エンジンがオフ(燃料供給停止)されても、エンジン1が惰性で回転し続ける期間がある。この期間、エンジンの回転エネルギは利用されていない。
With reference to FIGS. 7A and 7B, the operation of the driving device according to the comparative example that does not have the
図7(C)及び(D)を参照して、小クラッチ6及び小モータ5を有している本実施例の駆動装置の動作を説明する。車両の加速時、シフトアップのため、エンジン1とトランスミッション8の間の大クラッチ9が切断状態とされて両者間の動力伝達が切断される直前、小クラッチ6が接続状態とされ、オン状態のエンジン1の回転力が、小クラッチ6を介して小モータ5に伝達され、小モータ5は発電をする。そして、大クラッチ9が切断されたとき、乃至は、オン状態であったエンジン1がオフされたとき、小クラッチ6が切断状態とされ、小モータ5の負荷が軽減された状態で、小モータは惰性により回転し続け、発電を長時間継続する。
With reference to FIGS. 7C and 7D, the operation of the driving apparatus of this embodiment having the
次に、図1〜図6を参照しながら説明した、本発明の各実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置において、好適に実行される、内燃機関からのエネルギ回収方法の他例について、詳細に説明する。図8(A)及び(B)は、減速から停止する際の、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の動作を説明するためのグラフであり、図8(C)及び(D)は、減速後、再加速に備える際の、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の動作を説明するためのグラフであり、図8(A)及び(C)は、車速変化、図8(B)は、図8(A)の車速変化に対応するエンジン出力変化及び大クラッチの動作、図8(D)は、図8(C)の車速変化に対応するエンジンの回転数変化及び大クラッチの動作、をそれぞれ示している。 Next, another example of the energy recovery method from the internal combustion engine, which is preferably executed in the hybrid vehicle drive device according to each embodiment of the present invention described with reference to FIGS. explain. FIGS. 8A and 8B are graphs for explaining the operation of the drive device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention when stopping from deceleration, and FIGS. ) Is a graph for explaining the operation of the hybrid vehicle drive device according to the embodiment of the present invention when preparing for re-acceleration after deceleration, and FIGS. 8A and 8C show changes in vehicle speed. 8B shows engine output change and large clutch operation corresponding to the vehicle speed change shown in FIG. 8A, and FIG. 8D shows engine speed corresponding to the vehicle speed change shown in FIG. 8C. The change and the operation of the large clutch are shown respectively.
図8(A)及び(B)を参照して、車両が減速してから停止する場合、エンジン(E/G)1とトランスミッション8の間の大クラッチ9が切断状態とされ(切り離され)てから、或いは、オン状態のエンジン1がオフされてから、エンジン1が完全に停止する(エンジン出力がなくなる)までの期間において、小クラッチ6を接続状態にし、小モータ5に発電をさせることができる。
8A and 8B, when the vehicle decelerates and stops, the
図8(C)及び(D)を参照して、車両が減速してから、再加速に備えてエンジン(E/G)1がアイドリング状態となる間、小クラッチ6を接続状態にして、小モータ5に発電をさせることができる。
Referring to FIGS. 8C and 8D, while the engine (E / G) 1 is idling in preparation for re-acceleration after the vehicle decelerates, the
下記の表1及び表2は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動装置の制御パターンの一例を説明するためのグラフであり、表1は、加速中、表2は、減速中の制御パターンをそれぞれ示している。なお、SOCは、最大充電容量に対する現在の充電量を示す。 Tables 1 and 2 below are graphs for explaining an example of a control pattern of the drive device for a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. Table 1 is during acceleration, and Table 2 is during deceleration. Each control pattern is shown. The SOC indicates the current charge amount with respect to the maximum charge capacity.
表1:加速中の制御パターン
Table 1: Control pattern during acceleration
表1を参照して、エンジン1がオン状態で、車両の加速時、低圧バッテリ3等が充電可能な状態のとき、シフト操作によりトランスミッション8がニュートラル状態となろうとする際、小クラッチ6が接続状態とされる(つながれる)。加速中であることは、車輪速センサ、ドライブシャフト回転数、アクセル開度、スロットル開度、及び/又は、エンジン出力割合のいずれか一又は二以上から判断することができる。変速シフトが入った際、すなわち、トランスミッション8がニュートラル状態となった際、小クラッチ6は切断状態とされる(放される)。
Referring to Table 1, when the
表2:減速中の制御パターン
Table 2: Control pattern during deceleration
表2を参照して、エンジン1がオン状態で、車両の減速時、低圧バッテリ3等が充電可能な状態のとき、シフト操作によりトランスミッション8がニュートラル状態となろうとする際、小クラッチ6が接続状態とされる(つながれる)。減速中であることは、Gセンサ、アクセル開度、スロットル開度、及び/又は、ブレーキ状態のいずれか一又は二以上から判断することができる。エンジン1がオフした際、小クラッチ6は切断状態とされる(放される)。
Referring to Table 2, when
なお、低圧バッテリ3から高圧バッテリ2の充電をする場合には、高圧バッテリ2のSOC、ΔSOC、Win/Wout(入出力比)を監視しながら、低圧バッテリ3の電気エネルギを高圧バッテリ2に移動させることがよい。
When charging the
本発明のハイブリッド車両の駆動装置及びハイブリッド車両における内燃機関からのエネルギ回収方法は、エンジンとモータジェネレータの両方を駆動源とするハイブリッド車両で好適に利用される。 The hybrid vehicle drive device and the energy recovery method from the internal combustion engine in the hybrid vehicle according to the present invention are preferably used in a hybrid vehicle using both the engine and the motor generator as drive sources.
1 エンジン(内燃機関),E/G
2 高圧バッテリ(第1のバッテリ),H/Batt
3 低圧バッテリ(第2のバッテリ),L/Batt
4 大モータ(第1のモータジェネレータ),L/MG(大MG)
5 小モータ(第2のモータジェネレータ),S/MG(小MG)
6 小クラッチ(クラッチ,S/CL)
7 制御装置
8 トランスミッション,T/M
9 大クラッチ(メインクラッチ,C/L)
10 第1の昇圧コンバータ(Conv.)
11 第2の昇圧コンバータ(Conv.)
12 インバータ,MG_INV
13 ディファレンシャル機構,Diff
14 車輪,Tire
15 ポンプ,P
1 Engine (internal combustion engine), E / G
2 High voltage battery (first battery), H / Batt
3 Low voltage battery (second battery), L / Batt
4 Large motor (first motor generator), L / MG (large MG)
5 Small motor (second motor generator), S / MG (small MG)
6 Small clutch (clutch, S / CL)
7
9 Large clutch (Main clutch, C / L)
10 First boost converter (Conv.)
11 Second boost converter (Conv.)
12 Inverter, MG_INV
13 Differential mechanism, Diff
14 wheels, Tire
15 Pump, P
Claims (6)
給電されて前記車両を駆動する駆動力を発生し、前記車両から駆動されて発電自在な第1のモータジェネレータと、
前記内燃機関から駆動されて発電自在な第2のモータジェネレータと、
前記内燃機関と前記第2のモータジェネレータ間に接続され、両者間の動力伝達を断接自在なクラッチと、
前記第1のモータジェネレータに接続されて、該第1のモータジェネレータに給電し、該第1のモータジェネレータから充電自在な第1のバッテリと、
前記第2のモータジェネレータに接続されて、該第2のモータジェネレータから充電自在であり、前記第1のバッテリよりも低圧な第2のバッテリと、
前記第1と第2のバッテリ間に接続され、前記第2のモータジェネレータが発電して該第2のバッテリに蓄電された電気エネルギを該第1のバッテリに蓄電可能にする昇圧する第1の昇圧コンバータと、
前記トランスミッションのシフトアップ時又は減速時、前記内燃機関を前記トランスミッションから切り離すとともに、前記第2のモータジェネレータは、前記クラッチの断接制御を通じて前記内燃機関の回転エネルギを受けて、さらに惰性による回転で発電を行い、発電された電気エネルギは前記第2のバッテリに充電される発電モードと、
前記第2のバッテリに充電された電気エネルギを、前記第1の昇圧コンバータにより昇圧して前記第1のバッテリに充電する充電モードと、
を有する、ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動装置。 In a hybrid vehicle having an internal combustion engine, a drive source other than the internal combustion engine, and a transmission connected to the internal combustion engine so that power transmission can be connected and disconnected,
A first motor generator that generates electric power to drive the vehicle and is driven by the vehicle and can generate electric power;
A second motor generator driven from the internal combustion engine and capable of generating power;
A clutch connected between the internal combustion engine and the second motor generator and capable of connecting / disconnecting power transmission between both;
A first battery connected to the first motor generator for supplying power to the first motor generator and being rechargeable from the first motor generator;
A second battery connected to the second motor generator and freely chargeable from the second motor generator and having a lower voltage than the first battery;
The first battery is connected between the first and second batteries and boosts the electric energy generated by the second motor generator and stored in the second battery so as to be stored in the first battery. A boost converter;
When the transmission is upshifted or decelerated, the internal combustion engine is disconnected from the transmission, and the second motor generator receives rotational energy of the internal combustion engine through connection / disconnection control of the clutch, and is further rotated by inertia. A power generation mode in which electric power is generated and the generated electric energy is charged in the second battery;
A charge mode in which the electric energy charged in the second battery is boosted by the first boost converter to charge the first battery;
The a, drive characteristics and to Ruha hybrid vehicle that.
前記車両の加速時、前記内燃機関がオン状態で、該内燃機関に断接自在に接続されたトランスミッションがシフトアップされる際;
前記車両の加速時、前記内燃機関がオン状態で、該内燃機関に断接自在に接続されたトランスミッションがシフトアップのためニュートラル状態になる直前;
前記車両の減速時、前記内燃機関と該内燃機関に断接自在に接続されたトランスミッションとの間の動力伝達が切断される際;
前記車両の減速時、前記内燃機関がオン状態からオフ状態にされる際;
前記内燃機関がアイドリングする際。 The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the clutch provided between the internal combustion engine and the second motor generator is brought into a connected state in any one or more of the following cases. Driving device:
When the internal combustion engine is on and the transmission connected to the internal combustion engine is connected up and down during acceleration of the vehicle;
Immediately before acceleration of the vehicle, the internal combustion engine is in an ON state, and a transmission connected to the internal combustion engine is connected to the internal combustion engine so as to shift up;
When power transmission between the internal combustion engine and a transmission connected to the internal combustion engine is disconnected when the vehicle is decelerated;
When the internal combustion engine is switched from an on state to an off state during deceleration of the vehicle;
When the internal combustion engine is idling.
前記車両の加速時、前記内燃機関に断接自在に接続されたトランスミッションがシフトアップのためニュートラル状態となる際;
前記車両の加速時、前記内燃機関がシフトアップのためオフされた際;
前記車両の減速時、前記内燃機関の回転が停止する際;
前記車両の減速時、前記内燃機関がオフされる際;
アイドリングしている前記内燃機関が停止する際。 The clutch provided between the internal combustion engine and the second motor generator is changed from a connected state to a disconnected state in any one or more of the following cases. A drive device for a hybrid vehicle according to any one of the following:
During acceleration of the vehicle, when a transmission connected to the internal combustion engine is connected to the internal combustion engine to be in a neutral state for shifting up;
When the internal combustion engine is turned off to shift up during acceleration of the vehicle;
When rotation of the internal combustion engine stops during deceleration of the vehicle;
When the internal combustion engine is turned off during deceleration of the vehicle;
When the idling internal combustion engine stops.
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