JP2006232162A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンと電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両に関するものである。 The present invention relates to a hybrid vehicle that can run using an engine and an electric motor as a power source.
近年、燃料の燃焼によりトルクを出力するエンジンと、電力の供給によりトルクを出力する電気モータとを搭載し、このエンジンと電気モータのトルクを車輪に伝達することで走行可能とするハイブリッド車両が提案されている。このようなハイブリッド車両では、運転状態に応じてエンジン及び電気モータの駆動と停止を制御することにより、電気モータのトルクだけで車輪を駆動したり、エンジンと電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動するようにしており、電気モータはバッテリに蓄積された電力により駆動することができ、このバッテリのエネルギが低下したときには、エンジンを駆動してバッテリの充電を行うようにしている。 In recent years, a hybrid vehicle has been proposed that is equipped with an engine that outputs torque by the combustion of fuel and an electric motor that outputs torque by supplying electric power, and can travel by transmitting the torque of the engine and the electric motor to wheels. Has been. In such a hybrid vehicle, driving and stopping of the engine and the electric motor are controlled according to the driving state, so that the wheel is driven only by the torque of the electric motor, or the wheel is driven by the torque of both the engine and the electric motor. The electric motor can be driven by the electric power stored in the battery. When the energy of the battery decreases, the engine is driven to charge the battery.
即ち、ハイブリッド車両において、駆動力源としてエンジン及び電気モータが設けられると共に、エンジン及び電気モータの動力を合成して車輪に伝達するプラネタリギヤが設けられている。具体的には、エンジンの出力軸がプラネタリギヤのキャリヤに連結され、電気モータの出力軸がプラネタリギヤのリングギヤに連結されると共に、リングギヤに連結されたスプロケットから車輪に対して動力が伝達されるように構成されている。また、プラネタリギヤとエンジンとの間には発電機が設けられており、この発電機の回転軸がプラネタリギヤのサンギヤに連結されている。そのため、エンジンの動力がプラネタリギヤにより車輪及び発電機に分割されることとなり、発電機の回転速度を制御することにより、エンジンの回転速度を制御することができる。つまり、プラネタリギヤにより構成される動力分割機構は、エンジンの回転速度を変換する機能と、エンジンの動力を車輪及び発電機に分割する機能を有している。 That is, in the hybrid vehicle, an engine and an electric motor are provided as driving force sources, and a planetary gear that combines the power of the engine and the electric motor and transmits it to the wheels is provided. Specifically, the output shaft of the engine is connected to the planetary gear carrier, the output shaft of the electric motor is connected to the ring gear of the planetary gear, and power is transmitted from the sprocket connected to the ring gear to the wheels. It is configured. A generator is provided between the planetary gear and the engine, and the rotating shaft of the generator is connected to the sun gear of the planetary gear. Therefore, the engine power is divided into wheels and a generator by the planetary gear, and the engine rotation speed can be controlled by controlling the rotation speed of the generator. That is, the power split mechanism constituted by the planetary gears has a function of converting the rotational speed of the engine and a function of splitting the engine power into wheels and a generator.
このように構成されたハイブリッド車両にあって、エンジンのクランクシャフトの後端部にはフライホイールが装着されている。即ち、ハイブリッド車両では、エンジンの慣性モーメントが大きいため、始動直後の低回転領域で回転変動が発生しやすく、フライホイールによりこの回転変動を吸収するようにしている。 In the hybrid vehicle configured as described above, a flywheel is attached to the rear end portion of the crankshaft of the engine. That is, in a hybrid vehicle, since the moment of inertia of the engine is large, rotation fluctuation is likely to occur in a low rotation area immediately after starting, and the rotation fluctuation is absorbed by the flywheel.
なお、このような構成をなすハイブリッド車両としては、例えば、下記特許文献1に記載されている。 In addition, as a hybrid vehicle which makes such a structure, it describes in the following patent document 1, for example.
上述した特許文献1のハイブリッド車両にあっては、フライホイールによりエンジン始動直後の低回転領域で発生する回転変動を吸収するようにしている。ところが、ハイブリッド車両では、エンジンに大きな慣性モーメントが作用するため、大きな回転変動が発生しやすく、この回転変動を確実に吸収するためには、ある程度の大重量のフライホイールが必要となり、パワープラント全体の重量が大きくなってしまい、車両の重量増により燃費の悪化を招いてしまう。また、エンジンのクランクシャフトに大重量のフライホイールを装着すると、このフライホイールがエンジン始動時の始動抵抗となり、始動性が悪化するばかりでなく、始動時にエンジン振動が発生してしまうという問題がある。 In the hybrid vehicle of Patent Document 1 described above, the flywheel absorbs rotational fluctuations that occur in the low-rotation region immediately after engine startup. However, in a hybrid vehicle, a large moment of inertia acts on the engine, so a large rotational fluctuation is likely to occur. In order to absorb this rotational fluctuation reliably, a certain amount of heavy flywheel is required, and the entire power plant This increases the weight of the vehicle and causes an increase in the weight of the vehicle, resulting in a deterioration in fuel consumption. In addition, if a heavy flywheel is mounted on the crankshaft of the engine, this flywheel becomes a starting resistance when starting the engine, which not only deteriorates startability but also causes engine vibration during starting. .
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、エンジン低回転時の振動を確実に低減する一方で、装置の小型軽量化を可能として燃費の悪化を抑制したハイブリッド車両を提供することを目的とする。 The present invention is intended to solve such a problem, and provides a hybrid vehicle that can reduce the vibration at the time of low engine rotation while reducing the fuel consumption by reducing the size and weight of the device. The purpose is to do.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のハイブリッド車両は、エンジンと、該エンジンの出力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、該発電機からの電力供給を受けて回転可能な電気モータと、前記エンジンの出力を駆動輪及び前記発電機に動力伝達すると共に前記電気モータの出力を前記駆動輪に動力伝達する動力分割機構と、前記発電機の駆動軸に固結されたフライホイールとを具えたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a hybrid vehicle of the present invention includes an engine, a generator capable of generating power using at least a part of the output of the engine, and power supply from the generator. An electric motor capable of receiving and rotating, a power split mechanism for transmitting the output of the engine to the drive wheels and the generator, and transmitting the output of the electric motor to the drive wheels, and a drive shaft of the generator It is characterized by having a consolidated flywheel.
本発明のハイブリッド車両では、前記動力分割機構は、サンギヤと、該サンギヤの周囲に配置された複数のプラネタリギヤと、該各プラネタリギヤを保持するギヤキャリアと、前記プラネタリギヤの外周に配置されたリングギヤとから構成されたプラネタリギヤユニットであり、前記サンギヤに前記発電機の駆動軸が固結され、前記ギヤキャリアに前記エンジンの駆動軸が固結され、前記リングギヤに前記電気モータの駆動軸が固結されたことを特徴としている。 In the hybrid vehicle of the present invention, the power split mechanism includes a sun gear, a plurality of planetary gears arranged around the sun gear, a gear carrier holding each planetary gear, and a ring gear arranged on the outer periphery of the planetary gear. A planetary gear unit configured, wherein the drive shaft of the generator is fixed to the sun gear, the drive shaft of the engine is fixed to the gear carrier, and the drive shaft of the electric motor is fixed to the ring gear. It is characterized by that.
本発明のハイブリッド車両では、前記発電機の駆動軸にクラッチ機構を介して前記フライホイールが固結されたことを特徴としている。 The hybrid vehicle of the present invention is characterized in that the flywheel is fixed to a drive shaft of the generator via a clutch mechanism.
本発明のハイブリッド車両によれば、動力分割機構によりエンジンの出力を駆動輪及び発電機に動力伝達すると共に電気モータの出力を駆動輪に動力伝達可能とし、発電機の駆動軸にフライホイールを固結したので、等価慣性マス=(増速比)2×(フライホイールの慣性モーメント)となり、エンジン始動時における発電機の回転数はエンジン回転数に対応しており、発電機の回転数はエンジン回転数に対して増速されているため、クランクシャフトの端部に装着したフライホイールと同等の慣性マスを得るには、1/(増速比)2の慣性モーメントを付加すればよく、クランクシャフトのフライホイールを廃止して発電機にフライホイールを装着することで、この電気モータのフライホイールを小型化することができると共に、エンジン低回転時の振動を確実に低減することができ、その結果、装置の小型軽量化を可能として燃費の悪化を抑制することができる。 According to the hybrid vehicle of the present invention, the output of the engine is transmitted to the drive wheels and the generator by the power split mechanism, the power of the electric motor can be transmitted to the drive wheels, and the flywheel is fixed to the drive shaft of the generator. As a result, the equivalent inertia mass = (speed increase ratio) 2 × (flywheel inertia moment), and the generator speed at engine startup corresponds to the engine speed, and the generator speed is the engine speed. Since the speed is increased with respect to the rotational speed, an inertial mass equivalent to that of the flywheel attached to the end of the crankshaft can be obtained by adding an inertial moment of 1 / (speedup ratio) 2. By eliminating the flywheel of the shaft and mounting the flywheel on the generator, the flywheel of this electric motor can be miniaturized and the engine low Vibration during rotation can be reliably reduced, and as a result, the device can be reduced in size and weight, and deterioration of fuel consumption can be suppressed.
以下に、本発明に係るハイブリッド車両の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a hybrid vehicle according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の実施例1に係るハイブリッド車両におけるエンジンと発電機と電気モータとの動力伝達構造を表す概略図、図2は、実施例1のハイブリッド車両の概略構成図、図3は、ハイブリッド車両における定常走行から加速走行に移行したときの発電機とエンジンと電気モータの駆動力を表す共線図、図4は、ハイブリッド車両における停車状態からエンジンを始動したときの発電機とエンジンと電気モータの駆動力を表す共線図、図5は、ハイブリッド車両におけるモータ走行状態からエンジンを始動したときの発電機とエンジンと電気モータの駆動力を表す共線図である。 1 is a schematic diagram illustrating a power transmission structure of an engine, a generator, and an electric motor in a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the hybrid vehicle according to the first embodiment, and FIG. FIG. 4 is a collinear diagram showing the driving force of the generator, the engine, and the electric motor when the hybrid vehicle transitions from steady running to accelerated running. FIG. 4 shows the generator and engine when the engine is started from a stopped state in the hybrid vehicle. FIG. 5 is a collinear diagram showing the driving force of the generator, the engine, and the electric motor when the engine is started from the motor running state in the hybrid vehicle.
実施例1のハイブリッド車両において、図1及び図2に示すように、車両には、動力源として、ディーゼルエンジン(DE)11と電気モータとしてのモータジェネレータ(MG)12が搭載されており、また、この車両には、DE11の出力を受けて発電を行うモータジェネレータ(MG)13も搭載されている。これらのDE11とMG12とMG13は、動力分割機構14によって接続されている。この動力分割機構14は、DE11の出力をMG13と駆動輪15とに振り分けると共に、MG12からの出力を駆動輪15に伝達したり、減速機16及び駆動軸17を介して駆動輪15に伝達される駆動力に関する変速機として機能する。
In the hybrid vehicle of the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle is equipped with a diesel engine (DE) 11 as a power source and a motor generator (MG) 12 as an electric motor. The vehicle is also equipped with a motor generator (MG) 13 that receives the output of the
MG12は交流同期電動機であり、交流電力によって駆動する。インバータ18は、バッテリ19に蓄えられた電力を直流から交流に変換してMG12に供給すると共に、MG13によって発電される電力を交流から直流に変換してバッテリ19に蓄えるためのものである。MG13も、基本的には上述したMG12とほぼ同様の構成を有しており、交流同期電動機としての構成を有している。この場合、MG12が主として駆動力を出力するのに対し、MG13は主としてDE11の出力を受けて発電するものである。
MG12 is an AC synchronous motor and is driven by AC power. The
また、MG12は主として駆動力を発生させるが、駆動輪15の回転を利用して発電(回生発電)することもでき、発電機として機能することも可能である。このとき、駆動輪15にはブレーキ(回生ブレーキ)が作用するので、これをフットブレーキやエンジンブレーキと併用することにより、車両を制動させることができる。一方、MG13は主としてDE11の出力を受けて発電をするが、インバータ18を介してバッテリ19の電力を受けて駆動する電動機としても機能することができる。
The MG 12 mainly generates a driving force, but can also generate electric power (regenerative power generation) by using the rotation of the
DE11のクランクシャフト20には、ピストン位置及びエンジン回転数を検出するクランクポジションセンサ21が設けられている。このクランクポジションセンサ21は、エンジンECU22に接続され、検出結果を出力している。また、MG12及びMG13の各駆動軸23,24には、それぞれの回転位置及び回転数を検出する回転数センサ25,26が設けられている。各回転数センサ25,26は、それぞれモータECU27に接続され、検出結果を出力している。
The
上述した動力分割機構14は、プラネタリギヤユニットにより構成されている。即ち、この動力分割機構(プラネタリギヤユニット)14は、サンギヤ41と、このサンギヤ41の周囲に配置された複数のプラネタリギヤ42と、この各プラネタリギヤ42を保持するギヤキャリア43と、プラネタリギヤ42のさらに外周に配置されたリングギヤ44とから構成されている。そして、DE11のクランクシャフト20が中心軸45を介してギヤキャリア43に結合されており、DE11の出力はプラネタリギヤユニット14のギヤキャリア43に入力される。また、MG12は内部にステータ46とロータ47を有しており、このロータ47が駆動軸23を介してリングギヤ44に結合され、ロータ47及びリングギヤ44は図示しないギヤユニットを介して減速機16に結合されている。この減速機16は、MG12からプラネタリギヤユニット14のリングギヤに入力された出力を駆動軸17に伝達するものであり、MG12は駆動軸17と常時接続された状態となっている。
The
また、MG13は、上述したMG12と同様に、内部にステータ48とロータ49を有しており、このロータ49が駆動軸24及び図示しないギヤユニットを介してサンギヤ41に結合されている。つまり、DE11の出力は、プラネタリギヤユニット14で分割され、サンギヤ41を介してMG13のロータ49に入力される。また、DE11の出力は、プラネタリギヤユニット14で分割され、リングギヤ44などを介して駆動軸17にも伝達可能となっている。
Similarly to the MG 12 described above, the MG 13 has a
そして、MG13の発電量を制御してサンギヤ41の回転を制御することにより、プラネタリギヤユニット14全体を無段変速機として用いることができる。即ち、DE11またはMG12の出力は、プラネタリギヤユニット14によって変速された後に駆動軸17に出力される。また、MG13の発電量(電気モータとして機能する場合は電力消費量)を制御してDE11の回転数を制御することもできる。なお、MG12、MG13の回転数を制御する場合は、回転センサ25,26の出力を参照してモータECU27がインバータ18を制御することにより行われることとなり、これによりDE11の回転数も制御可能である。
Then, by controlling the amount of power generated by the MG 13 to control the rotation of the
上述した各種制御は、複数の電子制御ユニット(ECU)によって制御される。ハイブリッド車両として特徴的なDE11による駆動とMG12及びMG13による駆動とは、メインECU28によって総合的に制御される。即ち、メインECU28によりDE11の出力とMG12及びMG13による出力の配分が決定され、DE11、MG12及びMG13を制御すべく、各制御指令がエンジンECU22及びモータECU27に出力される。
The various controls described above are controlled by a plurality of electronic control units (ECUs). The driving by DE11 and the driving by MG12 and MG13, which are characteristic as a hybrid vehicle, are comprehensively controlled by the main ECU. That is, the distribution of the output of
また、エンジンECU22及びモータECU27は、DE11、MG12及びMG13の情報をメインECU28にも出力している。このメインECU28には、バッテリ19を制御するバッテリECU29やブレーキを制御するブレーキECU30にも接続されている。このバッテリECU29はバッテリ19の充電状態を監視し、充電量が不足した場合には、メインECU28に対して充電要求指令を出力する。充電要求を受けたメインECU28はバッテリ19に充電をするようにMG13を発電させる制御を行う。ブレーキECU30は車両の制動を司っており、メインECU28と共にMG12による回生ブレーキを制御する。
Further, the engine ECU 22 and the motor ECU 27 also output information on the
本実施例のハイブリッド車両は、上述したように構成されているので、ハイブリッド車両を運行している間に車両全体で要求される必要出力をDE11とMG12(MG13)とに配分することにより、DE11の運転状態を所望の運転状態に制御しつつ、車両全体で要求される出力をも満たすことが可能となっている。 Since the hybrid vehicle of the present embodiment is configured as described above, by distributing the necessary output required for the entire vehicle to DE11 and MG12 (MG13) while operating the hybrid vehicle, DE11 It is possible to satisfy the output required for the entire vehicle while controlling the driving state to a desired driving state.
即ち、このハイブリッド車両の定常走行では、図3に実線で示すように、主にDE11で走行できるようにしており、効率を高めるために発電機としてのMG13による発電を最小限、つまり、回転数を低下してゼロになるように制御している。そして、ハイブリッド車両の定常走行から加速走行に移行すると、図3に一点鎖線で示すように、メインECU28は、DE11の回転数を上昇させると共に、発電機としてのMG13による発電を開始し、また、MG13の発電電力及びバッテリ19に蓄電された電力によりMG12を駆動して所定の駆動力が得られるように制御している。
That is, in the steady running of this hybrid vehicle, as shown by the solid line in FIG. 3, the vehicle can run mainly at DE11, and the power generation by the
一方、図4に実線で示すようなハイブリッド車両の停車状態から、DE11を始動する場合、図4に一点鎖線で示すように、メインECU28は、DE11を始動するために発電機としてのMG13による発電を開始し、このDE11の回転数が上昇するように制御している。また、図5に実線で示すようなハイブリッド車両のモータ走行状態から、DE11を始動する場合、図5に一点鎖線で示すように、メインECU28は、DE11を始動するために発電機としてのMG13による発電を開始し、このDE11の回転数が上昇するように制御している。
On the other hand, when starting DE11 from the stop state of the hybrid vehicle as shown by the solid line in FIG. 4, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 4, the
ところで、ハイブリッド車両では、DE11に大きな慣性モーメントが作用するため、低回転領域で大きな回転変動が発生しやすく、この回転変動を吸収するために所定重量のフライホイールが必要となる。従来は、DE11のクランクシャフト20にこのフライホイールを直結していたが、この場合、フライホイールの大重量化による車両の重量増を招き、燃費を悪化させてしまっている。
By the way, in a hybrid vehicle, since a large moment of inertia acts on DE11, a large rotation fluctuation is likely to occur in a low rotation region, and a flywheel having a predetermined weight is required to absorb this rotation fluctuation. Conventionally, the flywheel is directly connected to the
そこで、本実施例では、図1及び図2に示すように、発電機としてのMG13に、DE11の回転変動を吸収するフライホイール51を固結している。即ち、MG13のロータ49には、駆動軸24の反対側に位置して連結軸(駆動軸)52が一体に連結されており、この連結軸52の端部にフライホイール51が一体に固結されている。また、DE11のクランクシャフト20と、プラネタリギヤユニット14の中心軸45との間に、DE11の回転ショックを吸収するダンパ機構53を介装している。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a
従って、図4に実線で示すようなハイブリッド車両の停車状態から、MG13を用いてDE11を始動させると、図4に一点鎖線で示すように、DE11の回転数が上昇すると共にMG13の回転数が上昇することで、DE11の回転変動が大きくなる。このとき、DE11の回転力は、クランクシャフト20からダンパ機構53を介して中心軸45に伝達され、更に、プラネタリギヤユニット14におけるプラネタリギヤ42、ギヤキャリア43、サンギヤ41をから駆動軸24介してMG13に伝達されるが、このMG13には連結軸52を介してフライホイール51が連結されているため、このフライホイール51の慣性力によりDE11の回転変動が吸収される。
Therefore, when DE11 is started using MG13 from the stop state of the hybrid vehicle as shown by the solid line in FIG. 4, the rotational speed of DE11 increases and the rotational speed of MG13 increases as shown by the one-dot chain line in FIG. By increasing, the rotational fluctuation of DE11 becomes large. At this time, the rotational force of the
また、図5に実線で示すようなハイブリッド車両のモータ走行状態から、MG13を用いてDE11を始動させ、図5に一点鎖線で示すように、DE11の回転数及びMG13の回転数が上昇し、DE11の回転変動が大きくなった場合も、上述したように、MG13に連結されたフライホイール51の慣性力によりDE11の回転変動が吸収される。
Moreover, DE11 is started using MG13 from the motor running state of the hybrid vehicle as shown by a solid line in FIG. 5, and the rotational speed of DE11 and the rotational speed of MG13 are increased as shown by a one-dot chain line in FIG. Also when the rotational fluctuation of DE11 becomes large, as described above, the rotational fluctuation of DE11 is absorbed by the inertial force of
この場合、下記の数式が成立する。
等価慣性マス=(増速比)2×(フライホイールの慣性モーメント)
即ち、DE11の始動時における発電機としてのMG13の回転数は、DE11の回転数に対応しており、MG13の回転数はDE11の回転数に対してプラネタリギヤユニット14により増速されている。そのため、従来のクランクシャフト20の端部に装着したフライホイールと同等の慣性マスを得るには、MG13に1/(増速比)2の慣性モーメントを付加すればよい。つまり、クランクシャフトのフライホイールを廃止し、MG13にフライホイール51を装着した場合、フライホイール51の重量を従来に比べて1/(増速比)2の重量とすればよい。
In this case, the following mathematical formula is established.
Equivalent inertia mass = (speed increase ratio) 2 × (flywheel inertia moment)
That is, the rotational speed of the
このように実施例1のハイブリッド車両にあっては、動力分割機構としてのプラネタリギヤユニット14によりDE11の出力を駆動輪15及び発電機としてのMG13に動力伝達すると共に、電気モータとしてのMG12の出力を駆動輪15に動力伝達可能とし、MG13のロータ49に連結軸52を介してフライホイール51を固結している。
Thus, in the hybrid vehicle of the first embodiment, the
従って、MG13に装着されたフライホイール51によりDE11の低回転時における回転変動を吸収してエンジン振動を確実に低減することができると共に、MG13に装着されたフライホイール51を、クランクシャフト20の端部に装着した従来のフライホイールより小型で軽量とすることができ、その結果、装置全体の小型軽量化を可能として燃費の悪化を抑制することができる。
Therefore, the
また、DE11のクランクシャフト20とプラネタリギヤユニット14の中心軸45との間にダンパ機構53を介装している。従って、DE11の始動時や停止時、または、加速・減速時のショックをダンパ機構53により確実に吸収することができ、エンジン振動を軽減することができる。
A
図6は、本発明の実施例2に係るハイブリッド車両におけるエンジンと発電機と電気モータとの動力伝達構造を表す概略図、図7は、実施例2のハイブリッド車両におけるエンジン制御を表すフローチャートである。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a power transmission structure of an engine, a generator, and an electric motor in a hybrid vehicle according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a flowchart illustrating engine control in the hybrid vehicle according to the second embodiment. . In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the same function as what was demonstrated in the Example mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施例2のハイブリッド車両において、図6に示すように、車両には、ディーゼルエンジン(DE)11と電気モータとしてのモータジェネレータ(MG)12と、発電機としてのモータジェネレータ(MG)13とが搭載されると共に、これらのDE11とMG12とMG13は、動力分割機構14によって接続されている。このDE11の出力をMG13と駆動輪15とに振り分けると共に、MG12からの出力を駆動輪15に伝達したり、減速機16及び駆動軸17を介して駆動輪15に伝達される駆動力に関する変速機として機能する動力分割機構14が搭載されている。
In the hybrid vehicle of the second embodiment, as shown in FIG. 6, the vehicle includes a diesel engine (DE) 11, a motor generator (MG) 12 as an electric motor, and a motor generator (MG) 13 as a generator. While being mounted, these
そして、本実施例では、発電機としてのMG13に、クラッチ機構61を介してDE11の回転変動を吸収するフライホイール51を固結している。即ち、MG13のロータ49には、駆動軸24の反対側に位置して第1連結軸(駆動軸)62が一体に連結され、フライホイール51に第2連結軸(駆動軸)63が一体に連結されており、この各連結軸62,63の間にクラッチ機構61が装着されている。このクラッチ機構61は、MG13とフライホイール51とを連結して一体回転可能とすると共に、MG13とフライホイール51との連結を解除してMG13を単独で回転可能とするものである。
In this embodiment, the
即ち、前述した実施例1のように、MG13にフライホイール51を連結することで、DE11の回転変動を吸収することができるが、エンジン始動時には、このフライホイール51が始動抵抗となって始動性が悪化し、エンジン振動が発生してしまう。そこで、本実施例では、DE11の回転変動が発生しやすいアイドル回転などの低回転領域にあるときのみ、MG13にフライホイール51を連結するようにしている。
That is, by connecting the
従って、ハイブリッド車両の停車状態から、MG13を用いてDE11を始動させると、DE11の回転数が上昇すると共にMG13の回転数が上昇することで、DE11の回転変動が大きくなる。このとき、DE11の回転力は、クランクシャフト20からダンパ機構53を介して中心軸45に伝達され、更に、プラネタリギヤユニット14におけるプラネタリギヤ42、ギヤキャリア43、サンギヤ41をから駆動軸24介してMG13に伝達されるが、DE11の回転変動が発生しやすい低回転領域では、MG13にクラッチ機構61を介してフライホイール51が連結されるため、このフライホイール51の慣性力によりDE11の回転変動が吸収される。
Therefore, when DE11 is started using MG13 from the stop state of the hybrid vehicle, the rotational speed of DE11 increases as the rotational speed of DE11 increases and the rotational speed of MG13 increases. At this time, the rotational force of the
ここで、本実施例のハイブリッド車両におけるエンジン始動制御について説明する。図7に示すように、ステップS11において、車両の停車時またはモータ走行時に、DE11の始動要求(例えば、イグニッションキースイッチのオン操作、アクセル開度の拡大、バッテリ充電量の低下など)があったかどうかを判定し、DE11の始動要求がなければ、ステップS20に移行し、DE11が停止しているかどうかを判定し、DE11が停止していれば、何もしないで終了する。 Here, engine start control in the hybrid vehicle of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 7, whether or not there is a start request of DE11 (for example, turning on the ignition key switch, increasing the accelerator opening, lowering the battery charge, etc.) when the vehicle is stopped or the motor is running in step S11. If there is no request to start DE11, the process proceeds to step S20, where it is determined whether DE11 is stopped, and if DE11 is stopped, the process ends without doing anything.
一方、ステップS11にて、DE11の始動要求があると判定されたら、ステップS12に移行し、クラッチ機構(フライホイールクラッチ)61をOFFとしてMG13とフライホイール51との連結を解除する。そして、ステップS13にて、MG13によりDE11のクランキングを開始し、ステップS14にて、インジェクタによる燃料噴射を開始する。
On the other hand, if it is determined in step S11 that there is a start request for DE11, the process proceeds to step S12, where the clutch mechanism (flywheel clutch) 61 is turned off and the connection between the
ステップS15にて、DE11の回転数を算出し、ステップS16では、DE11の回転数が所定の第1回転数(例えば、600rpm)となることで、エンジン始動が完了したかどうかを判定している。このステップS16にて、エンジン始動が完了したと判定されなければ、ステップS11に戻って処理を繰り返す。一方、エンジン始動が完了したと判定されれば、ステップS17にて、DE11の回転数が所定の第2回転数(例えば、2000rpm)以下となることで、エンジン低回転領域(アイドル状態)にあるかどうかを判定している。このステップS17にて、DE11がアイドル状態にあれば、ステップS18にて、クラッチ機構(フライホイールクラッチ)61をONとしてMG13とフライホイール51とを連結する。
In step S15, the rotational speed of the
そして、DE11を始動してから、DE11の回転数が更に上昇してエンジン中・高回転領域に入ると、ステップS11からステップS20に移行し、ここで、DE11が停止していないと判定されてステップS17に移行する。すると、このステップS17で、DE11がアイドル状態似ないと判定されるため、ステップS19にて、クラッチ機構(フライホイールクラッチ)61をOFFとしてMG13とフライホイール51との連結を解除する。
Then, after starting DE11, when the rotational speed of DE11 further increases and enters the middle / high engine speed region, the process proceeds from step S11 to step S20, where it is determined that DE11 has not stopped. The process proceeds to step S17. Then, in this step S17, since it is determined that the
従って、DE11の始動時、並びに中・高回転時には、クラッチ機構61によりMG13とフライホイール51との連結を解除し、フライホイール51が始動抵抗や高回転の抵抗となることを防止し、アイドル回転時には、クラッチ機構61によりMG13とフライホイール51とを連結し、DE11の回転変動を吸収する。
Therefore, when the
このように実施例2のハイブリッド車両にあっては、動力分割機構としてのプラネタリギヤユニット14によりDE11の出力を駆動輪15及び発電機としてのMG13に動力伝達すると共に、電気モータとしてのMG12の出力を駆動輪15に動力伝達可能とし、MG13にクラッチ機構61を介してフライホイール51を固結している。
As described above, in the hybrid vehicle of the second embodiment, the
従って、DE11の低回転領域では、クラッチ機構61によりMG13とフライホイール51とを連結することで、このフライホイール51によりDE11の回転変動を吸収してエンジン振動を確実に低減することができる。一方、DE11の始動時には、クラッチ機構61によりMG13とフライホイール51との連結を解除することで、このフライホイール51がエンジン始動時の始動抵抗となることはなく、始動性の悪化を抑制してエンジン振動の発生を防止することができる。また、DE11の中・高回転領域でも、クラッチ機構61によりMG13とフライホイール51との連結を解除することで、フライホイール51がエンジン高回転(加速)時の抵抗となることはなく、走行性能の悪化を防止することができる。
Therefore, by connecting the
以上のように、本発明に係るハイブリッド車両は、エンジンの回転変動を吸収するフライホイールを発電機の駆動軸に装着して小型軽量化を図ったものであり、エンジンと電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両に適用して有用である。 As described above, the hybrid vehicle according to the present invention has a flywheel that absorbs engine rotation fluctuations mounted on the drive shaft of the generator to reduce the size and weight, and the engine and the electric motor are used as a power source. It is useful when applied to a hybrid vehicle that can travel as
11 ディーゼルエンジン、DE
12 モータジェネレータ、MG(電気モータ)
13 モータジェネレータ、MG(発電機)
14 動力分割機構(プラネタリギヤユニット)
18 インバータ
19 バッテリ
22 エンジンECU
27 モータECU
28 メインECU
29 バッテリECU
41 サンギヤ
42 プラネタリギヤ
43 ギヤキャリア
44 リングギヤ
49 ロータ
51 フライホイール
52,62,63 連結軸(駆動軸)
53 ダンパ機構
61 クラッチ機構
11 Diesel engine, DE
12 Motor generator, MG (electric motor)
13 Motor generator, MG (generator)
14 Power split mechanism (planetary gear unit)
18
27 Motor ECU
28 Main ECU
29 Battery ECU
41
53
Claims (3)
2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the flywheel is fixed to a drive shaft of the generator via a clutch mechanism.
Priority Applications (1)
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-
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- 2005-02-25 JP JP2005051470A patent/JP2006232162A/en active Pending
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