JP2011255763A

JP2011255763A - パラレルハイブリッド車両

Info

Publication number: JP2011255763A
Application number: JP2010131152A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Ono; 晃義大野
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-06-08
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2011-12-22

Abstract

【課題】この発明は、クラッチ等の機械的な回転数調整装置を用いる場合と比べて、大幅な容量増や重量増を回避し、モータインバータでのゼロトルク制御が無くても、モータによる駆動ロスやエネルギーロスを回避することを目的とする。
【解決手段】この発明は、エンジンを駆動源として車両の前輪、あるいは後輪のどちらか一方の車輪を駆動し、モータを駆動源として前記エンジンが駆動しない他方の車輪を駆動するパラレルハイブリッド車両において、モータ減速ギアを介して前記モータの駆動力を車輪に伝達するとともに、前記モータ減速ギアは、スリーブとクラッチギアとを結合、あるいは解放状態とする切換機構を備え、前記モータの駆動力をモータ減速ギアを介して車輪に伝達するように前記スリーブとクラッチギアとを結合状態に制御する制御手段を備えていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明はパラレルハイブリッド車両に係り、特に、エンジンとモータとの各駆動源がそれぞれ別の車輪を駆動するパラレルハイブリッド車両において、走行抵抗低減のため駆動していない車輪を切り離す機構を備えたパラレルハイブリッド車両に関する。

エンジンおよびモータを駆動源とするパラレルハイブリッド車両には、エンジンを駆動源として前輪あるいは後輪のどちらか一方の車輪、例えば後輪を駆動し、モータを駆動源としてエンジンで駆動しない他方の車輪、例えば前輪を駆動するパラレルハイブリッド車両がある。（特許文献１）

特開２００３−１８７０８号公報

前記特許文献１のパラレルハイブリッド車両は、エンジンとモータとの各駆動源がそれぞれ別の車輪を駆動しているが、エンジンの後輪駆動による走行時でも前輪を介してモータのロータが回転し、その分走行負荷が増加することになる。
この場合、モータをモータインバータによりゼロトルク（０Ｔｏｒｑｕｅ）制御することで前輪によるモータ負荷の大部分をキャンセルできるが、各車速域でのゼロトルク出力の保証がない場合には前輪の完全な空走状態を作り出すことができない問題がある。モータのゼロトルク制御にて完全にゼロトルクとできる場合以外には、高電圧バッテリの充放電収支がずれてくる問題がある。また、モータ負荷をキャンセルするために、本格的なクラッチによる切り離し機構を追加すると、スペースや重量が大幅に増加する問題がある。

この発明は、クラッチ等の機械的な回転数調整装置を用いる場合と比べて、大幅な容量増や重量増を回避し、モータインバータでのゼロトルク制御が無くても、モータによる駆動ロスやエネルギーロスを回避することを目的とする。

この発明は、エンジンを駆動源として車両の前輪、あるいは後輪のどちらか一方の車輪を駆動し、モータを駆動源として前記エンジンが駆動しない他方の車輪を駆動するパラレルハイブリッド車両において、モータ減速ギアを介して前記モータの駆動力を車輪に伝達するとともに、前記モータ減速ギアは、スリーブとクラッチギアとを結合、あるいは解放状態とする切換機構を備え、前記モータの駆動力をモータ減速ギアを介して車輪に伝達するように前記スリーブとクラッチギアとを結合状態に制御する制御手段を備えていることを特徴とする。

この発明のパラレルハイブリッド車両は、モータ減速ギアを接続・切り離し可能としたので、クラッチ等の機械的な回転数調整装置を用いる場合と比べて、大幅な容量増や重量増を回避することができる。
この発明のパラレルハイブリッド車両は、モータインバータでのゼロトルク制御が無くても、駆動ロスやエネルギーロスを回避することができる。

パラレルハイブリッド車両のシステム構成図である。（実施例）切り離した状態のモータ減速ギアの斜視図である。（実施例）接続した状態のモータ減速ギアの斜視図である。（実施例）モータ減速ギアの接続のフローチャートである。（実施例）モータ減速ギアの切り離しのフローチャートである。（実施例）モータ減速ギアの接続・切り離しのタイムチャートである。（実施例）

以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１において、１はパラレルハイブリッド車両、２は前輪、３は後輪である。パラレルハイブリッド車両１は、駆動源としてエンジン４とモータ５とを搭載している。パラレルハイブリッド車両１は、エンジン４によりトランスミッション６、前輪駆動軸７を介して前輪２を駆動し、モータ５によりモータ減速ギア８、後輪駆動軸９を介して後輪３を駆動する。エンジン４およびモータ５は、制御手段１０により制御される。
制御手段１０は、エンジン回転数センサ１１からエンジン回転数を入力し、前輪駆動軸回転数センサ１２から前輪回転数を入力し、モータ回転数センサ１３からモータ回転数を入力し、後輪駆動軸回転数センサ１４から後輪回転数を入力する。制御手段１０は、各センサ１１〜１４から入力する信号に基づいて、スロットルバルブ等の出力調整機構１５によりエンジン４のエンジン回転数を変更し、モータインバータ１６によりモータ５のモータ回転数を変更し、シフト機構１７によりトランスミッション６のシフト切替を行う。

前記モータ減速ギア８は、結合・解放が可能なスリーブ１８とクラッチギア１９とを備え、これらスリーブ１８とクラッチギア１９とを結合、あるいは解放状態とする切換機構２０を備えている。切換機構２０は、制御手段１０により制御される。制御手段１０には、スリーブ１８とクラッチギア１９とが結合している時にＯＮ（１）し、スリーブ１８とクラッチギア１９とが解放している時にＯＦＦ（０）する嵌合スイッチ２１を接続している。制御手段１０は、切換機構２０によりスリーブ１８とクラッチギア１９とを結合、あるいは解放状態とする際に、嵌合スイッチ２１から入力するＯＮ・ＯＦＦの信号でスリーブ１８とクラッチギア１９とが結合しているか解放しているか判断する。
前記制御手段１０は、図３に示すように、切換機構２０によりスリーブ１８とクラッチギア１９とを結合状態とすることでモータ減速ギア８を接続し、モータ減速ギア８を介してモータ５の駆動力を後輪３に伝達する。また、制御手段１０は、図２に示すように、切換機構２０によりスリーブ１８とクラッチギア１９とを解放状態とすることでモータ減速ギア８を切り離し、モータ減速ギア８を介してモータ５の駆動力が後輪３に伝達されることを遮断する。
前記制御手段１０は、モータ回転数が車輪回転数と一致するようにモータインバータ１６によりモータ５を制御してスリーブ１８とクラッチギア１９とを結合し、モータトルクがゼロ（０）になるようにモータ５を制御して切換機構２０によりスリーブ１８とクラッチギア１９とを解放する。

次に作用を説明する。
パラレルハイブリッド車両１は、制御手段１０によって、エンジン４のみでの走行とモータ５によるアシスト走行とを走行中に切り替え可能としている。
制御手段１０は、エンジン効率が良い領域を使用し、ブレーキ頻度が少ない高速道巡航走行時には、エンジン４により前輪２を駆動する一方で、モータ減速ギア８を切り離してモータ５と後輪３との接続を切り離す。また、制御手段１０は、モータ５の低速トルク特性を活用し、回生エネルギー回収できる発進時、減速時、悪路走行時には、エンジン４により前輪２を駆動するとともに、モータ減速ギア８を接続してモータ５により後輪３を駆動する。さらに、制御手段１０は、退避場所への移動を必要とするエンジン４の異常発生時には、トランスミッション６のシフト切替によりエンジン４と前輪２の接続を切り離し、モータ減速ギア８を接続してモータ５により後輪３を駆動する。

制御手段１０は、図４に示すように、モータ減速ギア８を接続する場合に、接続の処理を開始すると（１０１）、モータ５の目標モータ回転数が後輪３の車輪回転数と等しくなるようにモータ回転数を上昇・下降させる処理をし（１０２）、モータ回転数が車輪回転数＋α以下、かつモータ回転数が車輪回転数−α以上の範囲にあるかを判断する（１０３）。
この判断（１０３）がＮＯの場合は、前記処理（１０２）に戻る。この判断（１０３）がＹＥＳの場合は、スリーブ１８とクラッチギア１９とを結合させる処理を実行し（１０４）、設定時間Ｘ後に嵌合スイッチ２１がＯＦＦ（０）であるか（スリーブ１８とクラッチギア１９とが解放状態）を判断する（１０５）。
この判断（１０５）がＮＯ（スリーブ１８とクラッチギア１９とが結合状態）の場合は、モータ減速ギア８の接続完了として処理を終了する（１０６）。この判断（１０５）がＹＥＳ（スリーブ１８とクラッチギア１９とが解放状態）の場合は、スリーブ１８とクラッチギア１９とを結合させる処理を所定回数Ａ繰り返したかを判断する（１０７）。
この判断（１０７）がＮＯの場合は、前記処理（１０２）に戻る。この場合、スリーブ１８とクラッチギア１９とを解放した後、モータ回転数が車輪回転数±αの範囲になるように調整し、スリーブ１８とクラッチギア１９とを結合させる処理を再度実行する（図６（１）参照）。一方、この判断（１０７）がＹＥＳの場合は、モータ減速ギア８の接続失敗として処理を中止する（１０８）。

また、制御手段１０は、図５に示すように、モータ減速ギア８を切り離す場合に、切り離しの処理を開始すると（２０１）、モータ５のモータトルクをゼロ（０）とする処理をし（２０２）、スリーブ１８とクラッチギア１９とを解放させる処理を実行し（２０３）、設定時間Ｘ後に嵌合スイッチ２１がＯＮ（１）であるか（スリーブ１８とクラッチギア１９とが結合状態）を判断する（２０４）。
この判断（２０４）がＮＯ（スリーブ１８とクラッチギア１９とが解放状態）の場合は、モータ減速ギア８の切り離し完了として処理を終了する（２０４）。この判断（２０４）がＹＥＳ（スリーブ１８とクラッチギア１９とが結合状態）の場合は、スリーブ１８とクラッチギア１９とを解放させる処理を所定回数Ａ繰り返したかを判断する（２０６）。
この判断（２０６）がＮＯの場合は、前記処理（２０２）に戻る。この場合、スリーブ１８とクラッチギア１９とを結合した後、モータトルクが目標トルク±βの範囲になるように調整し、スリーブ１８とクラッチギア１９とを解放させる処理を再度実行する（図６（２）参照）。一方、この判断（２０６）がＹＥＳの場合は、モータ減速ギア８の切り離し失敗として処理を中止する（２０７）。

このように、パラレルハイブリッド車両１は、モータ減速ギア８を介してモータ５の駆動力を後輪３に伝達するとともに、モータ減速ギア８は、スリーブ１８とクラッチギア１９とを結合、あるいは解放状態とする切換機構２０を備え、モータ５の駆動力をモータ減速ギア８を介して後輪３に伝達するようにスリーブ１８とクラッチギア１９とを結合状態に制御する制御手段を１０備えている。
これにより、このパラレルハイブリッド車両１は、モータ減速ギア８を接続・切り離し可能としたので、クラッチ等の機械的な回転数調整装置を用いる場合と比べて、大幅な容量増や重量増を回避することができる。また、このパラレルハイブリッド車両１は、モータインバータ１６でのモータ５のゼロトルク制御が無くても、駆動ロスやエネルギーロスを回避することができる。
また、制御手段１０は、モータ回転数が後輪３の車輪回転数と一致するようにモータ５を制御してスリーブ１８とクラッチギア１９とを結合し、モータトルクがゼロになるようにモータ５を制御してスリーブ１８とクラッチギア１９とを解放している。
これにより、このパラレルハイブリッド車両１は、車両の停止中や走行中に関わらず、どの速度でもモータ減速ギア８の接続・切り離しが可能となる。また、このパラレルハイブリッド車両１は、エンジン効率が良い高速道巡航走行と悪路や加速時の前後輪駆動走行とを運転者が意識することなく、切り替え可能となる。

この発明は、パラレルハイブリッド車両のモータ駆動系について大幅な容量増や重量増を回避し、モータによる駆動ロスやエネルギーロスを回避するものであり、パラレルハイブリッド車両以外のハイブリッド車両にも適用することができる。

１パラレルハイブリッド車両
２前輪
３後輪
４エンジン
５モータ
６トランスミッション
７前輪駆動軸
８モータ減速ギア
９後輪駆動軸
１０制御手段
１１エンジン回転数センサ
１２前輪駆動軸回転数センサ
１３モータ回転数センサ
１４後輪駆動軸回転数センサ
１５出力調整機構
１６モータインバータ
１７シフト機構
１８スリーブ
１９クラッチギア
２０切換機構
２１嵌合スイッチ

Claims

エンジンを駆動源として車両の前輪、あるいは後輪のどちらか一方の車輪を駆動し、
モータを駆動源として前記エンジンが駆動しない他方の車輪を駆動するパラレルハイブリッド車両において、
モータ減速ギアを介して前記モータの駆動力を車輪に伝達するとともに、前記モータ減速ギアは、スリーブとクラッチギアとを結合、あるいは解放状態とする切換機構を備え、
前記モータの駆動力をモータ減速ギアを介して車輪に伝達するように前記スリーブとクラッチギアとを結合状態に制御する制御手段を備えていることを特徴とするパラレルハイブリッド車両。
前記制御手段は、モータ回転数が車輪回転数と一致するように前記モータを制御して前記スリーブとクラッチギアとを結合し、
モータトルクがゼロになるように前記モータを制御して前記スリーブとクラッチギアとを解放することを特徴とする請求項１に記載のパラレルハイブリッド車両。