JP2018140682A

JP2018140682A - 車両

Info

Publication number: JP2018140682A
Application number: JP2017035055A
Authority: JP
Inventors: 一樹屋代; Kazuki Yashiro
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2037-02-27
Also published as: JP6855277B2

Abstract

【課題】３つの原動機のうちの少なくとも１つが作動した場合に、当該作動による残る原動機の連れ回りを防止可能な車両を提供すること。【解決手段】車両は、第１原動機と、第２原動機と、第３原動機とを備える。第１原動機及び第２原動機は、第１原動機と第２原動機の間の動力伝達経路が、第１断接部により接続及び遮断可能に配置され、第２原動機及び第３原動機は、第２原動機と第３原動機の間の動力伝達経路が、第２断接部により接続及び遮断可能に配置され、第３原動機及び第１原動機は、第３原動機と第１原動機の間の動力伝達経路が、第１断接部の接続及び第２断接部の接続により接続可能に、かつ、第１断接部及び第２断接部の少なくとも何れか一方の遮断により遮断可能に配置される。第３原動機は、車両の被駆動部に接続される。【選択図】図１

Description

本発明は、３つの原動機を備える車両に関する。

特許文献１には、エンジンと、モータと、ジェネレーターとを備えるハイブリッド車両用駆動装置が記載されている。当該ハイブリッド車両用駆動装置は、それぞれ平行に配置されたエンジン軸と、ジェネレーター軸と、アイドラー軸とを備え、ジェネレーター軸は少なくとも内周軸と該内周軸に相対回転可能に取り付けられた中空の外周軸とを備える。エンジンのクランク軸に接続されたエンジン軸は、ジェネレーター駆動ギヤを介してジェネレーターをその軸線上に備えたジェネレーター軸の内周軸に接続される。また、モータをその軸線上に備えたジェネレーター軸の外周軸はモータ駆動力伝達ギヤを介してアイドラー軸に接続され、エンジン軸とアイドラー軸はエンジン駆動力伝達ギヤを介して接続される。アイドラー軸とデファレンシャル装置はファイナルギヤを介して接続され、デファレンシャル装置はデフ軸を介して駆動輪に接続されている。また、エンジン軸には、エンジン駆動力伝達ギヤを介してエンジン軸とアイドラー軸間の動力伝達を接続又は開放するクラッチが設けられている。

国際公開第２００９／１２８２８８号特開２００５−１７８４７９号公報

上記説明した特許文献１に記載のハイブリッド車両用駆動装置は、エンジンのクランク軸に接続されたエンジン軸が、ジェネレーター駆動ギヤを介してジェネレーターをその軸線上に備えたジェネレーター軸の内周軸に接続されているため、エンジンとジェネレーターが常にギヤで噛合した構成を有する。このため、ジェネレーターがモータのアシストを行う際には、ジェネレーターの回転によって常にエンジンが連れ回る。このため、ジェネレーターがモータをアシストする際、ジェネレーターはエンジンの連れ回り分を含めた出力を発生する必要がある。その結果、ジェネレーターによる消費エネルギーは増大する。

本発明の目的は、３つの原動機のうちの少なくとも１つが作動した場合に、当該作動による残る原動機の連れ回りを防止可能な車両を提供することである。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
第１原動機（例えば、後述の実施形態でのエンジンＥＮＧ）と、第２原動機（例えば、後述の実施形態での第２モータジェネレータＭＧ２）と、第３原動機（例えば、後述の実施形態での第１モータジェネレータＭＧ１）と、を備える車両であって、
前記第１原動機及び前記第２原動機は、前記第１原動機と前記第２原動機の間の動力伝達経路が、第１断接部（例えば、後述の実施形態でのクラッチＣＬ１）により接続及び遮断可能に配置され、
前記第２原動機及び前記第３原動機は、前記第２原動機と前記第３原動機の間の動力伝達経路が、第２断接部（例えば、後述の実施形態でのクラッチＣＬ２）により接続及び遮断可能に配置され、
前記第３原動機及び前記第１原動機は、前記第３原動機と前記第１原動機の間の動力伝達経路が、前記第１断接部の接続及び前記第２断接部の接続により接続可能に、かつ、前記第１断接部及び前記第２断接部の少なくとも何れか一方の遮断により遮断可能に配置され、
前記第３原動機は、前記車両の被駆動部に接続される、車両を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記第１原動機は内燃機関であり、
前記第２原動機及び前記第３原動機は回転電機であり、
前記第２原動機は、前記第３原動機よりも高回転側に、高効率な運転点の領域を備える。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記第１断接部及び前記第２断接部を開放した状態での前記第３原動機の動力による走行中に、前記車両に減速要求が発生した場合、前記第３原動機が回生を行う。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明において、
所定値未満での走行速度で走行中に前記車両に減速要求が発生した場合、前記第１断接部及び前記第２断接部の断接状態によらず前記第３原動機のみが回生を行う。

請求項５に記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の発明において、
前記第１断接部を締結しかつ前記第２断接部を開放した状態で、前記第２原動機が前記第１原動機によって駆動され、前記第３原動機の動力によって所定値以上での走行速度で走行中に、前記車両に減速要求が発生した場合、前記第２断接部の前記第３原動機側の回転数と前記第２原動機側の回転数との差の絶対値がしきい値以上のときは、前記第３原動機が回生を行う。

請求項６に記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の発明において、
前記第１断接部を締結しかつ前記第２断接部を開放した状態で、前記第２原動機が前記第１原動機によって駆動され、前記第３原動機の動力によって所定値以上での走行速度で走行中に、前記車両に減速要求が発生した場合、前記第２断接部の前記第３原動機側の回転数と前記第２原動機側の回転数との差の絶対値がしきい値未満のときは、前記第１断接部を開放しかつ前記第２断接部を締結した上で、前記第２原動機が回生を行う。

請求項７に記載の発明は、請求項２から６のいずれか１項に記載の発明において、
前記第２断接部を締結した状態で所定値以上での走行速度で走行中に、前記車両に減速要求が発生した場合、前記第２原動機が回生を行う。

請求項１の発明によれば、第１原動機と第２原動機の間の動力伝達経路が第１断接部によって接続及び遮断可能であるため、第２原動機の作動時に第１断接部を開放することによって、第２原動機の回転による第１原動機の連れ回りを防止できる。したがって、第２原動機の駆動効率が向上する。また、第２原動機が回転電機である場合、当該第２原動機の回生効率が向上する。

請求項２の発明によれば、第２原動機は高回転側に高効率な運転点の領域を有し、一方、第３原動機は低回転側に高効率な運転点の領域を有するため、回転電機の予定される作動回転数に応じて第２原動機又は第３原動機を選択できる。なお、第２原動機又は第３原動機の選択は、第１断接部及び第２断接部の開放又は締結によって行われる。

請求項３の発明では、第１断接部及び第２断接部の断接状態を変えずに第３原動機が回生を行う。減速回生時に予定される回転数が高い場合は第２原動機の方が高効率での回生が可能であるが、第２原動機が回生を行うためには第２断接部を締結する必要があり、第２断接部を締結するためには、第２原動機を駆動して第２断接部における回転数合わせを行う必要がある。このように、第２原動機の回生は高効率であるものの、第２原動機が回生を開始するまでのエネルギー損失等の観点に基づけば、低効率ではあっても第３原動機が回生する方が好ましい。したがって、第１断接部及び第２断接部を開放した状態で回生を行う回転電機を、第１断接部及び第２断接部の断接状態を変えずに行うことができる第３原動機とすることによって、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

請求項４の発明では、減速要求が発生したときの車速が所定値未満であれば、第３原動機のみが回生を行う。車速が所定値未満であるときの減速回生時に予定される回転電機の回転数は低いため、低回転側に高効率な運転点の領域を有する第３原動機が回生を行うことによって、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

第２断接部を開放した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速が所定値以上である場合には、高回転側に高効率な運転点の領域を有する第２原動機での回生が好ましく、第２原動機が回生を行うためには少なくとも第２断接部を締結する必要がある。しかし、第２断接部の両端の回転数差の絶対値がしきい値以上であると、第２断接部を締結する際に生じるエネルギー損失が大きい。このため、請求項５の発明では、第２断接部を開放した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速が所定値以上の場合であっても、第２断接部の両端の回転数差の絶対値がしきい値以上であれば、第１断接部及び第２断接部の断接状態を変えずに、低回転側に高効率な運転点の領域を有する第３原動機が回生を行う。その結果、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

第２断接部を開放した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速が所定値以上である場合には、高回転側に高効率な運転点の領域を有する第２原動機での回生が好ましく、第２原動機が回生を行うためには少なくとも第２断接部を締結する必要がある。また、第２断接部の両端の回転数差の絶対値がしきい値未満であれば、第２断接部を締結する際に生じるエネルギー損失は小さい。このため、請求項６の発明では、第２断接部を開放した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速が所定値以上の場合に、第２断接部の両端の回転数差の絶対値がしきい値未満であれば、第１断接部を開放しかつ第２断接部を締結した上で、高回転側に高効率な運転点の領域を有する第２原動機が回生を行う。その結果、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

請求項７の発明では、第２断接部を締結した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速が所定値以上であれば、第２原動機が回生を行う。車速が所定値以上であるときの減速回生時に予定される回転電機の回転数は高いため、高回転側に高効率な運転点の領域を有する第２原動機が回生を行うことによって、減速時に得られる回生エネルギー量の増大が見込まれる。また、上記第２原動機の回生は、第１断接部及び第２断接部の断接状態の変更を伴わずに可能であり、第２原動機が回生を行うにあたりエネルギー損失は発生しないため、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

シリーズ方式とパラレル方式とを切り換え可能なＨＥＶ（車両）の内部構成を示すブロック図である。第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータの各運転領域を示す図である。図１に示した車両を構成する車両用駆動装置の概略構成図である。第１モータジェネレータでのＥＶ走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。シリーズ走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。第２モータジェネレータでのＥＶ走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータでのＥＶ走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。エンジン走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。車両の状態に応じた制動制御を行うＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。車両の状態に応じた制動制御を行うＥＣＵの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、モータジェネレータ及びエンジンを備え、車両の走行状態に応じてモータジェネレータ及び／又はエンジンの動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、モータジェネレータの動力によって走行する。エンジンは主に発電のために用いられ、エンジンの動力によって別のモータジェネレータで発電された電力はバッテリに充電されるか、モータジェネレータに供給される。一方、パラレル方式のＨＥＶは、モータジェネレータ及びエンジンの何れか一方又は双方の動力によって走行する。また、これら両方式を切り換え可能なＨＥＶも知られている。この種のＨＥＶでは、走行状態に応じてクラッチを開放又は締結する（断接する）ことによって、動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式の何れかの構成に切り替える。

図１は、シリーズ方式とパラレル方式とを切り換え可能なＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すＨＥＶ（以下、単に「車両」という。）は、エンジン（内燃機関）ＥＮＧと、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、ロックアップクラッチ（以下、単に「クラッチ」という）ＣＬ１，ＣＬ２と、バッテリＢＡＴと、車速センサー１０１と、回転数センサー１０３，１０４と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）１０５と、第１インバータＩＮＶ１と、第２インバータＩＮＶ２と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０７とを備える。なお、図１中の太い実線は機械連結を示し、二重点線は電力配線を示し、細い実線の矢印は制御信号又は検出信号を示す。

エンジンＥＮＧは、クラッチＣＬ１が締結され、クラッチＣＬ２が開放された状態では、第２モータジェネレータＭＧ２を発電機として駆動する。また、エンジンＥＮＧは、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２が共に締結されると、車両が走行するための動力を出力し、当該動力は、クラッチＣＬ１、クラッチＣＬ２、ディファレンシャルギヤＤ及び駆動軸９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。

第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は、回転電機である。

第２モータジェネレータＭＧ２は、エンジンＥＮＧの動力によって駆動され、電力を発生する。また、第２モータジェネレータＭＧ２は、バッテリＢＡＴからの電力供給によって、車両が走行するための動力を出力する。第２モータジェネレータＭＧ２で発生したトルクは、クラッチＣＬ２、ディファレンシャルギヤＤ及び駆動軸９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。さらに、第２モータジェネレータＭＧ２は、車両の制動時には発電機として動作し得る。

第１モータジェネレータＭＧ１は、バッテリＢＡＴ及び第２モータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方からの電力供給によって電動機として動作し、車両が走行するための動力を発生する。第１モータジェネレータＭＧ１で発生したトルクは、ディファレンシャルギヤＤ及び駆動軸９を介して、駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。また、第１モータジェネレータＭＧ１は、車両の制動時には発電機として動作し得る。

なお、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の比較においては、第１モータジェネレータＭＧ１は低回転域で効率良く作動し、第２モータジェネレータＭＧ２は高回転域で効率良く作動する。図２は、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の各運転領域を示す図である。図２に示すように、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２は、力行駆動時及び回生動作時の双方において、高効率な運転点の領域がそれぞれ異なる。このため、電動機として駆動される場合も発電機として動作する場合も、第１モータジェネレータＭＧ１は低回転で作動されることが好ましく、第２モータジェネレータＭＧ２は高回転で作動されることが好ましい。

クラッチＣＬ１は、ＥＣＵ１０７からの指示に応じた開放又は締結によって、エンジンＥＮＧと第２モータジェネレータＭＧ２の間の動力伝達経路を接続又は遮断する。クラッチＣＬ１が締結状態であれば、エンジンＥＮＧが出力した動力によって第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として動作する。また、車両の制動時にクラッチＣＬ１が開放状態であれば、発電機として動作する第２モータジェネレータＭＧ２の負荷が低減される。

クラッチＣＬ２は、ＥＣＵ１０７からの指示に応じた開放又は締結によって、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の間の動力伝達経路を接続又は遮断する。クラッチＣＬ２が締結状態であれば、エンジンＥＮＧ又は第２モータジェネレータＭＧ２が出力した動力は駆動輪ＤＷ，ＤＷに伝達される。また、車両の制動時にクラッチＣＬ２が締結状態であれば、第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として動作し得る。

バッテリＢＡＴは、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。バッテリＢＡＴが出力する電力は、ＶＣＵ１０５、第１インバータＩＮＶ１及び第２インバータＩＮＶ２を介して、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の少なくとも一方に送られる。また、バッテリＢＡＴには、車両の制動時に第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として動作した際に得られた回生電力が充電される。

車速センサー１０１は、車両の走行速度（車速ＶＰ）を検出する。車速センサー１０１によって検出された車速ＶＰを示す信号は、ＥＣＵ１０７に送られる。

回転数センサー１０３は、クラッチＣＬ２の第１モータジェネレータＭＧ１側に接続された軸３７の回転数を検出する。回転数センサー１０４は、クラッチＣＬ２の第２モータジェネレータＭＧ２側に接続された入力軸２１の回転数を検出する。回転数センサー１０３，１０４が検出した回転数を示す信号は、ＥＣＵ１０７に送られる。

ＶＣＵ１０５は、第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２が電動機として動作する際のバッテリＢＡＴの出力電圧を昇圧する。また、ＶＣＵ１０５は、車両の制動時に第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２が発電して直流に変換された回生電力をバッテリＢＡＴに充電する場合に、第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２の出力電圧を降圧する。さらに、ＶＣＵ１０５は、エンジンＥＮＧの駆動によって第２モータジェネレータＭＧ２が発電して直流に変換された電力を降圧する。ＶＣＵ１０５によって降圧された電力は、バッテリＢＡＴに充電される。

第１インバータＩＮＶ１は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を第１モータジェネレータＭＧ１に供給する。また、第１インバータＩＮＶ１は、車両の制動時に第１モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。

第２インバータＩＮＶ２は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を第２モータジェネレータＭＧ２に供給する。また、第２インバータＩＮＶ２は、エンジンＥＮＧの駆動によって第２モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。さらに、第２インバータＩＮＶ２は、車両の制動時に第２モータジェネレータＭＧ２が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。

ＥＣＵ１０７は、車両の状態に応じて、第１インバータＩＮＶ１、第２インバータＩＮＶ２及びＶＣＵ１０５、並びに、クラッチＣＬ１，ＣＬ２の断接制御を行うことで、車両の状態に応じた制動制御を行う。ＥＣＵ１０７による制御の詳細については後述する。

（車両用駆動装置の概略構成）
次に、図１に示したエンジンＥＮＧ、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２及びクラッチＣＬ１，ＣＬ２によって構成される車両用駆動装置の構成について、図３を参照して詳細に説明する。図３は、図１に示した車両を構成する車両用駆動装置の概略構成図である。

図３に示す車両用駆動装置１０は、エンジンＥＮＧと、第１モータジェネレータＭＧ１と、第２モータジェネレータＭＧ２と、クラッチＣＬ１，ＣＬ２と、ダンパ１３と、変速機構Ｔとを備え、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２とが、同一直線状に回転軸線を有するようにそれぞれ配置される。

変速機構Ｔでは、エンジンＥＮＧのエンジン出力軸１２と同一直線状に配置されエンジン出力軸１２に接続される入力軸２１と、第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２とに接続されるモータジェネレータ軸２３と、ディファレンシャルギヤＤに接続される出力軸２５とが、平行に配置される。モータジェネレータ軸２３は、第１モータジェネレータＭＧ１に直結される第１入出力軸２９と、第２モータジェネレータＭＧ２に直結される第２入出力軸２７とから構成され、第１入出力軸２９は第２入出力軸２７を内部に相対回転可能に挿通する。

エンジン出力軸１２と入力軸２１との間には、クラッチＣＬ１が設けられており、クラッチＣＬ１を締結することで、エンジンＥＮＧの動力が入力軸２１に入力される一方、入力軸２１の回転によりエンジンＥＮＧを始動することもできる。また、クラッチＣＬ１を開放することで、入力軸２１の回転によるエンジンＥＮＧの連れ周りが防止される。なお、入力軸２１上に設けられたダンパ１３は、エンジンＥＮＧの動力が入力軸２１に入力する際のショックを低減する作用を果たす。

入力軸２１には、第１駆動ギヤ３２と第２駆動ギヤ４２とがエンジンＥＮＧ側から第１モータジェネレータＭＧ１側に向かってこの順に取り付けられており、さらに第１駆動ギヤ３２と第２駆動ギヤ４２との間にクラッチＣＬ２が設けられている。クラッチＣＬ２を開放又は締結することで、第１駆動ギヤ３２と第２駆動ギヤ４２とは遮断状態又は締結状態となる。

モータジェネレータ軸２３の第２入出力軸２７には、入力軸２１に設けられた第１駆動ギヤ３２と噛み合う第１従動ギヤ３４が設けられている。したがって、クラッチＣＬ１を締結しクラッチＣＬ２を開放することで、入力軸２１に接続されるエンジンＥＮＧと第２入出力軸２７に接続される第２モータジェネレータＭＧ２とが動力伝達可能に接続され、エンジンＥＮＧの動力により第２モータジェネレータＭＧ２で発電することができる。なお、第１駆動ギヤ３２に対し、第１従動ギヤ３４が小径に構成されており、入力軸２１の回転が増速されて第２入出力軸２７に伝達される。

出力軸２５には、入力軸２１に設けられた第２駆動ギヤ４２と噛み合う第２従動ギヤ５４と、ディファレンシャルギヤＤに接続される出力ギヤ５６とが、第１モータジェネレータＭＧ１側から駆動輪ＤＷ側に向かってこの順に取り付けられている。したがって、クラッチＣＬ１を締結するとともにクラッチＣＬ２を締結することで、入力軸２１に接続されるエンジンＥＮＧとディファレンシャルギヤＤに接続される駆動輪ＤＷが動力伝達可能に接続され、エンジンＥＮＧの動力が、クラッチＣＬ１、入力軸２１、クラッチＣＬ２、第２駆動ギヤ４２、第２従動ギヤ５４、出力軸２５、出力ギヤ５６、ディファレンシャルギヤＤ及び駆動軸９を介して駆動輪ＤＷに伝達される動力伝達経路が確立され、この動力伝達経路を介してエンジン走行を行うことができる。なお、このとき、上記したように、入力軸２１に接続されるエンジンＥＮＧと第２入出力軸２７に接続される第２モータジェネレータＭＧ２とが動力伝達可能に接続されるので、エンジンＥＮＧの動力により第２モータジェネレータＭＧ２で発電することもできる。

また、クラッチＣＬ１を開放するとともにクラッチＣＬ２を締結することで、ディファレンシャルギヤＤに接続される駆動輪ＤＷと第２入出力軸２７に接続される第２モータジェネレータＭＧ２が動力伝達可能に接続され、第２モータジェネレータＭＧ２の動力が、第２入出力軸２７、第１従動ギヤ３４、第１駆動ギヤ３２、クラッチＣＬ２（入力軸２１）、第２駆動ギヤ４２、第２従動ギヤ５４、出力軸２５、出力ギヤ５６、ディファレンシャルギヤＤ及び駆動軸９を介して駆動輪ＤＷに伝達される動力伝達経路が確立され、この動力伝達経路を介して第２モータジェネレータＭＧ２でＥＶ走行（ＭＧ２_ＥＶ走行）を行うことができる。このとき、上記したように、クラッチＣＬ１を開放することで、入力軸２１の回転によるエンジンＥＮＧの連れ周りが防止される。逆に、駆動輪ＤＷの動力も、駆動軸９、ディファレンシャルギヤＤ、出力ギヤ５６、出力軸２５、第２従動ギヤ５４、第２駆動ギヤ４２、クラッチＣＬ２（入力軸２１）、第１駆動ギヤ３２、第１従動ギヤ３４及び第２入出力軸２７を介して第２モータジェネレータＭＧ２に伝達されるので、第２モータジェネレータＭＧ２でエネルギー回生を行うことができる。このときも、上記したように、クラッチＣＬ１を開放することで、入力軸２１の回転によるエンジンＥＮＧの連れ周りが防止される。

モータジェネレータ軸２３の第１入出力軸２９には、第１モータジェネレータＭＧ１と反対側に、第３駆動ギヤ５２が一体回転可能に取り付けられている。第３駆動ギヤ５２は、出力軸２５に取り付けられた第２従動ギヤ５４と噛み合う。したがって、第１入出力軸２９に接続される第１モータジェネレータＭＧ１とディファレンシャルギヤＤに接続される駆動輪ＤＷが動力伝達可能に接続され、第１モータジェネレータＭＧ１の動力が、第３駆動ギヤ５２、第２従動ギヤ５４、出力軸２５、出力ギヤ５６、ディファレンシャルギヤＤ及び駆動軸９を介して駆動輪ＤＷに伝達される動力伝達経路が確立され、この動力伝達経路を介して第１モータジェネレータＭＧ１でＥＶ走行（ＭＧ１_ＥＶ走行）を行うことができる。逆に、駆動輪ＤＷの動力も、駆動軸９、ディファレンシャルギヤＤ、出力ギヤ５６、出力軸２５、第２従動ギヤ５４、第３駆動ギヤ５２及び第１入出力軸２９を介して第１モータジェネレータＭＧ１に伝達されるので、第１モータジェネレータＭＧ１でエネルギー回生を行うことができる。

（車両の走行モード）
上記説明した車両用駆動装置１０を有する図１に示した車両は、典型的に以下の走行モードを有している。

［ＭＧ１_ＥＶ走行モード］
図４は、第１モータジェネレータＭＧ１を駆動源としたＥＶ走行モード（ＭＧ１_ＥＶ走行モード）に設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。ＭＧ１_ＥＶ走行モードに設定された車両では、図４に示すように、クラッチＣＬ１，ＣＬ２は共に開放され、エンジンＥＮＧは停止している。車両は、加速走行時には、バッテリＢＡＴからの電力供給によって駆動する第１モータジェネレータＭＧ１の動力によって走行する。

減速走行時には、車速ＶＰの大きさによらず、第１モータジェネレータＭＧ１が発電機として作動し回生を行うことによって制動力が得られる。したがって、ＭＧ１_ＥＶ走行モードでの走行時に減速操作がされた際には、クラッチＣＬ１，ＣＬ２の断接状態を変えることなく、第１モータジェネレータＭＧ１の減速回生が行われる。なお、本実施形態での「減速操作」には、運転者がブレーキペダルを踏む操作だけでなく、踏んでいたアクセルペダルを離すといった操作も含まれる。

［シリーズ走行モード］
図５は、シリーズ走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。シリーズ走行モードに設定された車両では、図５に示すように、原則、クラッチＣＬ１は締結され、クラッチＣＬ２は開放される。車両は、加速走行時には、アクセルペダル開度（ＡＰ開度）及び車速等に基づく要求駆動力を第１モータジェネレータＭＧ１が出力可能な電力を供給するべく、バッテリＢＡＴからの電力供給と共に、エンジンＥＮＧの運転によって第２モータジェネレータＭＧ２が発電した電力が供給される第１モータジェネレータＭＧ１の動力によって走行する。

減速走行時には、車速ＶＰの大きさ及びクラッチＣＬ２両端の軸の回転数差の絶対値（｜ΔＮ｜）の大きさに応じて、第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動し回生を行うことによって制動力が得られる。すなわち、シリーズ走行モードでの走行時に減速操作がされると、このときの車速ＶＰが所定値ｔｈ未満の場合は、クラッチＣＬ１，ＣＬ２の断接状態を変えることなく、低回転域で効率良く動作する第１モータジェネレータＭＧ１の減速回生が行われ、車速ＶＰが所定値ｔｈ以上の場合は、クラッチＣＬ２両端の軸の回転数差の絶対値（｜ΔＮ｜）に応じて、第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２の減速回生が行われる。なお、所定値ｔｈは、図２に示した第１モータジェネレータＭＧ１と第２モータジェネレータＭＧ２の各高効率域の中間に位置する回転数に応じた車両の走行速度である。

シリーズ走行モードでの走行時に減速操作がされた際の車速ＶＰが所定値ｔｈ以上の場合、クラッチＣＬ２両端の軸（第２駆動ギヤ４２が取り付けられた第１モータジェネレータＭＧ１側の軸３７と、第２モータジェネレータＭＧ２側の入力軸２１）の回転数差の絶対値（｜ΔＮ｜）がしきい値ｄｔｈ未満であれば、クラッチＣＬ１を開放し、かつ、クラッチＣＬ２を締結して、高回転域で効率良く動作する第２モータジェネレータＭＧ２の減速回生が行われ、上記回転数差（｜ΔＮ｜）がしきい値ｄｔｈ以上であれば、クラッチＣＬ１，ＣＬ２の断接状態を変えることなく第１モータジェネレータＭＧ１の減速回生が行われる。なお、シリーズ走行モードで所定値ｔｈ以上の車速ＶＰでの走行時に減速操作がされた直後の上記回転数差の絶対値（｜ΔＮ｜）がしきい値ｄｔｈ以上であっても、第１モータジェネレータＭＧ１の減速回生が行われたことによって上記回転数差の絶対値（｜ΔＮ｜）がしきい値ｄｔｈ未満となれば、その時点でクラッチＣＬ１を開放し、かつ、クラッチＣＬ２を締結して、第２モータジェネレータＭＧ２の減速回生を行っても良い。

［ＭＧ２_ＥＶ走行モード］
図６は、第２モータジェネレータＭＧ２を駆動源としたＥＶ走行モード（ＭＧ２_ＥＶ走行モード）に設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。ＭＧ２_ＥＶ走行モードに設定された車両では、図６に示すように、原則、クラッチＣＬ１は開放され、かつ、クラッチＣＬ２は締結される。車両は、加速走行時には、バッテリＢＡＴからの電力供給によって駆動する第２モータジェネレータＭＧ２の動力によって走行する。なお、ＭＧ２_ＥＶ走行モードでの走行時、第１モータジェネレータＭＧ１の回転子は、第２モータジェネレータＭＧ２の駆動と共に連れ回される。但し、ＥＣＵ１０７は、第１モータジェネレータＭＧ１が無負荷状態となるようゼロトルク制御を行う。

減速走行時には、車速ＶＰの大きさに応じて、第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動し回生を行うことによって制動力が得られる。すなわち、ＭＧ２_ＥＶ走行モードでの走行時に減速操作がされると、このときの車速ＶＰが所定値ｔｈ未満の場合は、クラッチＣＬ２を開放して、低回転域で効率良く動作する第１モータジェネレータＭＧ１の減速回生が行われ、車速ＶＰが所定値ｔｈ以上の場合は、クラッチＣＬ１，ＣＬ２の断接状態を変えることなく、高回転域で効率良く動作する第２モータジェネレータＭＧ２の減速回生が行われる。

［２ＭＧ_ＥＶ走行モード］
図７は、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２を駆動源としたＥＶ走行モード（２ＭＧ_ＥＶ走行モード）に設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。２ＭＧ_ＥＶ走行モードに設定された車両では、図７に示すように、原則、クラッチＣＬ１は開放され、クラッチＣＬ２は締結される。車両は、加速走行時には、バッテリＢＡＴからの電力供給によって駆動する第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の各動力によって走行する。

減速走行時には、車速ＶＰの大きさに応じて、第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動し回生を行うことによって制動力が得られる。すなわち、２ＭＧ_ＥＶ走行モードでの走行時に減速操作がされると、このときの車速ＶＰが所定値ｔｈ未満の場合は、クラッチＣＬ２を開放して、低回転域で効率良く動作する第１モータジェネレータＭＧ１の減速回生が行われ、車速ＶＰが所定値ｔｈ以上の場合は、クラッチＣＬ１，ＣＬ２の断接状態を変えることなく、高回転域で効率良く動作する第２モータジェネレータＭＧ２の減速回生が行われる。

［エンジン走行モード］
図８は、エンジン走行モードに設定されている場合の動力及び電力の伝達を示す図である。エンジン走行モードに設定された車両では、図８に示すように、原則、クラッチＣＬ１，ＣＬ２は共に締結される。車両は、加速走行時には、エンジンＥＮＧが出力した動力によって走行する。なお、エンジン走行モードでの走行時、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２の各回転子は、エンジンＥＮＧの駆動と共に連れ回される。但し、ＥＣＵ１０７は、第１モータジェネレータＭＧ１及び第２モータジェネレータＭＧ２がそれぞれ無負荷状態となるようゼロトルク制御を行う。

減速走行時には、車速ＶＰの大きさに応じて、第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動し回生を行うことによって制動力が得られる。すなわち、エンジン走行モードでの走行時に減速操作がされると、このときの車速ＶＰが所定値ｔｈ未満の場合は、クラッチＣＬ２を開放して、低回転域で効率良く動作する第１モータジェネレータＭＧ１の減速回生が行われ、車速ＶＰが所定値ｔｈ以上の場合は、クラッチＣＬ１を開放して、高回転域で効率良く動作する第２モータジェネレータＭＧ２の減速回生が行われる。

（車両制動時の制御）
図９及び図１０は、車両の状態に応じた制動制御を行うＥＣＵ１０７の処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、ＥＣＵ１０７は、ブレーキペダルが踏まれる又は踏まれていたアクセルペダルが離されるといった減速操作による減速要求の有無を判別し（ステップＳ１０１）、減速要求がある場合はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１０７は、車速ＶＰが所定値ｔｈ未満（ＶＰ＜ｔｈ）であるか否かを判別し、ＶＰ＜ｔｈであればステップＳ１０５に進み、ＶＰ≧ｔｈであれば図１０に示すステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１０７は、車両に設定されている走行モードがＭＧ１_ＥＶ走行モードであるか否かを判断し、ＭＧ１_ＥＶ走行モードであればステップＳ１０７に進み、ＭＧ１_ＥＶ走行モードでなければステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１０７は、第１モータジェネレータＭＧ１が発電機として作動するよう制御し、第１モータジェネレータＭＧ１は減速回生を行う。

ステップＳ１０９では、ＥＣＵ１０７は、車両に設定されている走行モードがシリーズ走行モードであるか否かを判断し、シリーズ走行モードであればステップＳ１０７に進み、シリーズ走行モードでなければステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、ＥＣＵ１０７は、車両に設定されている走行モードがＭＧ２_ＥＶ走行モード又は２ＭＧ_ＥＶ走行モードであるか否かを判断し、ＭＧ２_ＥＶ走行モード又は２ＭＧ_ＥＶ走行モードであればステップＳ１１３に進み、ＭＧ２_ＥＶ走行モード又は２ＭＧ_ＥＶ走行モードでなければステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１３では、ＥＣＵ１０７は、クラッチＣＬ２を開放するよう制御し、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１１５では、ＥＣＵ１０７は、車両に設定されている走行モードがエンジン走行モードであるか否かを判断し、エンジン走行モードであればステップＳ１０７に進む。

図１０に示すステップＳ１２１では、ＥＣＵ１０７は、車両に設定されている走行モードがＭＧ１_ＥＶ走行モードであるか否かを判断し、ＭＧ１_ＥＶ走行モードであれば図９に示すステップＳ１０７に進み、ＭＧ１_ＥＶ走行モードでなければステップＳ１２３に進む。ステップＳ１２３では、ＥＣＵ１０７は、車両に設定されている走行モードがシリーズ走行モードであるか否かを判断し、シリーズ走行モードであればステップＳ１２５に進み、シリーズ走行モードでなければステップＳ１３５に進む。

ステップＳ１２５では、ＥＣＵ１０７は、回転数Ｎ１と回転数Ｎ２の差分の絶対値（｜ΔＮ｜）がしきい値ｄｔｈが未満（｜ΔＮ｜＜ｄｔｈ）であるか否かを判断し、｜ΔＮ｜＜ｄｔｈであればステップＳ１２７に進み、｜ΔＮ｜≧ｄｔｈであればステップＳ１２５に戻る。ステップＳ１２７では、ＥＣＵ１０７は、クラッチＣＬ２を締結し、クラッチＣＬ１を開放するよう制御し、ステップＳ１４１に進む。

ステップＳ１３５では、ＥＣＵ１０７は、車両に設定されている走行モードがＭＧ２_ＥＶ走行モード又は２ＭＧ_ＥＶ走行モードであるか否かを判断し、ＭＧ２_ＥＶ走行モード又は２ＭＧ_ＥＶ走行モードであればステップＳ１４１に進み、ＭＧ２_ＥＶ走行モード又は２ＭＧ_ＥＶ走行モードでなければステップＳ１３７に進む。ステップＳ１３７では、ＥＣＵ１０７は、車両に設定されている走行モードがエンジン走行モードであるか否かを判断し、エンジン走行モードであればステップＳ１３９に進む。ステップＳ１３９では、ＥＣＵ１０７は、クラッチＣＬ１を開放するよう制御し、ステップＳ１４１に進む。

ステップＳ１４１では、ＥＣＵ１０７は、第２モータジェネレータＭＧ２が発電機として作動するよう制御し、第２モータジェネレータＭＧ２は減速回生を行う。

以上説明したように、本実施形態によれば、エンジンＥＮＧと第２モータジェネレータＭＧ２の間の動力伝達経路がクラッチＣＬ１によって接続及び遮断可能であるため、第２モータジェネレータＭＧ２の作動時にクラッチＣＬ１を開放することによって、第２モータジェネレータＭＧ２の回転によるエンジンＥＮＧの連れ回りを防止できる。したがって、第２モータジェネレータＭＧ２の駆動効率が向上する。また、第２モータジェネレータＭＧ２の回生効率が向上する。

また、第２モータジェネレータＭＧ２は高回転側に高効率な運転点の領域を有し、一方、第１モータジェネレータＭＧ１は低回転側に高効率な運転点の領域を有するため、予定される作動回転数に応じて第１モータジェネレータＭＧ１又は第２モータジェネレータＭＧ２を選択できる。なお、第２モータジェネレータＭＧ２又は第１モータジェネレータＭＧ１の選択は、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２の開放又は締結によって行われる。

また、本実施形態の車両では、ＭＧ１_ＥＶ走行モード時には、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２の断接状態を変えずに第１モータジェネレータＭＧ１が回生を行う。減速回生時に予定される回転数が高い場合は第２モータジェネレータＭＧ２の方が高効率での回生が可能であるが、第２モータジェネレータＭＧ２が回生を行うためにはクラッチＣＬ２を締結する必要があり、クラッチＣＬ２を締結するためには、第２モータジェネレータＭＧ２を駆動してクラッチＣＬ２における回転数合わせを行う必要がある。このように、第２モータジェネレータＭＧ２の回生は高効率であるものの、第２モータジェネレータＭＧ２が回生を開始するまでのエネルギー損失等の観点に基づけば、低効率ではあっても第１モータジェネレータＭＧ１が回生する方が好ましい。したがって、ＭＧ１_ＥＶ走行モード時には回生を行う回転電機を、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２の断接状態を変えずに行うことができる第１モータジェネレータＭＧ１とすることによって、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

また、本実施形態の車両では、減速要求が発生したときの車速ＶＰが所定値ｔｈ未満であれば、走行モードにかかわらず、第１モータジェネレータＭＧ１のみが回生を行う。車速ＶＰが所定値ｔｈ未満であるときの減速回生時に予定される回転電機の回転数は低いため、低回転側に高効率な運転点の領域を有する第１モータジェネレータＭＧ１が回生を行うことによって、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

また、クラッチＣＬ２を開放した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速ＶＰが所定値ｔｈ以上である場合には、高回転側に高効率な運転点の領域を有する第２モータジェネレータＭＧ２での回生が好ましく、第２モータジェネレータＭＧ２が回生を行うためには少なくともクラッチＣＬ２を締結する必要がある。しかし、クラッチＣＬ２の両端の回転数差の絶対値（｜ΔＮ｜）がしきい値ｄｔｈ以上であると、クラッチＣＬ２を締結する際に生じるエネルギー損失が大きい。このため、本実施形態の車両では、クラッチＣＬ２を開放した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速ＶＰが所定値ｔｈ以上の場合であっても、クラッチＣＬ２の両端の回転数差の絶対値（｜ΔＮ｜）がしきい値ｄｔｈ以上であれば、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２の断接状態を変えずに、低回転側に高効率な運転点の領域を有する第１モータジェネレータＭＧ１が回生を行う。その結果、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

また、クラッチＣＬ２を開放した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速ＶＰが所定値ｔｈ以上である場合には、高回転側に高効率な運転点の領域を有する第２モータジェネレータＭＧ２での回生が好ましく、第２モータジェネレータＭＧ２が回生を行うためには少なくともクラッチＣＬ２を締結する必要がある。また、クラッチＣＬ２の両端の回転数差の絶対値（｜ΔＮ｜）がしきい値ｄｔｈ未満であれば、クラッチＣＬ２を締結する際に生じるエネルギー損失は小さい。このため、本実施形態の車両では、クラッチＣＬ２を開放した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速ＶＰが所定値ｔｈ以上の場合に、クラッチＣＬ２の両端の回転数差の絶対値（｜ΔＮ｜）がしきい値ｄｔｈ未満であれば、クラッチＣＬ１を開放しかつクラッチＣＬ２を締結した上で、高回転側に高効率な運転点の領域を有する第２モータジェネレータＭＧ２が回生を行う。その結果、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

また、本実施形態の車両では、クラッチＣＬ２を締結した状態で走行中に減速要求が発生したときの車速ＶＰが所定値ｔｈ以上であれば、第２モータジェネレータＭＧ２が回生を行う。車速ＶＰが所定値ｔｈ以上であるときの減速回生時に予定される回転電機の回転数は高いため、高回転側に高効率な運転点の領域を有する第２モータジェネレータＭＧ２が回生を行うことによって、減速時に得られる回生エネルギー量の増大が見込まれる。また、第２モータジェネレータＭＧ２の回生は、クラッチＣＬ１及びクラッチＣＬ２の断接状態の変更を伴わずに可能であり、第２モータジェネレータＭＧ２が回生を行うにあたりエネルギー損失は発生しないため、減速時に得られるエネルギー回復量の増大が見込まれる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

１０車両用駆動装置
１０１車速センサー
１０３，１０４回転数センサー
１０５ＶＣＵ
１０７ＥＣＵ
１２エンジン出力軸
１３ダンパ
２１入力軸
２３モータジェネレータ軸
２５出力軸
２７第２入出力軸
２９第１入出力軸
３２第１駆動ギヤ
３４第１従動ギヤ
４２第２駆動ギヤ
５２第３駆動ギヤ
５４第２従動ギヤ
５６出力ギヤ
９駆動軸
ＢＡＴバッテリ
ＣＬ１，ＣＬ２ロックアップクラッチ
Ｄディファレンシャルギヤ
ＤＷ駆動輪
ＥＮＧエンジン
ＩＮＶ１第１インバータ
ＩＮＶ２第２インバータ
ＭＧ１第１モータジェネレータ
ＭＧ２第２モータジェネレータ
Ｔ変速機構

Claims

第１原動機と、第２原動機と、第３原動機と、を備える車両であって、
前記第１原動機及び前記第２原動機は、前記第１原動機と前記第２原動機の間の動力伝達経路が、第１断接部により接続及び遮断可能に配置され、
前記第２原動機及び前記第３原動機は、前記第２原動機と前記第３原動機の間の動力伝達経路が、第２断接部により接続及び遮断可能に配置され、
前記第３原動機及び前記第１原動機は、前記第３原動機と前記第１原動機の間の動力伝達経路が、前記第１断接部の接続及び前記第２断接部の接続により接続可能に、かつ、前記第１断接部及び前記第２断接部の少なくとも何れか一方の遮断により遮断可能に配置され、
前記第３原動機は、前記車両の被駆動部に接続される、車両。
請求項１に記載の車両であって、
前記第１原動機は内燃機関であり、
前記第２原動機及び前記第３原動機は回転電機であり、
前記第２原動機は、前記第３原動機よりも高回転側に、高効率な運転点の領域を備える、車両。
請求項２に記載の車両であって、
前記第１断接部及び前記第２断接部を開放した状態での前記第３原動機の動力による走行中に、前記車両に減速要求が発生した場合、前記第３原動機が回生を行う、車両。
請求項２又は３に記載の車両であって、
所定値未満での走行速度で走行中に前記車両に減速要求が発生した場合、前記第１断接部及び前記第２断接部の断接状態によらず前記第３原動機のみが回生を行う、車両。
請求項２から４のいずれか１項に記載の車両であって、
前記第１断接部を締結しかつ前記第２断接部を開放した状態で、前記第２原動機が前記第１原動機によって駆動され、前記第３原動機の動力によって所定値以上での走行速度で走行中に、前記車両に減速要求が発生した場合、前記第２断接部の前記第３原動機側の回転数と前記第２原動機側の回転数との差の絶対値がしきい値以上のときは、前記第３原動機が回生を行う、車両。
請求項２から５のいずれか１項に記載の車両であって、
前記第１断接部を締結しかつ前記第２断接部を開放した状態で、前記第２原動機が前記第１原動機によって駆動され、前記第３原動機の動力によって所定値以上での走行速度で走行中に、前記車両に減速要求が発生した場合、前記第２断接部の前記第３原動機側の回転数と前記第２原動機側の回転数との差の絶対値がしきい値未満のときは、前記第１断接部を開放しかつ前記第２断接部を締結した上で、前記第２原動機が回生を行う、車両。
請求項２から６のいずれか１項に記載の車両であって、
前記第２断接部を締結した状態で所定値以上での走行速度で走行中に、前記車両に減速要求が発生した場合、前記第２原動機が回生を行う、車両。