JP2021138309A - 車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】エネルギー消費効率をより向上できる車両を提供する。【解決手段】車両Vは、前輪FWRを駆動する主駆動力を出力する主駆動ユニットDU1と、後輪RWRを駆動する従駆動力を出力する従駆動ユニットDU2と、主駆動ユニットDU1及び従駆動ユニットDU2の出力を制御する制御ユニットCTRと、を備える。主駆動ユニットDU1は、エンジンENGと、主駆動モータMOT1を有する。従駆動ユニットDU2は、従駆動モータMOT2を有する。制御ユニットCTRは、主駆動力と従駆動力との駆動力配分比率を設定する、駆動力配分比率設定部75を有する。駆動力配分比率設定部75は、主駆動ユニットDU1の駆動モードがエンジン駆動モードである場合、主駆動力の配分比率が9割以上となるように、駆動力配分比率を設定する。【選択図】図1
Description
本発明は、車両に関する。
従来から、前輪及び後輪の双方を駆動する車両、いわゆる四輪駆動車両が知られている。四輪駆動車両は、より高い動力性能やより優れた悪路走破性が求められる車両に用いられる場合が多い。
一方で、近年の環境意識の高まりにより、四輪駆動車両に対しても、より高いエネルギー消費効率が求められるようになっている。そこで、例えば、特許文献1には、変速装置を介して後輪を駆動するエンジンと、入状態と切状態とを切り替え可能なクラッチを介して前輪を駆動するモータと、を備える車両が開示されており、当該車両は、エンジンのみを駆動するエンジン二駆モードと、モータのみを駆動するモータ二駆モードと、エンジンとモータとの両方を駆動するハイブリッド四駆モードと、を切り替え可能になっている。そして、必要に応じてモータ二駆モード等を有効活用することにより、環境負荷の低減、及び、燃費の低減を図ることができる。
しかしながら、特許文献1の車両では、エンジン二駆モード、モータ二駆モード、ハイブリッド四駆モードを切り替えることしかできないため、エネルギー消費効率の向上には限界があった。
本発明は、エネルギー消費効率をより向上できる車両を提供する。
本発明は、
前輪及び後輪の一方を駆動する主駆動力を出力する主駆動ユニットと、
前記前輪及び前記後輪の他方を駆動する従駆動力を出力する従駆動ユニットと、
前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットを制御する制御ユニットと、を備え、
前記主駆動ユニットは、内燃機関と、少なくとも1つの主駆動用回転電機と、を有し、
前記従駆動ユニットは、少なくとも1つの従駆動用回転電機を有し、
前記制御ユニットは、
前記主駆動力と前記従駆動力との駆動力配分比率を設定する、駆動力配分比率設定部を有し、
前記主駆動力と前記従駆動力とが前記駆動力配分比率設定部で設定された前記駆動力配分比率となるように、前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットを制御する、車両であって、
前記主駆動ユニットは、前記主駆動用回転電機の駆動力を前記主駆動力として出力する電力駆動モードと、前記内燃機関の駆動力を前記主駆動力として出力するエンジン駆動モードと、を含む駆動モードを有し、
前記駆動力配分比率設定部は、
前記主駆動ユニットの前記駆動モードに基づいて、前記駆動力配分比率を設定し、
前記主駆動ユニットの前記駆動モードが前記エンジン駆動モードである場合、前記主駆動力の配分比率が9割以上となるように、前記駆動力配分比率を設定する。
前輪及び後輪の一方を駆動する主駆動力を出力する主駆動ユニットと、
前記前輪及び前記後輪の他方を駆動する従駆動力を出力する従駆動ユニットと、
前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットを制御する制御ユニットと、を備え、
前記主駆動ユニットは、内燃機関と、少なくとも1つの主駆動用回転電機と、を有し、
前記従駆動ユニットは、少なくとも1つの従駆動用回転電機を有し、
前記制御ユニットは、
前記主駆動力と前記従駆動力との駆動力配分比率を設定する、駆動力配分比率設定部を有し、
前記主駆動力と前記従駆動力とが前記駆動力配分比率設定部で設定された前記駆動力配分比率となるように、前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットを制御する、車両であって、
前記主駆動ユニットは、前記主駆動用回転電機の駆動力を前記主駆動力として出力する電力駆動モードと、前記内燃機関の駆動力を前記主駆動力として出力するエンジン駆動モードと、を含む駆動モードを有し、
前記駆動力配分比率設定部は、
前記主駆動ユニットの前記駆動モードに基づいて、前記駆動力配分比率を設定し、
前記主駆動ユニットの前記駆動モードが前記エンジン駆動モードである場合、前記主駆動力の配分比率が9割以上となるように、前記駆動力配分比率を設定する。
本発明によれば、主駆動ユニットの駆動モードがエンジン駆動モードである場合、駆動力配分比率設定部は、主駆動力の比率が9割以上となるように、駆動力配分比率を設定するので、主駆動用回転電機及び従駆動用回転電機の作動による電力消費を低減でき、車両のエネルギー消費効率をより向上できる。
以下、本発明の車両の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図1に示すように、本実施形態の車両Vは、機械的に独立した主駆動ユニットDU1と従駆動ユニットDU2と、を備える。なお、「機械的に独立した」とは、プロペラシャフト等により一方の動力が機械的に他方に伝達されないことを意味する。本実施形態では、主駆動ユニットDU1は主駆動力を出力して前輪FWRを駆動し、従駆動ユニットDU2は従駆動力を出力して後輪RWRを駆動する。
車両Vは、さらに、バッテリBATと、電圧制御部VCUと、制御ユニットCTRと、を備える。
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。
電圧制御部VCUは、バッテリBATから出力される出力電圧を直流のまま昇圧する。また、電圧制御部VCUは、バッテリBATに充電される入力電圧を降圧する。電圧制御部VCUは、例えば、DC−DCコンバータである。
[主駆動ユニットの構成]
まず、主駆動ユニットDU1の構成について、図1を参照しながら説明する。
まず、主駆動ユニットDU1の構成について、図1を参照しながら説明する。
主駆動ユニットDU1は、エンジンENGと、ジェネレータGENと、主駆動モータMOT1と、第1インバータINV1と、第2インバータINV2と、第1変速機構T1と、を備える。主駆動モータMOT1及びジェネレータGENは、電圧制御部VCU、第1インバータINV1、及び第2インバータINV2を介してバッテリBATに接続されており、バッテリBATからの電力供給と、バッテリBATへのエネルギー回生が可能となっている。なお、図1中の点線は電力配線を示し、一点鎖線は制御信号線を示す。
第1インバータINV1は、直流電圧を交流電圧に変換して3相電流をジェネレータGENに供給する。また、第1インバータINV1は、ジェネレータGEN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相電流を主駆動モータMOT1に供給する。また、第2インバータINV2は、電動車両の制動時に主駆動モータMOT1が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。
第1変速機構T1は、互いに平行に配置された入力軸21、ジェネレータ軸23、及びカウンタ軸25と、第1デファレンシャル機構D1と、を備える。
入力軸21は、エンジンENGのクランク軸12と同軸上に並べて配置されている。クランク軸12の動力は、ダンパ13を介して入力軸21に伝達されるようになっている。入力軸21には、後述するジェネレータ駆動用ギヤ列を構成する出力ギヤ32が設けられている。
入力軸21におけるエンジンENG側と反対側には、エンジン動力伝達ギヤ列を構成する出力ギヤ53が設けられている。入力軸21上の出力ギヤ32と出力ギヤ53との間には、入力軸21と出力ギヤ53とを係脱可能に連結するための油圧クラッチCLが設けられている。
ジェネレータ軸23は、内周軸27と、該内周軸27に対して同心上で外周側に配置された外周軸29とを備えた二重構造の回転軸である。内周軸27におけるエンジンENG側には、入力軸21上の出力ギヤ32と噛合する入力ギヤ34が設けられている。入力軸21上の出力ギヤ32と内周軸27上の入力ギヤ34とで、入力軸21の動力を内周軸27に伝達するためのジェネレータ駆動用ギヤ列が構成されている。
また、内周軸27の略中央の外径側には、外周軸29が相対回転可能に設置されている。内周軸27におけるエンジンENG側と反対側には、ジェネレータGENが取り付けられている。ジェネレータGENは、内周軸27に固定されたロータRと、不図示のケースに固定されロータRの外径側に対向配置されたステータSとを備えて構成されている。
入力軸21の駆動力がジェネレータ駆動用ギヤ列を介してジェネレータ軸23の内周軸27に伝達されることで、内周軸27の回転でジェネレータGENのロータRが回転する。これにより、入力軸21からの駆動力をジェネレータGENで電力に変換することができる。
外周軸29におけるエンジンENG側には、後述するカウンタ軸25上の入力ギヤ54に噛合する出力ギヤ52が設けられており、エンジンENG側と反対側には、主駆動モータMOT1が取り付けられている。主駆動モータMOT1は、外周軸29に固定されたロータRと、不図示のケースに固定されロータRの外径側に対向配置されたステータSとを備えて構成されている。
外周軸29上の出力ギヤ52とカウンタ軸25上の入力ギヤ54とで、外周軸29の動力をカウンタ軸25に伝達するためのモータ動力伝達ギヤ列が構成されている。したがって、主駆動モータMOT1の駆動力で外周軸29が回転すると、その回転がモータ動力伝達ギヤ列を介してカウンタ軸25に伝達される。
カウンタ軸25には、エンジンENG側から順に、第1デファレンシャル機構D1のリングギヤ58と噛合する出力ギヤ56と、入力軸21上の出力ギヤ53及び外周軸29上の出力ギヤ52と噛合する入力ギヤ54とが設けられている。入力軸21上の出力ギヤ53とカウンタ軸25上の入力ギヤ54とで、入力軸21の動力をカウンタ軸25に伝達するためのエンジン動力伝達ギヤ列が構成されている。また、カウンタ軸25上の出力ギヤ56と第1デファレンシャル機構D1のリングギヤ58とで、カウンタ軸25の駆動力を第1デファレンシャル機構D1へ伝達するためのファイナルギヤ列が構成されている。
モータ動力伝達ギヤ列を介してカウンタ軸25に入力された主駆動モータMOT1の駆動力、及びエンジン動力伝達ギヤ列を介してカウンタ軸25に入力されたエンジンENGの駆動力は、主駆動ユニットDU1の主駆動力として出力され、ファイナルギヤ列を介して第1デファレンシャル機構D1に伝達されて、第1デファレンシャル機構D1から前輪FWRに伝達される。
このような本実施形態の主駆動ユニットDU1の第1変速機構T1は、ジェネレータGENとエンジンENGとを動力伝達可能に接続する第1伝達機構41と、主駆動モータMOT1と前輪FWRとを動力伝達可能に接続する第2伝達機構42と、を備える。即ち、第1伝達機構41は、入力軸21、出力ギヤ32、入力ギヤ34、及び内周軸27から構成され、第2伝達機構42は、外周軸29、出力ギヤ52、入力ギヤ54、カウンタ軸25、出力ギヤ56、及び第1デファレンシャル機構D1から構成される。
また、油圧クラッチCLは、この第1伝達機構41と第2伝達機構42との動力伝達経路が接続された状態と、第1伝達経路と第2伝達経路との動力伝達経路が遮断された状態とを選択的に切り替えるようになっている。即ち、油圧クラッチCLを締結することにより第1伝達機構41と第2伝達機構42との動力伝達経路が接続(ロックアップ)され、油圧クラッチCLを解放することにより第1伝達機構41と第2伝達機構42との動力伝達経路が遮断される。第1変速機構T1では、入力ギヤ54が入力軸21上の出力ギヤ53及び外周軸29上の出力ギヤ52と噛合するため、油圧クラッチCLを締結すると、第1伝達機構41と第2伝達機構42との動力伝達経路が接続され、第1伝達機構41と第2伝達機構42との動力伝達が可能となる。一方、油圧クラッチCLを解放すると、出力ギヤ53が入力軸21から離脱するため、第1伝達機構41と第2伝達機構42との動力伝達経路が遮断され、第1伝達機構41と第2伝達機構42との動力伝達が不能となる。
[従駆動ユニットの構成]
従駆動ユニットDU2は、従駆動モータMOT2と、第3インバータINV3と、第2変速機構T2と、を備える。従駆動モータMOT2は、電圧制御部VCU及び第3インバータINV3を介してバッテリBATに接続されており、バッテリBATからの電力供給と、バッテリBATへのエネルギー回生が可能となっている。なお、図1中の点線は電力配線を示し、一点鎖線は制御信号線を示す。
従駆動ユニットDU2は、従駆動モータMOT2と、第3インバータINV3と、第2変速機構T2と、を備える。従駆動モータMOT2は、電圧制御部VCU及び第3インバータINV3を介してバッテリBATに接続されており、バッテリBATからの電力供給と、バッテリBATへのエネルギー回生が可能となっている。なお、図1中の点線は電力配線を示し、一点鎖線は制御信号線を示す。
第2変速機構T2は、互いに平行に配置されたモータ出力軸26及び出力軸28と、第2デファレンシャル機構D2と、を備える。
従駆動ユニットDU2は、従駆動モータMOT2のモータ出力軸26の一端に第3駆動ギヤ62が一体回転するように取り付けられており、従駆動モータMOT2のモータ出力軸26と平行に延びる出力軸28に第3駆動ギヤ62と噛合する第3従動ギヤ64と、出力ギヤ66とが出力軸28と一体回転するように取り付けられている。従って、従駆動モータMOT2の駆動力が第3駆動ギヤ62、第3従動ギヤ64を介して出力軸28に伝達され、出力軸28に伝達された駆動力が、出力ギヤ66から第2デファレンシャル機構D2を経由して後輪RWRに伝達され、反対に、後輪RWRからの駆動力が、第2デファレンシャル機構D2、出力ギヤ66、出力軸28、第3従動ギヤ64、第3駆動ギヤ62、モータ出力軸26を経由して従駆動モータMOT2に伝達される。
[主駆動ユニットの駆動モード]
次に、主駆動ユニットDU1の駆動モードについて、図2〜図4を参照しながら説明する。なお、図2〜図4は、図1の主駆動ユニットDU1に関連する構成を簡略化したもので、電力の流れを点線の矢印で示し、動力の流れを太い実線の矢印で示している。
次に、主駆動ユニットDU1の駆動モードについて、図2〜図4を参照しながら説明する。なお、図2〜図4は、図1の主駆動ユニットDU1に関連する構成を簡略化したもので、電力の流れを点線の矢印で示し、動力の流れを太い実線の矢印で示している。
主駆動ユニットDU1の駆動モードは、主駆動モータMOT1の駆動力を主駆動力として出力する電力駆動モードと、エンジンENGの駆動力を主駆動力として出力するエンジン駆動モードと、を有する。電力駆動モードは、油圧クラッチCLを解放状態として、主駆動モータMOT1の駆動力を主駆動力として出力する。電力駆動モードは、後述するEV走行とシリーズ走行とを含む。エンジン駆動モードは、油圧クラッチCLを係合状態として、エンジンENGの駆動力を主駆動力として出力する。エンジン駆動モードは、後述するエンジン走行を含む。
<EV走行(電力駆動モード)>
図2に示すように、EV走行は、エンジンENGを非稼働状態とし、バッテリBATから供給される電力によって主駆動モータMOT1を駆動する。すなわち、バッテリBATから供給される電力によって主駆動モータMOT1を駆動させることで、主駆動モータMOT1の駆動力でジェネレータ軸23の外周軸29が回転し、当該回転がモータ動力伝達ギヤ列を介してカウンタ軸25に伝達される。こうして伝達された主駆動モータMOT1の駆動力は、ファイナルギヤ列、第1デファレンシャル機構D1を介して主駆動力として出力され、前輪FWRに伝達される。これにより、EV走行が可能となる。
図2に示すように、EV走行は、エンジンENGを非稼働状態とし、バッテリBATから供給される電力によって主駆動モータMOT1を駆動する。すなわち、バッテリBATから供給される電力によって主駆動モータMOT1を駆動させることで、主駆動モータMOT1の駆動力でジェネレータ軸23の外周軸29が回転し、当該回転がモータ動力伝達ギヤ列を介してカウンタ軸25に伝達される。こうして伝達された主駆動モータMOT1の駆動力は、ファイナルギヤ列、第1デファレンシャル機構D1を介して主駆動力として出力され、前輪FWRに伝達される。これにより、EV走行が可能となる。
<シリーズ走行(電力駆動モード)>
図3に示すように、シリーズ走行は、エンジンENGを稼働状態とし、ジェネレータGENで発電した電力によって主駆動モータMOT1を駆動する。すなわち、エンジンENGの駆動力が入力軸21からジェネレータ駆動用ギヤ列を介して内周軸27に入力されることで、内周軸27が回転する。これにより、内周軸27に固定されたジェネレータGENのロータRが回転して、ジェネレータGENで発電が行われる。ジェネレータGENで発電された電力は主駆動モータMOT1に供給され、この電力で主駆動モータMOT1が駆動される。主駆動モータMOT1の駆動力でジェネレータ軸23の外周軸29が回転し、当該回転がモータ動力伝達ギヤ列を介してカウンタ軸25に伝達される。こうして伝達された主駆動モータMOT1の駆動力は、ファイナルギヤ列、第1デファレンシャル機構D1を介して主駆動力として出力され、前輪FWRに伝達される。これにより、エンジンENGの駆動力を全てジェネレータGENで電気に変換して運転するいわゆるシリーズ走行が可能である。
図3に示すように、シリーズ走行は、エンジンENGを稼働状態とし、ジェネレータGENで発電した電力によって主駆動モータMOT1を駆動する。すなわち、エンジンENGの駆動力が入力軸21からジェネレータ駆動用ギヤ列を介して内周軸27に入力されることで、内周軸27が回転する。これにより、内周軸27に固定されたジェネレータGENのロータRが回転して、ジェネレータGENで発電が行われる。ジェネレータGENで発電された電力は主駆動モータMOT1に供給され、この電力で主駆動モータMOT1が駆動される。主駆動モータMOT1の駆動力でジェネレータ軸23の外周軸29が回転し、当該回転がモータ動力伝達ギヤ列を介してカウンタ軸25に伝達される。こうして伝達された主駆動モータMOT1の駆動力は、ファイナルギヤ列、第1デファレンシャル機構D1を介して主駆動力として出力され、前輪FWRに伝達される。これにより、エンジンENGの駆動力を全てジェネレータGENで電気に変換して運転するいわゆるシリーズ走行が可能である。
<エンジン走行(エンジン駆動モード)>
図4に示すように、エンジン走行では、油圧クラッチCLを係合状態として、エンジンENGの駆動力が主駆動力として出力され、前輪FWRに伝達される。すなわち、油圧クラッチCLを締結することで、入力軸21の駆動力がエンジン動力伝達ギヤ列を介してカウンタ軸25に伝達され、ファイナルギヤ列、第1デファレンシャル機構D1を介して前輪FWRに伝達される。これにより、エンジン走行が可能となる。ここで、入力軸21と内周軸27はジェネレータ駆動用ギヤ列を介して常に接続されているため、内周軸27の回転に伴いジェネレータGENのロータRが回転する。したがって、ジェネレータGENで発電を行うことができるので、当該発電した電力により主駆動モータMOT1を回転させ、エンジンENGの駆動力と主駆動モータMOT1の駆動力とを主駆動力として出力する、いわゆるパラレル走行も可能である。
図4に示すように、エンジン走行では、油圧クラッチCLを係合状態として、エンジンENGの駆動力が主駆動力として出力され、前輪FWRに伝達される。すなわち、油圧クラッチCLを締結することで、入力軸21の駆動力がエンジン動力伝達ギヤ列を介してカウンタ軸25に伝達され、ファイナルギヤ列、第1デファレンシャル機構D1を介して前輪FWRに伝達される。これにより、エンジン走行が可能となる。ここで、入力軸21と内周軸27はジェネレータ駆動用ギヤ列を介して常に接続されているため、内周軸27の回転に伴いジェネレータGENのロータRが回転する。したがって、ジェネレータGENで発電を行うことができるので、当該発電した電力により主駆動モータMOT1を回転させ、エンジンENGの駆動力と主駆動モータMOT1の駆動力とを主駆動力として出力する、いわゆるパラレル走行も可能である。
[制御ユニット]
制御ユニットCTRは、車両V全体を制御する制御ユニットであり、電圧制御部VCU、第1インバータINV1、第2インバータINV2、第3インバータINV3、エンジンENG、及び主駆動ユニットDU1の油圧クラッチCLの制御を行い、主駆動ユニットDU1及び従駆動ユニットDU2の入出力を制御する。
制御ユニットCTRは、車両V全体を制御する制御ユニットであり、電圧制御部VCU、第1インバータINV1、第2インバータINV2、第3インバータINV3、エンジンENG、及び主駆動ユニットDU1の油圧クラッチCLの制御を行い、主駆動ユニットDU1及び従駆動ユニットDU2の入出力を制御する。
続いて、制御ユニットCTRにおける、主駆動ユニットDU1及び従駆動ユニットDU2の出力制御について、図5〜図7を参照して説明する。
図5に示すように、制御ユニットCTRは、車両Vの要求駆動力Freqを算出する要求駆動力算出部71と、主駆動ユニットDU1の駆動モードが電力駆動モードであるかエンジン駆動モードであるかを判定する駆動モード判定部73と、主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力と従駆動ユニットDU2が出力する従駆動力との駆動力配分比率を設定する駆動力配分比率設定部75と、を有する。
制御ユニットCTRには、車速センサ81から得られた、車両Vの車速VPを示す信号と、アクセルペダル開度センサ83から得られた、車両Vの運転者によるアクセルペダルの操作に応じたアクセルペダル開度APを示す信号と、クラッチセンサ85から得られた、油圧クラッチCLが係合状態であるか解放状態であるかのクラッチ状態CLSを示す信号と、が入力される。
要求駆動力算出部71は、車速センサ81から得られた車速VPと、アクセルペダル開度センサ83から得られたアクセルペダル開度APと、に基づいて、車両Vの要求駆動力Freqを算出する。
駆動モード判定部73は、クラッチセンサ85から得られたクラッチ状態CLSに基づいて、主駆動ユニットDU1の駆動モードが電力駆動モードであるかエンジン駆動モードであるかを判定する。具体的には、油圧クラッチCLが係合状態であれば、主駆動ユニットDU1の駆動モードがエンジン駆動モードであると判定し、油圧クラッチCLが解放状態であれば、主駆動ユニットDU1の駆動モードが電力駆動モードであると判定する。
駆動力配分比率設定部75は、車速センサ81から得られた車速VPと、要求駆動力算出部71で算出された要求駆動力Freqと、駆動モード判定部73で判定された主駆動ユニットDU1の駆動モードに基づいて、主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力と従駆動ユニットDU2が出力する従駆動力との駆動力配分比率を設定する。
駆動力配分比率設定部75は、図6に示す電力駆動モード時駆動力配分比率マップ91と、図7に示すエンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ92と、を記憶している。
駆動力配分比率設定部75は、駆動モード判定部73で判定された主駆動ユニットDU1の駆動モードが電力駆動モードである場合には、車速センサ81から得られた車速VPと、要求駆動力算出部71で算出された要求駆動力Freqとに基づいて、電力駆動モード時駆動力配分比率マップ91を検索し、主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力と従駆動ユニットDU2が出力する従駆動力との駆動力配分比率を設定する。
駆動力配分比率設定部75は、駆動モード判定部73で判定された主駆動ユニットDU1の駆動モードがエンジン駆動モードである場合には、車速センサ81から得られた車速VPと、要求駆動力算出部71で算出された要求駆動力Freqとに基づいて、エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ92を検索し、主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力と従駆動ユニットDU2が出力する従駆動力との駆動力配分比率を設定する。
制御ユニットCTRは、主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力と従駆動ユニットDU2が出力する従駆動力との駆動力配分比率が、駆動力配分比率設定部75で設定された駆動力配分比率となるように、電圧制御部VCU、第1インバータINV1、第2インバータINV2、第3インバータINV3、エンジンENG、及び主駆動ユニットDU1の油圧クラッチCLの制御を行い、主駆動ユニットDU1及び従駆動ユニットDU2の出力を制御する。
図6に示すように、電力駆動モード時駆動力配分比率マップ91は、横軸を車速VP、縦軸を要求駆動力Freqとして、各車速VP及び各要求駆動力Freqに対して、主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力と従駆動ユニットDU2が出力する従駆動力との駆動力配分比率が設定されている。本実施形態の電力駆動モード時駆動力配分比率マップ91は、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が示されている。
図6では、電力駆動モード時駆動力配分比率マップ91において、主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力と従駆動ユニットDU2が出力する従駆動力との駆動力配分比率をグレースケールの濃淡で示しており、黒色に近いほど、主駆動力の配分比率が高く、従駆動力の配分比率が低く、白色に近いほど、主駆動力の配分比率が低く、従駆動力の配分比率が高くなっている。最も濃い色で示す部分は、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が1.00、すなわち、駆動力配分比率が主駆動力:従駆動力=100:0であり、主駆動ユニットDU1のみの駆動となっている。白色で示す部分は、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が0.50、すなわち、駆動力配分比率が主駆動力:従駆動力=50:50となっている。電力駆動モード時駆動力配分比率マップ91は、全車速VP及び全要求駆動力Freqに対して、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が0.50以上、すなわち、駆動力配分比率は、主駆動力の配分比率が常に5割以上となるように設定されている。
例えば、車速VPが60km/hで要求駆動力Freqが1200Nの時、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が0.70、すなわち駆動力配分比率は主駆動力:従駆動力=70:30となっており、車速VPが40km/hで要求駆動力Freqが2000Nの時、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が0.80、すなわち、駆動力配分比率は主駆動力:従駆動力=80:20となっており、車速VPが120km/hで要求駆動力Freqが2000Nの時、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が0.60、すなわち、駆動力配分比率は、主駆動力:従駆動力=60:40となっている。
電力駆動モード時駆動力配分比率マップ91において、各車速VP及び各要求駆動力Freqに対する駆動力配分比率は、車速VPと要求駆動力Freqとに基づいて、車両Vの電力損失が最小となる駆動力配分比率が設定されている。
したがって、駆動力配分比率設定部75は、車両Vの車速VPと車両Vの要求駆動力Freqとに基づいて、車両Vの電力損失が最小となるように、駆動力配分比率を設定するので、主駆動ユニットDU1及び従駆動ユニットDU2を車両Vの電力損失が最小となるように制御でき、車両Vのエネルギー消費効率を向上できる。
図7に示すように、エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ92は、横軸を車速VP、縦軸を要求駆動力Freqとして、各車速VP及び各要求駆動力Freqに対して、主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力と従駆動ユニットDU2が出力する従駆動力との駆動力配分比率が設定されている。
図7では、エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ92において、主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力と従駆動ユニットDU2が出力する従駆動力との駆動力配分比率をグレースケールの濃淡で示しており、黒色に近いほど、主駆動力の配分比率が高く、従駆動力の配分比率が低く、白色に近いほど、主駆動力の配分比率が低く、従駆動力の配分比率が高くなっている。最も濃い色で示す部分は、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が1.00、すなわち、駆動力配分比率が、主駆動力:従駆動力=100:0であり、主駆動ユニットDU1のみの駆動となっている。
例えば、車速VPが60km/hで要求駆動力Freqが1200Nの時、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が1.00、すなわち、駆動力配分比率は、主駆動力:従駆動力=100:0となっており、車速VPが40km/hで要求駆動力Freqが2000Nの時、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が1.00、すなわち、駆動力配分比率は、主駆動力:従駆動力=100:0となっており、車速VPが120km/hで要求駆動力Freqが2000Nの時、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が0.90、すなわち、駆動力配分比率は、主駆動力:従駆動力=90:10となっている。
エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ92において、各車速VP及び各要求駆動力Freqに対する駆動力配分比率は、主駆動力の配分比率が9割以上となるように設定されている。
したがって、主駆動ユニットDU1の駆動モードがエンジン駆動モードである場合、駆動力配分比率設定部75は、主駆動力の比率が9割以上となるように、駆動力配分比率を設定するので、主駆動モータMOT1及び従駆動モータMOT2の作動による電力消費を低減でき、車両Vのエネルギー消費効率を向上できる。
また、図6及び図7に示すように、同じ車速VP及び同じ要求駆動力Freqで比較した場合、電力駆動モード時駆動力配分比率マップ91で設定される駆動力配分比率は、エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ92で設定される駆動力配分比率よりも、従駆動力の配分比率が同一又は大きくなっている。よって、主駆動ユニットDU1の駆動モードが電力駆動モードである場合の駆動力配分比率は、主駆動ユニットDU1の駆動モードがエンジン駆動モードである場合の駆動力配分比率よりも、従駆動力の配分比率が同一又は大きくなっている。
したがって、主駆動ユニットDU1はエンジンENGを備え、主駆動ユニットDU1の駆動モードが電力駆動モードである場合の駆動力配分比率は、主駆動ユニットDU1の駆動モードがエンジン駆動モードである場合の駆動力配分比率よりも、従駆動力の配分比率が同一又は大きくなっているので、主駆動ユニットDU1の駆動モードが電力駆動モードである場合に、主駆動ユニットDU1で生じる損失をより低減でき、車両Vのエネルギー消費効率を向上できる。
図8は、エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ92の変形例であるエンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ93を示している。
エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ92は、エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ93であってもよい。
エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ93は、全車速VP及び全要求駆動力Freqに対して、要求駆動力Freqを1とした時の主駆動ユニットDU1が出力する主駆動力の配分が1.00、すなわち、駆動力配分比率は主駆動力:従駆動力=100:0であり、従駆動力の配分比率が0となっており、主駆動ユニットDU1のみの駆動となっている。
したがって、主駆動ユニットDU1の駆動モードがエンジン駆動モードである場合、駆動力配分比率設定部75は、従駆動力の比率が0となるように、駆動力配分比率を設定するので、簡素な制御で主駆動モータMOT1及び従駆動モータMOT2の作動による電力消費を低減でき、簡素な制御で車両Vのエネルギー消費効率を向上できる。
このように、電力駆動モード時駆動力配分比率マップ91及びエンジン駆動モード時駆動力配分比率マップ92、93によれば、駆動力配分比率設定部75において、駆動力配分比率は、主駆動力の配分比率が常に5割以上となるように設定される。
したがって、主駆動ユニットDU1はエンジンENGを備え、駆動力配分比率設定部75は、主駆動力の配分比率が5割以上となるように、駆動力配分比率を設定するので、エンジンENGと主駆動モータMOT1と従駆動モータMOT2とを、より効率的に作動させることができ、車両Vのエネルギー消費効率を向上できる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記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。
例えば、本実施形態では、主駆動ユニットDU1が主駆動力を出力して前輪FWRを駆動し、従駆動ユニットDU2が従駆動力を出力して後輪RWRを駆動するものとしたが、主駆動ユニットDU1が主駆動力を出力して後輪RWRを駆動し、従駆動ユニットDU2が従駆動力を出力して前輪FWRを駆動するものとしてもよい。
また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。
(1) 前輪(前輪FWR)及び後輪(後輪RWR)の一方を駆動する主駆動力を出力する主駆動ユニット(主駆動ユニットDU1)と、
前記前輪及び前記後輪の他方を駆動する従駆動力を出力する従駆動ユニット(従駆動ユニットDU2)と、
前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットの出力を制御する制御ユニット(制御ユニットCTR)と、を備え、
前記主駆動ユニットは、内燃機関(エンジンENG)と、少なくとも1つの主駆動用回転電機(主駆動モータMOT1)を有し、
前記従駆動ユニットは、少なくとも1つの従駆動用回転電機(従駆動モータMOT2)を有し、
前記制御ユニットは、
前記主駆動力と前記従駆動力との駆動力配分比率を設定する、駆動力配分比率設定部(駆動力配分比率設定部75)を有し、
前記主駆動力と前記従駆動力とが前記駆動力配分比率設定部で設定された前記駆動力配分比率となるように、前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットの出力を制御する、車両(車両V)であって、
前記主駆動ユニットは、前記主駆動用回転電機の駆動力を前記主駆動力として出力する電力駆動モードと、前記内燃機関の駆動力を前記主駆動力として出力するエンジン駆動モードと、を含む駆動モードを有し、
前記駆動力配分比率設定部は、
前記車両の車速(車速VP)と前記車両の要求駆動力(要求駆動力Freq)と、前記主駆動ユニットの前記駆動モードと、に基づいて、前記駆動力配分比率を設定し、
前記主駆動ユニットの前記駆動モードが前記エンジン駆動モードである場合、前記主駆動力の配分比率が9割以上となるように、前記駆動力配分比率を設定する、車両。
前記前輪及び前記後輪の他方を駆動する従駆動力を出力する従駆動ユニット(従駆動ユニットDU2)と、
前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットの出力を制御する制御ユニット(制御ユニットCTR)と、を備え、
前記主駆動ユニットは、内燃機関(エンジンENG)と、少なくとも1つの主駆動用回転電機(主駆動モータMOT1)を有し、
前記従駆動ユニットは、少なくとも1つの従駆動用回転電機(従駆動モータMOT2)を有し、
前記制御ユニットは、
前記主駆動力と前記従駆動力との駆動力配分比率を設定する、駆動力配分比率設定部(駆動力配分比率設定部75)を有し、
前記主駆動力と前記従駆動力とが前記駆動力配分比率設定部で設定された前記駆動力配分比率となるように、前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットの出力を制御する、車両(車両V)であって、
前記主駆動ユニットは、前記主駆動用回転電機の駆動力を前記主駆動力として出力する電力駆動モードと、前記内燃機関の駆動力を前記主駆動力として出力するエンジン駆動モードと、を含む駆動モードを有し、
前記駆動力配分比率設定部は、
前記車両の車速(車速VP)と前記車両の要求駆動力(要求駆動力Freq)と、前記主駆動ユニットの前記駆動モードと、に基づいて、前記駆動力配分比率を設定し、
前記主駆動ユニットの前記駆動モードが前記エンジン駆動モードである場合、前記主駆動力の配分比率が9割以上となるように、前記駆動力配分比率を設定する、車両。
(1)によれば、主駆動ユニットの駆動モードがエンジン駆動モードである場合、駆動力配分比率設定部は、主駆動力の比率が9割以上となるように、駆動力配分比率を設定するので、主駆動用回転電機及び従駆動用回転電機の作動による電力消費を低減でき、車両のエネルギー消費効率を向上できる。
(2) (1)に記載の車両であって、
前記駆動力配分比率設定部は、前記主駆動ユニットの前記駆動モードが前記エンジン駆動モードである場合、前記従駆動力の配分比率が0となるように、前記駆動力配分比率を決定する、車両。
前記駆動力配分比率設定部は、前記主駆動ユニットの前記駆動モードが前記エンジン駆動モードである場合、前記従駆動力の配分比率が0となるように、前記駆動力配分比率を決定する、車両。
(2)によれば、主駆動ユニットの駆動モードがエンジン駆動モードである場合、駆動力配分比率設定部は、従駆動力の比率が0となるように、駆動力配分比率を設定するので、簡素な制御で主駆動用回転電機及び従駆動用回転電機の作動による電力消費を低減でき、簡素な制御で車両のエネルギー消費効率を向上できる。
(3) (1)又は(2)に記載の車両であって、
前記駆動力配分比率設定部は、前記主駆動力の比率が5割以上となるように、前記駆動力配分比率を決定する、車両。
前記駆動力配分比率設定部は、前記主駆動力の比率が5割以上となるように、前記駆動力配分比率を決定する、車両。
(3)によれば、駆動制御部は、主駆動力の比率が5割以上となるように、駆動力配分比率を決定するので、内燃機関と主駆動用回転電機と従駆動用回転電機とを、より効率的に作動させることができ、車両のエネルギー消費効率を向上できる。
75 駆動力配分比率設定部
V 車両
FWR 前輪
RWR 後輪
DU1 主駆動ユニット
DU2 従駆動ユニット
ENG エンジン(内燃機関)
MOT1 主駆動モータ(主駆動用回転電機)
MOT2 従駆動モータ(従駆動用回転電機)
CTR 制御ユニット
VP 車速
Freq 要求駆動力
V 車両
FWR 前輪
RWR 後輪
DU1 主駆動ユニット
DU2 従駆動ユニット
ENG エンジン(内燃機関)
MOT1 主駆動モータ(主駆動用回転電機)
MOT2 従駆動モータ(従駆動用回転電機)
CTR 制御ユニット
VP 車速
Freq 要求駆動力
Claims (3)
- 前輪及び後輪の一方を駆動する主駆動力を出力する主駆動ユニットと、
前記前輪及び前記後輪の他方を駆動する従駆動力を出力する従駆動ユニットと、
前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットを制御する制御ユニットと、を備え、
前記主駆動ユニットは、内燃機関と、少なくとも1つの主駆動用回転電機と、を有し、
前記従駆動ユニットは、少なくとも1つの従駆動用回転電機を有し、
前記制御ユニットは、
前記主駆動力と前記従駆動力との駆動力配分比率を設定する、駆動力配分比率設定部を有し、
前記主駆動力と前記従駆動力とが前記駆動力配分比率設定部で設定された前記駆動力配分比率となるように、前記主駆動ユニット及び前記従駆動ユニットを制御する、車両であって、
前記主駆動ユニットは、前記主駆動用回転電機の駆動力を前記主駆動力として出力する電力駆動モードと、前記内燃機関の駆動力を前記主駆動力として出力するエンジン駆動モードと、を含む駆動モードを有し、
前記駆動力配分比率設定部は、
前記車両の車速と前記車両の要求駆動力と、前記主駆動ユニットの前記駆動モードに基づいて、前記駆動力配分比率を設定し、
前記主駆動ユニットの前記駆動モードが前記エンジン駆動モードである場合、前記主駆動力の配分比率が9割以上となるように、前記駆動力配分比率を設定する、車両。 - 請求項1に記載の車両であって、
前記駆動力配分比率設定部は、前記主駆動ユニットの前記駆動モードが前記エンジン駆動モードである場合、前記従駆動力の配分比率が0となるように、前記駆動力配分比率を決定する、車両。 - 請求項1又は2に記載の車両であって、
前記駆動力配分比率設定部は、前記主駆動力の比率が5割以上となるように、前記駆動力配分比率を決定する、車両。
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