JP6658350B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態による車両1の全体構成の一例を模式的に示す図である。車両1は、駆動装置2と、駆動輪90と、制御装置100と、油圧回路500とを含む。駆動装置2は、エンジン10と、第1モータジェネレータ(第1MG)20と、第2モータジェネレータ(第2MG)30と、第1遊星歯車装置(動力分割装置)40と、第2遊星歯車装置50と、クラッチC1と、クラッチC2と、ブレーキB1とを含む。第2遊星歯車装置50、クラッチC1,C2、ブレーキB1、および油圧回路500は、後述するように、エンジン10と第1遊星歯車装置40との接続状態を切り替える切替装置として機能する。
図2は、図1に示す制御装置100の入出力情報の一例を示す図である。制御装置100には、車速センサ、アクセル開度センサ、エンジン回転速度センサ、MG1回転速度センサ、MG2回転速度センサ、出力軸回転速度センサ、勾配センサ、バッテリ監視ユニットなど、車両1の制御に必要な複数のセンサが接続されている。これらのセンサにより、制御装置100は、車両1の速度(以下「車速V」ともいう)、アクセル開度、エンジン10の回転速度(以下「エンジン回転速度Ne」ともいう)、第1MG20の回転速度(以下「第1MG回転速度Nm1」ともいう)、第2MG30の回転速度、出力軸70の回転速度(以下「出力軸回転速度Nout」ともいう)、路面勾配、図示しない駆動用バッテリの状態等の情報を取得する。
車両1の走行モードには、モータ走行モード(以下「EV走行モード」という)と、ハイブリッド走行(以下「HV走行」という)モードとが含まれる。
制御装置100は、クラッチC1,C2およびブレーキB1の各摩擦係合要素の制御状態(係合/解放)と、エンジン10、第1MG20および第2MG30の駆動を制御することによって、上記の複数の走行モードのうちからいずれか1つを選択する。
図4〜11は、各走行モード中の制御状態の一例を共線図上に示す図である。図4〜11において、「Sun1」はサンギヤS1を示し、「Sun2」はサンギヤS2を示し、「Car1」はキャリアCA1を示し、「Car2」はキャリアCA2を示し、「Ring1」はリングギヤR1を示し、「Ring2」はリングギヤR2を示す。また、「B1」はブレーキB1を示し、「C1」はクラッチC1を示し、「C2」はクラッチC2を示す。黒塗りの丸印(●)は各摩擦係合要素(C1,C2,B1)の「係合」を示す。「ENG」はエンジン10を示し、「MG1」は第1MG20を示し、「MG2」は第2MG30を示し、「OUT」は出力軸70を示す。「Te」はエンジン10のトルク(以下「エンジントルク」という)を示し、「Tm1」は第1MG20のトルク(以下「第1MGトルク」という)を示し、「Tm2」は第2MG30のトルク(以下「第2MGトルク」という)を示す。
上述のように、車両1は、エンジン10を停止させて走行するEV走行モードと、エンジン10を動作させて走行するHV走行モードとの切替が可能である。たとえば、制御装置100は、車両1に対する要求駆動力が第1レベルL1未満である低負荷領域では、エンジン10の熱効率(以下「エンジン熱効率」あるいは単に「熱効率」ともいう)が低い領域であるため、エンジン10を停止させて走行するEV走行モードを選択する。一方、要求駆動力が第1レベルL1よりも大きい領域では、エンジン10を動作させて走行するHV走行モードを選択する。
上述のように、本実施の形態による制御装置100は、中負荷領域において、シリーズモードおよびシリーズパラレルモードのどちらかを選択する。この際、各モードでの効率をすべて演算し、効率の良い方を選択することが理想である。しかしながら、考慮すべき効率としては、熱効率、動力伝達効率(エンジン10および各MG20,30の動力が出力軸70に伝達される効率であって、各MG20,30の電力変換効率を含む)など複数存在するため、これらの複数の効率のすべてを刻々変化する車速Vおよび要求駆動力などに応じて逐一演算することは、制御装置100の演算負荷が過大となり現実的には困難であることが懸念される。
次に、制御装置100は、図14に示す伝達効率最大動作線K1を参照して、エンジン回転速度Necに対応するエンジントルクTecを算出する。なお、伝達効率最大動作線K1は、上述したように、アクセル開度および路面勾配などをパラメータとして特定される。
[変形例1]
上述の実施の形態による駆動装置2の構成を変形するようにしてもよい。たとえば、上述の実施の形態による駆動装置2に対して、さらに、出力軸70と第1遊星歯車装置40との接続状態を切替可能なクラッチC3を追加するようにしてもよい。
上述の実施の形態および変形例1による車両1においては、HV走行モードにおいて、シリーズモード、シリーズパラレルモードおよびパラレルモードの3つの走行モードの選択が可能であった。
上述の実施の形態において、エンジントルクTecと比較されるしきい値Tthにヒステリシスを設けるようにしてもよい。これにより、エンジントルクTecのわずかな変動でシリーズモードとシリーズパラレルモードとの間で走行モードが頻繁に切り替わることを防止することができる。
Claims (1)
- ハイブリッド車両であって、
エンジンと、
第1回転電機と、
駆動輪に接続される出力軸と、
前記出力軸に接続される第2回転電機と、
前記第1回転電機に接続される第1要素と、第2要素と、前記出力軸に接続される第3要素とを有する遊星歯車機構と、
前記エンジンと前記遊星歯車機構との接続状態を第1状態または第2状態に切替可能に構成された切替装置とを備え、
前記第1状態は、前記エンジンを前記第1要素に接続する状態、または前記エンジンを前記第2要素に接続しつつ前記出力軸を前記第3要素から切り離す状態であり、
前記第2状態は、前記エンジンを前記第2要素に接続する状態であり、
前記ハイブリッド車両は、シリーズモードとシリーズパラレルモードとのどちらかの走行モードを選択可能に構成された制御装置をさらに備え、
前記シリーズモードは、前記切替装置を前記第1状態にし、前記エンジンの動力を前記第1回転電機に伝達して電力に変換するモードであり、
前記シリーズパラレルモードは、前記切替装置を前記第2状態にし、前記第1回転電機のトルクを用いて前記エンジンの動力の一部を前記出力軸に機械的に伝達しつつ、前記エンジンの動力の残部を前記第1回転電機または前記第2回転電機に伝達して電力に変換するモードであり、
前記制御装置は、第1制御、第2制御および第3制御のいずれかを実行することによって、前記シリーズモードと前記シリーズパラレルモードとのどちらの走行モードを選択するのかを決定し、
前記第1制御は、前記シリーズパラレルモードで前記第1回転電機の回転速度が0となる場合の前記エンジンの熱効率が第1しきい値未満である場合に前記シリーズモードを選択し、前記エンジンの熱効率が前記第1しきい値よりも大きい場合に前記シリーズパラレルモードを選択する制御であり、
前記第2制御は、前記シリーズパラレルモードで前記第1回転電機の回転速度が0となる場合の前記エンジンの燃料消費率が第2しきい値よりも大きい場合に前記シリーズモードを選択し、前記エンジンの燃料消費率が前記第2しきい値未満である場合に前記シリーズパラレルモードを選択する制御であり、
前記第3制御は、前記シリーズパラレルモードで前記第1回転電機の回転速度が0となる場合の前記エンジンのトルクが第3しきい値未満である場合に前記シリーズモードを選択し、前記エンジンのトルクが前記第3しきい値よりも大きい場合に前記シリーズパラレルモードを選択する制御である、ハイブリッド車両。
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Family Applications (1)
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