JP2005151699A - VEHICLE CONTROL DEVICE HAVING GENERATOR - Google Patents
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Abstract
【課題】 車両に搭載されたモータ・ジェネレータの空転の際の運動エネルギーを回収してエネルギー効率を向上させる。
【解決手段】 固定子と回転子との相対回転によって起電力を生じる発電機が、車輪に動力を伝達する動力伝達系統に、前記動力伝達系統との間で選択的に動力を伝達・遮断できるように連結された車両の制御装置であって、前記固定子と回転子との相対回転が生じている状態で前記発電機が前記動力伝達系統に対して遮断された場合にその発電機で生じる電力を所定の機器で受容する回生制御実行手段(ステップS3)を具備している。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To improve energy efficiency by recovering kinetic energy at the time of idling of a motor / generator mounted on a vehicle.
A generator that generates an electromotive force by relative rotation between a stator and a rotor can selectively transmit and block power to and from the power transmission system that transmits power to wheels. Control device for vehicles connected in this manner, which occurs in the generator when the generator is cut off from the power transmission system in a state in which the stator and the rotor are rotating relative to each other Regeneration control execution means (step S3) for receiving electric power with a predetermined device is provided.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、回生時に発電機として機能する電動機を走行のための動力源とした電気自動車や、この種の電動機もしくは発電機を内燃機関と併せて搭載したハイブリッド車などの車両を対象とする制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control for vehicles such as an electric vehicle using an electric motor functioning as a generator at the time of regeneration as a power source for traveling, and a hybrid vehicle equipped with this type of electric motor or generator together with an internal combustion engine. It relates to the device.
内燃機関を動力源とした車両には、バッテリーの充電をおこなったり、電装品に対して電力を供給するためのオルタネータ(発電機)が搭載されているが、これは、内燃機関に直接連結されているのが一般的である。これに対して電気自動車における動力源としての電動機や上述したハイブリッド車における発電機は、走行のための動力を発生したり、車両の有する慣性エネルギーを電力として回生するなどのために使用され、したがってその容量も上記のオルタネータよりも大きい。 A vehicle using an internal combustion engine as a power source is equipped with an alternator (generator) for charging a battery or supplying electric power to an electrical component, which is directly connected to the internal combustion engine. It is common. On the other hand, an electric motor as a power source in an electric vehicle and a generator in the hybrid vehicle described above are used for generating power for traveling, regenerating inertia energy of the vehicle as electric power, and so on. Its capacity is also larger than that of the alternator.
動力伝達系統に連結されたこの種の発電機を搭載した車両の一例として、特許文献1にハイブリッド車が記載されている。この特許文献1に記載された車両の駆動装置は、エンジンの出力トルクを、遊星歯車機構を主体として構成された分配装置によって第1モータ・ジェネレータと出力側とに分配するように構成されている。したがって第1モータ・ジェネレータによって反力を与えることにより、エンジン回転数を適宜に制御でき、またその際に第1モータ・ジェネレータが発電をおこなう。一方、分配装置から車輪に到る駆動系統に第2モータ・ジェネレータがクラッチを介して連結されており、そのクラッチを係合させた状態で、前記第1モータ・ジェネレータから第2モータ・ジェネレータに電力を供給してその第2モータ・ジェネレータをモータとして機能させることにより、駆動トルクを補助するようになっている。さらに、車速などの走行状態によっては、エンジンの動力を電力に変換することなく車輪に伝達する方が、燃費上、有利な場合があり、そのために、第1モータ・ジェネレータの回転を止めるブレーキが設けられ、そのブレーキを係合させるとともに前記クラッチを解放させるように構成されている。
As an example of a vehicle equipped with this type of generator connected to a power transmission system,
また、特許文献2には、エンジンとモータ・ジェネレータとを動力源として備え、その動力源の出力側に、ロックアップクラッチ付のトルクコンバータを連結した車両を対象とした制御装置が記載されており、この特許文献2に記載された装置は、モータ・ジェネレータによって回生制動力を発生させる際に、トルクの変動によるショックを防止もしくは抑制するために、ロックアップクラッチを解放するように構成されている。
上記の特許文献1に記載されているように、駆動トルクの補助やエネルギー回生をおこなうモータ・ジェネレータを、動力伝達系統に対して選択的に非連結状態とすることのできる装置であれば、例えば低負荷・高車速状態などの所定の走行状態での動力損失を低減し、燃費を向上させたり排ガスを抑制したりすることができる。その動力伝達系統に対するモータ・ジェネレータのいわゆる切り離しもしくは遮断は、モータ・ジェネレータを電動機もしくは発電機として動作させている過程でおこない、これと同時にモータ・ジェネレータの電気的な制御を中止するために、その電気的な制御系統から遮断し、あるいはモータ・ジェネレータの制御電流を止める。しかしながら、モータ・ジェネレータの切り離しもしくは遮断をおこなった時点では、モータ・ジェネレータがそれ自体の慣性力で回転し続け、その後、軸受部分などでの摩擦や潤滑油の撹拌などによる抵抗力あるいは電気的な鉄損などで次第にその回転が止まる。すなわち、従来では、動力伝達系統から切り離されもしくは遮断されたモータ・ジェネレータの有するエネルギーが摩擦熱などとして無駄に消費されており、エネルギー効率を向上させる上で、改善の余地があった。
As described in the above-mentioned
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、動力損失を低減してエネルギー効率を更に向上させることのできる車両用の制御装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made by paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a control device for a vehicle that can further improve energy efficiency by reducing power loss.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、固定子と回転子との相対回転によって起電力を生じる発電機が、車輪に動力を伝達する動力伝達系統に、前記動力伝達系統との間で選択的に動力を伝達・遮断できるように連結された車両の制御装置において、前記固定子と回転子との相対回転が生じている状態で前記発電機が前記動力伝達系統に対して遮断された場合にその発電機で生じる電力を所定の機器で受容する回生制御実行手段を具備していることを特徴とする制御装置である。なお、その発電機は、電動機としての機能を併せ持ったモータ・ジェネレータもしくはこれに類する装置であってもよい。
In order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記固定子と回転子との相対回転が生じている状態で前記発電機が前記動力伝達系統に対して遮断された場合にその発電機で生じる電力を所定の機器で受容する条件の成立を判断する回生条件判断手段を更に具備し、前記回生制御実行手段はその回生条件判断手段による判断結果に基づいて前記発電機で生じた電力を所定の機器で受容する制御を実行する手段を含むことを特徴とする制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, when the generator is cut off from the power transmission system while the stator and the rotor are rotating relative to each other, the power generation is performed. Regenerative condition determining means for determining whether a condition for accepting electric power generated in the machine by a predetermined device is further provided, and the regenerative control executing means is configured to generate electric power generated in the generator based on a determination result by the regenerative condition determining means. It is a control apparatus characterized by including the means to perform control which accepts by predetermined equipment.
さらに、請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、前記動力伝達系統は、動力源としての内燃機関と、その内燃機関の出力トルクを他の発電機と出力軸とに分配する動力分配機構とを有し、前記発電機は、前記出力軸に対して選択的に連結・遮断される発電機能のある電動機によって構成されていることを特徴とする制御装置である。 Further, the invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the power transmission system distributes an internal combustion engine as a power source and an output torque of the internal combustion engine to another generator and an output shaft. And a power distribution mechanism, wherein the generator is constituted by an electric motor having a power generation function that is selectively connected to and disconnected from the output shaft.
またさらに、請求項4の発明は、請求項3の発明において、前記車両が高速および/または低負荷状態のときに前記発電機能のある電動機を前記動力伝達系統に対して遮断する遮断制御手段を更に具備し、前記回生制御実行手段は、前記遮断制御手段によって前記動力伝達系統に対して遮断された前記電動機の回転数が所定の回転数以上の場合にその電動機で生じる電力を所定の機器で受容する手段を含むことを特徴とする制御装置である。 Still further, the invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, further comprising: shut-off control means for shutting off the electric motor having the power generation function from the power transmission system when the vehicle is in a high speed and / or low load state. The regenerative control execution means further includes a predetermined device for generating electric power generated by the motor when the rotation speed of the motor cut off from the power transmission system by the cutoff control means is equal to or higher than a predetermined rotation speed. A control device comprising a receiving means.
そして、請求項5の発明は、請求項1または2の発明において、所定の変速比を設定する変速状態と動力を伝達しないニュートラル状態とを設定可能な変速機が前記発電機と前記動力伝達系統との間に配置され、その変速機をニュートラル状態とすることにより前記発電機を前記動力伝達系統に対して遮断するように構成されていることを特徴とする制御装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the transmission capable of setting a shift state for setting a predetermined gear ratio and a neutral state for not transmitting power includes the generator and the power transmission system. The control device is configured to shut off the generator from the power transmission system by setting the transmission to a neutral state.
請求項1の発明によれば、発電機を動力伝達系統に対して連結した状態で走行している際に、その発電機を動力伝達系統に対して遮断すると、発電機が自らの慣性力によって回転し続け、固定子と回転子との相対回転によって起電力が生じる。その電力がバッテリーやキャパシターあるいはその他の電気装置などの機器によって受容され、エネルギー回生がおこなわれるので、従来無駄に消費していたエネルギーを有効に利用してエネルギー効率を向上させることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the generator is traveling in a state of being connected to the power transmission system, if the generator is shut off from the power transmission system, the generator is caused by its own inertial force. The electromotive force is generated by the relative rotation between the stator and the rotor. Since the electric power is received by a device such as a battery, a capacitor, or another electric device, and energy regeneration is performed, energy that has been consumed in the past can be effectively used to improve energy efficiency.
また、請求項2の発明によれば、請求項1の発明による効果と同様の効果を得られることに加え、動力伝達系統に対して遮断もしくは切り離された発電機が回転していても、その運動エネルギーが回生し得るほどには大きくない場合や遮断もしくは切り離しの直後に再度、動力伝達系統に連結されることが予想される場合など、所定の条件が成立しない場合には、発電機によるエネルギー回生がおこなわれない。すなわち、無駄な回生制御が実行されたり、後続する制御を円滑に実行できなくなるなどの事態を未然に回避することができ、ひいては、エネルギー効率を向上させ、また車両の走行もしくはドライバビリティを良好なものとすることができる。
Further, according to the invention of
さらに、請求項3の発明によれば、請求項1または2の発明による効果と同様の効果を得られることに加え、内燃機関の出力トルクを出力軸と他の発電機(モータ・ジェネレータであってもよい)とに分配し、その出力軸に前記発電機によってトルクを加減するように構成したいわゆるハイブリッド駆動装置に適用でき、その場合、出力軸にトルクを付加している状態もしくは出力軸を介してエネルギーを回生している状態で、出力軸から発電機が遮断もしくは切り離されることにより、その時点の運動エネルギーが有効に回収され、エネルギー効率を向上させることができる。
Furthermore, according to the invention of claim 3, in addition to obtaining the same effect as the effect of the invention of
またさらに、請求項4の発明によれば、請求項3の発明による効果と同様の効果を得られることに加え、高車速の場合あるいは車両に対する負荷が低負荷の場合に、発電機能のある電動機が出力軸に対して遮断もしくは切り離される。すなわち、出力軸に対するトルクの加減が不要になると、発電機能のある前記電動機が動力伝達系統に対して遮断されるので、ハイブリッド車の全体としてエネルギー効率もしくは燃費が向上し、またその時点で前記電動機の回転数が所定値以上の場合に電動機の有する運動エネルギーが回生されるので、エネルギーの無駄な消費が回避もしくは抑制されてエネルギー効率を更に向上させることができる。 Furthermore, according to the invention of claim 4, in addition to obtaining the same effect as that of the invention of claim 3, an electric motor having a power generation function when the vehicle speed is high or the load on the vehicle is low. Is cut off or disconnected from the output shaft. That is, when the torque on the output shaft is not required, the electric motor having the power generation function is cut off from the power transmission system, so that the energy efficiency or fuel consumption of the hybrid vehicle as a whole is improved, and at that time, the electric motor Since the kinetic energy of the electric motor is regenerated when the rotational speed of the motor is greater than or equal to a predetermined value, wasteful consumption of energy can be avoided or suppressed, and energy efficiency can be further improved.
そして、請求項5の発明によれば、請求項1または2の発明による効果と同様の効果を得られることに加え、変速機を利用して前記発電機を動力伝達系統に対して連結し、また遮断することができるので、連結・遮断のための新たな装置を追加して設ける必要がなく、その結果、動力伝達系統あるいは車両の小型化や軽量化に有利になる。
According to the invention of
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、図2はこの発明を適用することのできる車両における動力伝達系統を模式的に示しており、動力源である内燃機関(エンジン)1の出力側に、変速機2が連結されている。そのエンジン1は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、ガスエンジンなどの内燃機関や電気をエネルギー源とするモータであってもよい。また、変速機2は、有段式あるいは無段式のいずれであってもよく、さらには手動変速機あるいは自動変速機のいずれであってもよい。その変速機2の出力軸3が終減速機すなわちデファレンシャルギヤ4に連結され、ここから左右の車輪5にトルクを伝達するように構成されている。
Next, the present invention will be described based on specific examples. First, FIG. 2 schematically shows a power transmission system in a vehicle to which the present invention can be applied. A
上記のエンジン1から車輪5に到る動力伝達系統に、この発明の発電機に相当するモータ・ジェネレータ6が、クラッチ7を介して連結されている。このモータ・ジェネレータ6は、例えばコイルを備えた固定子(ステータ)8と永久磁石を備えた回転子(ロータ)9とからなる永久磁石式同期電動機によって構成されており、したがってステータ8とロータ9との相対回転によって起電力が生じる。そのロータ9が前記クラッチ7に連結されており、したがってクラッチ7を係合させることによりモータ・ジェネレータ6と動力伝達系統との間でトルクが伝達され、またクラッチ7を解放することにより、モータ・ジェネレータ6が動力伝達系統に対して遮断もしくは切り離されるようになっている。これに対してステータ8は、ケースなどの所定の固定部もしくは他の適宜の部材(それぞれ図示せず)に固定され、あるいはクラッチ機構(図示せず)を介して選択的に固定されている。
A motor /
上記モータ・ジェネレータ6にインバータ10およびバッテリー11が電気的に接続されている。そのバッテリー11がこの発明における電力を受容する機器に相当し、図2に示す例では、モータ・ジェネレータ6で生じた電力をバッテリー11に蓄電し、またバッテリー11からモータ・ジェネレータ6に対して電力を供給してモータ・ジェネレータ6をモータとして機能させるようになっている。そして、このような電力の受容および供給を含むモータ・ジェネレータ6の制御をインバータ10によっておこなうようになっている。
An
前記クラッチ7は、モータ・ジェネレータ6を出力軸3に対して機械的に連結し、またその連結を解くための機構であって、摩擦クラッチや噛み合いクラッチなどの適宜の形式のものを使用することができる。図2に示す例では、油圧式摩擦クラッチが使用されており、その係合・解放の制御や伝達トルク容量の制御をおこなうための油圧制御装置12が設けられている。なお、この油圧制御装置12は、複数の電磁弁(図示せず)を有し、油圧の給排および圧力などの制御を電気的におこなうように構成されている。
The clutch 7 is a mechanism for mechanically connecting the motor /
そして、前記インバータ10の制御および油圧の制御をおこなうために電子制御装置(ECU)13が設けられている。この電子制御装置13は、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されるデータおよび予め記憶しているデータならびに制御プログラムによって演算をおこない、前記インバータ10や油圧制御装置12に対して制御信号を出力するようになっている。この電子制御装置13には、前記モータ・ジェネレータ6の回転数が入力されている。すなわち、モータ・ジェネレータ6の回転数を検出するセンサー14が設けられ、その出力信号が電子制御装置13に入力されている。そのセンサー14としては、モータ・ジェネレータ6に付設されているレゾルバーを使用することができる。したがってモータ・ジェネレータ6の慣性質量もしくは慣性モーメントを予め知ることができるので、その回転数を検出することにより、モータ・ジェネレータ6の運動エネルギーを求められるようになっている。
An electronic control unit (ECU) 13 is provided to control the
上記の車両を対象としたこの発明の制御装置による制御例を図1を参照して説明する。図1のフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行され、先ず、前記クラッチ7が切れているか否か、すなわちモータ・ジェネレータ6が出力軸3に対して遮断もしくは切り離されているか否かが判断される(ステップS1)。このステップS1で否定的に判断された場合には、モータ・ジェネレータ6が出力軸3に連結されていて、電動機もしくは発電機として機能していることになるので、特に制御をおこなうことなくこのルーチンを一旦抜ける。
An example of control by the control device of the present invention for the above vehicle will be described with reference to FIG. The routine shown in the flowchart of FIG. 1 is repeatedly executed every predetermined short time. First, whether the clutch 7 is disengaged, that is, whether the motor /
これに対してステップS1で肯定的に判断された場合には、回生条件が成立しているか否かが判断される(ステップS2)。この回生条件とは、モータ・ジェネレータ6が慣性力で回転している状態におけるその運動エネルギーを電力として回収するに値するか否かの条件であり、その一例は、出力軸3から切り離された時点にモータ・ジェネレータ6が有している運動エネルギーが所定値以上の条件である。これは、例えばモータ・ジェネレータ6の回転数Nが所定のしきい値N1を超えている(N>N1)か否かによって判断することができる。モータ・ジェネレータ6の有する運動エネルギーは、その慣性モーメントと回転数とから求められるからである。なお、そのしきい値N1は、回生効率および回生した電力でモータ・ジェネレータ6を駆動する際の効率を考慮し、回生したエネルギーが、停止させたモータ・ジェネレータ6を現在の回転数まで加速するのに要するエネルギーより大きくなるような値とすることができる。
On the other hand, if an affirmative determination is made in step S1, it is determined whether or not a regeneration condition is satisfied (step S2). This regenerative condition is a condition as to whether or not it is worth recovering its kinetic energy as electric power in a state where the motor /
また、他の条件としては、現時点に対する直後の加速予測が成立していないことを採用することができる。加速の予測は、例えば道路情報を地図情報と合わせて備えているナビゲーションシステムによって得ることができ、あるいは道路上のサインポストからの道路情報あるいは信号機からのゴー・ストップ情報などに基づいて得ることができる。直後に加速することが予測されている場合には、モータ・ジェネレータ6の制動と駆動とを連続しておこなうことになり、エネルギー効率が低下する可能性があるとともに、過渡的な慣性力がショックや違和感の原因となることが考えられるので、回生条件が不成立とされる。さらに、バッテリー11の充電状態(SOC:State of Charge )を回生条件とすることができる。すなわち、充電量が所定値以上の場合には、電力を受容できないので、モータ・ジェネレータ6を強制的に制動すると、エネルギー回生できないにも関わらず、その後の再加速のための電力が、必要以上の電力の消費となるからである。
Further, as another condition, it can be adopted that the acceleration prediction immediately after the current time is not established. Prediction of acceleration can be obtained, for example, by a navigation system having road information combined with map information, or can be obtained based on road information from a sign post on a road or go-stop information from a traffic light. it can. If acceleration is predicted immediately after that, braking and driving of the motor /
回生条件が成立していないことによりステップS2で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくこのルーチンを一旦抜ける。これとは反対に回生条件が成立していてステップS2で肯定的に判断された場合には、モータ・ジェネレータ6の回生制動(MG回生制動)が実行される(ステップS3)。すなわち、モータ・ジェネレータ6がその慣性力で回転していることにより発生する電力をインバータ10を介してバッテリー11に充電する。その結果、その電力を、モータ・ジェネレータ6を電動機として駆動する際のエネルギーとして再利用でき、エネルギーの無駄な消費を抑制してエネルギー効率を向上させることができる。ひいては車両の燃費を向上させ、また排ガスを削減することができる。
If a negative determination is made in step S2 because the regeneration condition is not satisfied, this routine is temporarily exited without performing any particular control. On the contrary, if the regenerative condition is satisfied and the determination is affirmative in step S2, regenerative braking (MG regenerative braking) of the motor /
この発明を適用することのできる他の車両の例を図3に模式的に示してある。ここに示す例は、機械分配式2モータ・ハイブリッド車と称することのできる車両であって、エンジンとモータ・ジェネレータと動力分配装置とを動力源として備え、その動力分配装置から出力したトルクに、第2のモータ・ジェネレータによってトルクを加減するように構成されている。具体的に説明すると、動力分配装置20は、三つの回転要素によって差動作用をなす機構であって、図3に示す例では、シングルピニオン型遊星歯車機構によって構成されている。そのキャリヤ21にエンジン22が連結されてキャリヤ21が入力要素となっており、そのキャリヤ21で保持しているピニオンギヤが噛み合っているサンギヤ23に第1モータ・ジェネレータ24が連結されていてそのサンギヤ23が反力要素となっている。より正確には、第1モータ・ジェネレータ24は、固定子(ステータ)と回転子(ロータ)との相対回転によって起電力を生じ、またステータのコイルに通電することにより、ロータが回転する動力装置であって、そのロータがサンギヤ23に連結されている。また、ステータはケーシングなどの固定部分に固定されている。そして、サンギヤ23と同心円上に配置されかつ前記ピニオンギヤが噛み合っているリングギヤ25が出力軸26に連結されていてこのリングギヤ25が出力要素となっている。
An example of another vehicle to which the present invention can be applied is schematically shown in FIG. The example shown here is a vehicle that can be called a mechanical distribution type two-motor hybrid vehicle, and includes an engine, a motor / generator, and a power distribution device as a power source, and the torque output from the power distribution device is The torque is adjusted by the second motor / generator. Specifically, the
さらに、キャリヤ21とリングギヤ25との間にクラッチ27が設けられている。このクラッチ27が係合することにより、動力分配装置20における二つの回転要素が一体的に連結されるので、動力分配装置20を構成している遊星歯車機構の全体が一体回転する。したがってクラッチ27は、遊星歯車機構の全体を一体化させる一体化クラッチとなっている。
Further, a clutch 27 is provided between the carrier 21 and the
出力軸26は、図2に示す例と同様に、終減速機すなわちデファレンシャルギヤ28に連結され、ここから左右の車輪29にトルクを伝達するように構成されている。この出力軸26に対してトルクを加減する第2モータ・ジェネレータ30が設けられている。この第2モータ・ジェネレータ30がこの発明の発電機に相当し、第2モータ・ジェネレータ30と出力軸26との間に変速機31が設けられている。
Similarly to the example shown in FIG. 2, the
この変速機31は、入力回転数に対して出力回転数を低下させる二つの減速比(すなわち変速比)と、入力側と出力側との間でのトルクの伝達を遮断するニュートラル状態とを設定できるように構成されている。具体的には、図3に示す例では、シングルピニオン型遊星歯車機構とダブルピニオン型遊星歯車機構とを組み合わせた構造のラビニョ型遊星歯車機構によって変速機が構成されている。すなわち歯数の少ない(小径の)第1サンギヤ32と、これより歯数の多い(大径の)第2サンギヤ33とが同一軸線上に隣接して配置され、これらのサンギヤ32,33に対して同心円上にリングギヤ34が設けられている。第1サンギヤ32にショートピニオンが噛み合うとともにそのシュートピニオンとリングギヤ34とにロングピニオンが噛み合っている。そして、そのロングピニオンに第2サンギヤ33が噛み合っている。そして、これらのピニオンがキャリヤ35によって自転かつ公転自在に保持されている。
The
したがって上記の変速機31では、各サンギヤ32,33と、リングギヤ34と、キャリヤ35との四つの回転要素を有することになり、その第2サンギヤ33が第2モータ・ジェネレータ30に連結されて入力要素となっており、またキャリヤ35が出力軸26に連結されて出力要素となっている。それに伴い第1サンギヤ32とリングギヤ34とが反力要素(もしくは固定要素)となっており、これらを実質的に反力要素とするために、第1サンギヤ32を選択的に固定するための第1ブレーキ36と、リングギヤ34を選択的に固定するための第2ブレーキ37とが設けられている。
Therefore, the
上記の各モータ・ジェネレータ24,30がインバータ38を介してバッテリー39に電気的に接続されており、各モータ・ジェネレータ24,30をインバータ38によって制御するようになっている。なお、各モータ・ジェネレータ24,30は互いに独立して個別に制御されるようになっており、したがってインバータが各モータ・ジェネレータ24,30ごとに設けられることもある。一方、上記のクラッチ27およびブレーキ36,37は、一例として油圧によって係合・解放の制御が実行される係合装置であって、その制御をおこなう油圧制御装置40が設けられている。この油圧制御装置40は、図2に示す油圧制御装置12と同様に、油圧の給排および圧力を電気的に制御できるように構成されている。そして、上記のインバータ38および油圧制御装置40に制御信号を出力する電子制御装置41が設けられている。更に、第2モータ・ジェネレータ30の回転数を検出して検出信号を制御データとして電子制御装置41に送信する回転数センサー42が設けられている。
The
図3に示す構成の車両では、エンジン22を燃費の良好な状態で運転し、そのエンジン22からキャリヤ21に入力されるトルクに対して第1モータ・ジェネレータ24によって反力トルクを与え、リングギヤ25およびこれに連結されている出力軸26を所定の回転数で回転させる。したがって、車速が高くなるに従って、あるいは車両に対する負荷が小さくなるに従って、第1モータ・ジェネレータ24の回転数を低下させることになり、そのまま車速が増大したり負荷が低下すると、ついには第1モータ・ジェネレータ24をエンジン22とは反対の方向に回転させ、かつ力行させることになる。これは、第1モータ・ジェネレータ24を電動機として動作させ、同時に第2モータ・ジェネレータ30を発電機として機能させる状態であり、出力軸26に伝達されたエンジントルクで第2モータ・ジェネレータ30を駆動し、その電力を第1モータ・ジェネレータ24に供給してそのトルクを動力分配装置20を介して出力軸26に伝達することになる。すなわち動力循環が生じ、動力損失が増大する。そこで、このような動力循環が生じると同時に、もしくはその直前にクラッチ27を係合させてエンジントルクをそのまま出力軸26に伝達する一方、各ブレーキ36,37を解放して変速機31をニュートラル状態とすることにより、第2モータ・ジェネレータ30を出力軸26に対して遮断もしくは切り離す。
In the vehicle having the configuration shown in FIG. 3, the
その場合、第2モータ・ジェネレータ30の回転数が所定値以上であるなど、前述した回生条件が成立していると、第2モータ・ジェネレータ30について回生制動制御が実行され、第2モータ・ジェネレータ30の起電力がバッテリー39で受容される。すなわち、エネルギー回生がおこなわれ、そのエネルギーが第2モータ・ジェネレータ30を駆動するなどのために有効に利用される。したがって図3に示す構成の車両を対象とする場合であっても、エネルギー効率を向上させて燃費を改善し、また排ガスを削減することができる。
In this case, if the above-described regenerative condition is satisfied, for example, if the rotational speed of the second motor /
なお、上記の変速機31の作用を簡単に説明すると、第2ブレーキ37を係合させることによりリングギヤ34を固定すると、変速比の大きい低速段が設定され、第2モータ・ジェネレータ30の出力トルクをその変速比に応じて増大したトルクが出力軸26に伝達される。また、第2ブレーキ37に替えて第1ブレーキ36を係合させると、低速段より変速比が幾分大きくかつ“1”未満の変速比となる高速段が設定される。
The operation of the
ここで、上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上記ステップS3の機能的手段や各インバータ10,38あるいはバッテリー11,39ならびに電子制御装置13,41が、この発明の回生制御実行手段に相当し、またステップS2の機能的手段や電子制御装置13,41が、この発明の回生条件判断手段に相当し、さらにクラッチ7やブレーキ36,37あるいは電子制御装置41が、この発明の遮断制御手段に相当する。
Here, the relationship between the above specific example and the present invention will be briefly described. The functional means of step S3, the
以上述べたこの発明の具体例では、動力源として内燃機関を有する構成としたが、この発明は発電機能を有する電動機を走行のための動力源としたいわゆる電気自動車を対象として実施することもできる。その場合、その電動機を動力伝達系統から遮断して電動機がいわゆる空転している状態で、所定の条件が成立することにより、その電動機についての回生制動制御を実行することになる。 In the specific example of the present invention described above, an internal combustion engine is used as a power source. However, the present invention can also be implemented for a so-called electric vehicle using a motor having a power generation function as a power source for traveling. . In that case, when the electric motor is disconnected from the power transmission system and the electric motor is idling, a predetermined condition is satisfied, whereby regenerative braking control for the electric motor is executed.
1…内燃機関(エンジン)、 3,26…出力軸、 5,29…車輪、 6…モータ・ジェネレータ、 7…クラッチ、 8…固定子(ステータ)、 9…回転子(ロータ)、 11,39…バッテリー、 20…動力分配装置、 24…第1モータ・ジェネレータ、 30…第2モータ・ジェネレータ、 31…変速機、 36…第1ブレーキ、 37…第2ブレーキ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記固定子と回転子との相対回転が生じている状態で前記発電機が前記動力伝達系統に対して遮断された場合にその発電機で生じる電力を所定の機器で受容する回生制御実行手段を具備していることを特徴とする車両の制御装置。 A generator that generates an electromotive force by the relative rotation of the stator and the rotor is connected to a power transmission system that transmits power to the wheels so that power can be selectively transmitted to and cut off from the power transmission system. In a vehicle control device,
Regenerative control execution means for receiving, with a predetermined device, electric power generated by the generator when the generator is cut off from the power transmission system in a state where relative rotation between the stator and the rotor is occurring. A control device for a vehicle, comprising:
前記発電機は、前記出力軸に対して選択的に連結・遮断される発電機能のある電動機によって構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両の制御装置。 The power transmission system includes an internal combustion engine as a power source, and a power distribution mechanism that distributes output torque of the internal combustion engine to another generator and an output shaft,
3. The vehicle control device according to claim 1, wherein the generator is configured by an electric motor having a power generation function that is selectively connected to or disconnected from the output shaft. 4.
前記回生制御実行手段は、前記遮断制御手段によって前記動力伝達系統に対して遮断された前記電動機の回転数が所定の回転数以上の場合にその電動機で生じる電力を所定の機器で受容する手段を含むことを特徴とする請求項3に記載の車両の制御装置。 The vehicle further comprises shut-off control means for shutting off the electric motor having the power generation function from the power transmission system when the vehicle is in a high speed and / or low load state.
The regenerative control execution means is means for receiving, with a predetermined device, electric power generated by the motor when the rotation speed of the electric motor cut off from the power transmission system by the shut-off control means is equal to or higher than a predetermined rotation speed The vehicle control device according to claim 3, further comprising:
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