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公開番号2021138308
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210916
出願番号2020039005
出願日20200306
発明の名称車両
出願人本田技研工業株式会社
代理人特許業務法人航栄特許事務所
主分類B60W 20/10 20160101AFI20210820BHJP(車両一般)
要約【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、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、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。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
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の出力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、少なくとも1つの主駆動用回転電機を有し、
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の出力を制御する、車両であって、
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に基づいて、前記車両の電力損失が最小となるように、前記駆動力配分比率を設定する、車両。
続きを表示(約 440 文字)【請求項2】
請求項1に記載の車両であって、
前記主駆動ユニットは、
内燃機関を備え、
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電力駆動モードである場合の前記駆動力配分比率は、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の前記駆動力配分比率よりも、前記従駆動力の配分比率が同一又は大きい、車両。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の車両であって、
前記主駆動ユニットは、内燃機関を備え、
前記駆動力配分比率設定部は、前記主駆動力の配分比率が5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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、車両に関する。
続きを表示(約 5,100 文字)【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2017−105243号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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、少なくとも1つの主駆動用回転電機を有し、
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に基づいて、前記車両の電力損失が最小となるように、前記駆動力配分比率を設定する。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、駆動力配分比率設定部が、車両の車速と車両の要求駆動力とに基づいて、車両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、主駆動ユニット及び従駆動ユニットを車両の電力損失が最小となるように制御でき、車両のエネルギー消費効率をより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本発明の一実施形態の車両の概略構成を示す概略構成図である。
主駆動ユニットがEV走行(電力駆動モード)である時の動力及び電力の流れを説明する説明図である。
主駆動ユニットがシリーズ走行(電力駆動モード)である時の動力及び電力の流れを説明する説明図である。
主駆動ユニットがエンジン走行(エンジン駆動モード)である時の動力及び電力の流れを説明する説明図である。
図1の車両の制御ユニットのブロック図である。
電力駆動モード時駆動力配分比率マップを示す図である。
エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップを示す図である。
エンジン駆動モード時駆動力配分比率マップの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
[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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
(【0031】以降は省略されています)

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