KR101785826B1 - 하이브리드 차량 - Google Patents

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KR101785826B1
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KR
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power
clutch
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KR1020160017870A
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다츠야 이마무라
아츠시 다바타
도시키 가나다
히데히코 반쇼야
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도요타 지도샤（주）
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    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
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    • B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/38—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the driveline clutches
    • B60K6/387—Actuated clutches, i.e. clutches engaged or disengaged by electric, hydraulic or mechanical actuating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/442—Series-parallel switching type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/543—Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
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    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
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    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
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Abstract

하이브리드 차량은, 엔진 (10), 제 1 MG (20), 제 2 MG (30) 의 동력 전달 경로를 전환하도록 구성된 동력 전달부 (2) 를 구비한다. 제어 장치 (100) 는, 엔진 (10) 을 정지시킨 상태에서 제 1 MG (20), 제 2 MG (30) 중 적어도 1 개를 사용하여 회생 제동을 실행 중에, 배터리 (60) 에 관한 상태를 나타내는 상태량이 판정 임계값에 이른 경우에는, 동력 전달부 (2) 의 상태를 현재의 상태로부터 엔진 (10) 을 연료 컷하여 외력을 사용하여 회전시킴으로써 손실을 발생시키는 엔진 브레이크 동작이 가능한 상태에 가까워지게 하는 스탠바이 동작을 실행하도록 구성된다.

Description

하이브리드 차량{HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량에 관한 것으로, 특히, 제 1 및 제 2 회전 전기와 내연 기관을 포함하는 하이브리드 차량에 관한 것이다.
하이브리드 차량에는, 엔진과 2 개의 회전 전기와 동력 분할 기구에 더하여, 엔진과 동력 분할 기구 사이에 변속 기구를 추가로 구비하는 구성을 갖는 것이 알려져 있다.
국제 공개 제2013/114594호에 개시된 차량은, 시리즈 패러렐 하이브리드 방식을 채용하고 있다. 시리즈 패러렐 하이브리드 방식의 차량에서는, 엔진의 동력이 제 1 모터 제너레이터 (제 1 MG) 에 전달되어 발전에 사용되는 한편, 엔진의 동력의 일부는 동력 분할 기구를 통해서 구동륜에도 전달된다.
하이브리드 차량에는, 엔진의 동력으로 발전을 실시하고, 발전된 전력으로 모터를 구동시키는 시리즈 주행을 실시하는 구성 (시리즈 하이브리드 방식) 도 알려져 있다. 이 시리즈 하이브리드 방식에서는, 엔진의 동력은 구동륜에는 전달되지 않는다.
상기 문헌에 개시된 차량은, 엔진의 동력이 제 1 모터 제너레이터 (제 1 MG) 에 전달될 때에 동력 분할 기구를 통해서 구동륜에도 전달되어 버리므로, 시리즈 주행을 실시할 수 없는 구성으로 되어 있다.
시리즈 패러렐 하이브리드 방식에서는, 저 (低) 차속시 등에 있어서는, 엔진의 토크 변동에 의해, 엔진과 구동륜 사이의 구동 장치에 형성된 기어 기구에 있어서 래틀링 노이즈가 발생할 우려가 있으며, 이 래틀링 노이즈를 발생시키지 않도록 엔진의 동작점을 선택할 필요가 있고, 연비상은 최적이지 않은 동작점에서 동작시키는 경우도 있어, 연비를 향상시킬 여지가 남아 있었다.
한편, 시리즈 방식에서는, 엔진과 구동 장치에 형성된 기어 기구는 완전히 분리되어 있으므로 이와 같은 래틀링 노이즈를 그다지 고려하지 않아도 된다. 그러나, 엔진의 토크를 일단 모두 전력으로 변환한 후에 모터에 의해 다시 구동륜의 토크로 되돌리므로, 엔진의 운전 효율이 좋은 속도역에서는 시리즈 패러렐 하이브리드 방식보다 연비가 떨어진다.
이와 같이, 시리즈 하이브리드 방식보다 시리즈 패러렐 하이브리드 방식쪽이 우수한 점도 있으므로, 차량의 상황에 따라 시리즈 주행과 시리즈 패러렐 주행을 선택할 수 있도록 구성할 수 있으면 바람직하다.
이와 같은 시리즈 주행과 시리즈 패러렐 주행의 양방이 가능한 하이브리드 차량을 실현하는 경우, 예를 들어, 엔진과 제 1 모터 제너레이터를 직결시키는 클러치를 포함하는 구성으로 하는 것을 생각할 수 있다. 엔진과 제 1 모터 제너레이터를 직결시킨 시리즈 주행 상태에서는, 제동시에 제 2 모터 제너레이터에서 발생한 회생 브레이크에 의한 전력을, 자력으로 회전하지 않는 엔진을 제 1 모터 제너레이터에서 계속 크랭킹함으로써 소비할 수 있다. 이와 같은 상태도 엔진 브레이크를 사용하고 있는 상태의 일 양태라고 생각할 수 있다. 즉, 엔진을 공전시킴으로써, 긴 내리막길 등에 마찰 브레이크를 사용하지 않아도 된다.
특히, 축전 장치로의 충전에 제한이 가해져, 회생 브레이크의 사용이 제한되는 경우, 엔진 브레이크를 사용하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 드라이버로부터 감속 요구가 있은 후에 엔진과 제 1 모터 제너레이터를 접속하는 클러치를 걸어맞추게 하면, 엔진 브레이크의 작동 개시가 늦어진다. 특히, 저온하에서는, 클러치의 응답성이 악화되므로 엔진 브레이크의 작동 개시를 앞당길 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 축전 장치로의 충전에 제한이 가해지는 경우에 신속하게 엔진 브레이크를 작동시키는 것이 가능한 하이브리드 차량을 제공하는 것이다.
본 발명은, 요약하면, 하이브리드 차량으로서, 축전 장치와, 내연 기관과, 제 1 회전 전기와, 제 2 회전 전기와, 내연 기관, 제 1 회전 전기 및 제 2 회전 전기의 3 개의 회전축 사이의 동력 전달 경로를 전환 가능하게 구성된 동력 전달부와, 내연 기관, 제 1 회전 전기, 제 2 회전 전기 및 동력 전달부를 제어하는 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 내연 기관을 정지시킨 상태에서 제 1 회전 전기, 제 2 회전 전기 중 적어도 하나를 사용하여 회생 제동을 실행 중에, 축전 장치에 관한 상태를 나타내는 상태량이 소정량을 초과한 경우에는, 동력 전달부의 상태를 현재의 상태로부터, 제 2 회전 전기에 의해 차륜의 회전력에 의해 회생 전력을 발생시키고, 또한 연료 컷한 내연 기관을 제 1 회전 전기를 사용하여 회전시킴으로써 회생 전력을 소비하는 동작이 가능한 상태에 가까워지게 하는 스탠바이 동작을 실행한다. 소정량은, 축전 장치로의 충전을 제한하는 상태에 상태량이 가까워진 것을 판정하기 위해서 미리 정해진 값이다.
상기와 같이 축전 장치로의 충전을 제한해야 하는 상태가 되기 전에, 스탠바이 동작을 실행하여 엔진 브레이크 동작의 준비를 실시하므로, 축전 장치로의 충전을 제한해야 하는 상태에 상태량이 도달했을 때에 양호한 응답성으로 엔진 브레이크 동작을 실시하게 할 수 있다. 또, 이와 같이 제어하면, 제 2 회전 전기에 의해 제동력을 계속 발생시킬 수 있음과 함께, 축전 장치로의 충전을 제한하는 것이 가능해진다.
바람직하게는, 동력 전달부는, 변속부와, 차동부와, 클러치를 포함한다. 변속부는, 내연 기관으로부터의 동력이 입력되는 입력 요소와, 입력 요소에 입력된 동력을 출력하는 출력 요소를 갖고, 입력 요소와 출력 요소 사이에서 동력을 전달하는 비뉴트럴 상태와, 입력 요소와 출력 요소 사이에서 동력을 전달하지 않는 뉴트럴 상태를 전환 가능하게 구성된다. 차동부는, 제 1 회전 전기에 접속되는 제 1 회전 요소와, 제 2 회전 전기 및 차륜에 접속되는 제 2 회전 요소와, 출력 요소에 접속되는 제 3 회전 요소를 갖고, 제 1 ∼ 제 3 회전 요소 중 어느 2 개의 회전 속도가 정해지면 나머지 1 개의 회전 속도가 정해지도록 구성된다. 클러치는, 내연 기관으로부터 제 1 회전 전기로의 동력을 전달하는 걸어맞춤 상태와, 내연 기관으로부터 제 1 회전 전기로의 동력의 전달을 차단하는 해방 상태를 전환 가능하다. 제어 장치는, 스탠바이 동작으로서, 클러치를 해방 상태로부터 걸어맞춤 상태에 가까워지게 한다.
하이브리드 차량의 구성으로서 상기의 구성을 채용한 경우에는, 클러치를 걸어맞추면 내연 기관과 제 1 회전 전기가 접속된다. 이 때문에 내연 기관을 제 1 회전 전기가 출력하는 토크에 의해 회전시킬 수 있다. 그 때에 제 1 회전 전기에 의해 전력을 소비함으로써, 상기 축전 장치로의 충전이 제한된다.
바람직하게는, 상태량은 축전 장치에 대한 충전 전력이다. 충전 전력이 충전 전력의 제한값에 도달하기 전에 스탠바이 동작을 실행하면, 충전 전력이 축전 장치의 충전을 제한해야 하는 상태가 되었을 경우에, 양호한 응답성으로 엔진 브레이크 동작을 실시할 수 있다.
바람직하게는, 상태량은 축전 장치의 충전 상태 (축전량, 잔존 용량) 이다. 축전 장치의 충전 상태가 충전 상태의 관리 상한값에 도달하기 전에 스탠바이 동작을 실행하면, 축전 장치의 충전을 제한해야 하는 상태가 되었을 경우에, 양호한 응답성으로 엔진 브레이크 동작을 실시할 수 있다.
보다 바람직하게는, 제어 장치는, 사용자가 엔진 브레이크를 작동시킬 것을 요구하고 있는 경우 (예를 들어, 시프트 레인지가 B 레인지 또는 L 레인지인 경우 등) 에는, 시프트 레인지가 D 레인지인 경우보다, 조기에 클러치를 걸어맞춤 상태에 가까워지게 한다. D 레인지는 통상적으로 사용되는 주행 레인지를 나타내고, B 레인지는 강한 엔진 브레이크가 필요한 경우에 사용되는 주행 레인지 (브레이크 레인지) 를 나타내고, L 레인지는 D 레인지보다 고속측이 제한된 주행 레인지를 나타낸다. 시프트 레인지가 B 레인지 또는 L 레인지인 경우에는, 사용자가 엔진 브레이크를 조기에 작동시키는 것을 희망하고 있는 것으로 생각된다. 그래서, 상기와 같이 제어함으로써, 시프트 레인지가 B 레인지 또는 L 레인지인 경우에는, 시프트 레인지가 D 레인지인 경우보다 양호한 응답성으로 엔진 브레이크 동작을 실시할 수 있다.
보다 바람직하게는, 스탠바이 동작은, 클러치를 걸어맞추게 하는 일련의 동작에 있어서, 상태량이 판정 임계값에 이르고 나서 클러치의 입력과 출력의 차회전 (差回轉) 을 제로로 조정하는 동기 동작까지여도 되고, 스탠바이 동작은, 또한 클러치의 스트로크를 줄이는 동작을 포함해도 되고, 스탠바이 동작은, 또한 진행되어 클러치를 반걸어맞춤 상태로 하는 동작까지 포함해도 된다.
보다 바람직하게는, 동력 전달부는, 제 1 EV 주행 모드와, 제 2 EV 주행 모드를 전환하여 차량을 주행시키는 것이 가능하게 구성된다. 제 1 EV 주행 모드는, 내연 기관을 정지시킨 상태에서 제 2 회전 전기가 출력하는 토크만을 사용하여 차량을 주행시키는 모드이다. 제 2 EV 주행 모드는, 내연 기관을 정지시킨 상태에서 제 1 회전 전기가 출력하는 토크와 제 2 회전 전기가 출력하는 토크를 사용하여 차량을 주행시키는 모드이다. 제어 장치는, 제 2 EV 주행 모드로 차량이 주행하고 있는 경우에는, 스탠바이 동작으로서, 차량의 주행 모드를 제 2 EV 주행 모드로부터 제 1 EV 주행 모드로 전환하도록 동력 전달부를 제어한다.
이와 같이, 복수의 EV 주행 모드를 갖는 경우에, 축전 장치의 충전을 제한해야 하는 상태에 가까워졌을 때에는, 스탠바이 동작으로서, 엔진 브레이크 동작으로 이행하기 쉬운 EV 주행 모드로 주행 모드를 변경한다. 이로써, 축전 장치의 충전을 제한해야 하는 상태가 되었을 경우에, 양호한 응답성으로 엔진 브레이크 동작을 실시할 수 있다.
보다 바람직하게는, 동력 전달부는, 시리즈 모드와 시리즈 패러렐 모드로 하이브리드 차량의 주행 모드를 전환하는 것이 가능하게 구성된다. 시리즈 모드는, 내연 기관 및 제 1 회전 전기를 제 2 회전 전기와 분리한 상태에서, 내연 기관의 구동 토크에 의해 제 1 회전 전기에 발전시키면서, 또한 제 2 회전 전기의 구동 토크에 의해 차륜을 회전시키는 모드이다. 시리즈 패러렐 모드는, 내연 기관과 제 1 회전 전기와 제 2 회전 전기 사이에서 동력이 전달되는 상태에서, 내연 기관의 구동 토크와 제 1 회전 전기의 구동 토크와 제 2 회전 전기의 구동 토크에 의해 차륜을 회전시키는 모드이다.
본 발명에 의하면, 엔진 브레이크가 필요한 경우에 엔진 브레이크의 작동의 응답성이 향상된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부된 도면과 관련하여 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 있어서의 구동 장치를 구비하는 하이브리드 차량의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는, 도 1 에 있어서의 차량의 각 구성 요소의 동력 전달 경로를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 3 은, 도 1 에 있어서의 차량의 제어 장치 (100) 의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4 는, 각 주행 모드와, 각 주행 모드에 있어서의 변속부 (40) 의 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 의 제어 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 는, EV 단모터 주행 모드 (MG1 이 엔진과 비동기시) 에 있어서의 동작 상태를 나타내는 공선도 (共線圖) 이다.
도 6 은, EV 단모터 주행 모드 (MG1 이 엔진과 동기시) 에 있어서의 동작 상태를 나타내는 공선도이다.
도 7 은, EV 양모터 주행 모드 중의 공선도이다.
도 8 은, HV 주행 (시리즈 패러렐) 모드 중의 공선도이다.
도 9 는, HV 주행 (시리즈) 모드 중의 공선도이다.
도 10 은, 도 4 의 E4, E5 란의 동작을 설명하기 위한 공선도이다.
도 11 은, 도 4 의 H7, H9 란의 동작을 설명하기 위한 공선도이다.
도 12 는, 하이브리드 차량이 주로 연료를 에너지원으로 하여 주행하는 경우의 주행 모드를 결정하는 모드 판정맵이다.
도 13 은, 하이브리드 차량이 주로 배터리에 충전된 전력을 에너지원으로 하여 주행하는 경우의 주행 모드를 결정하는 모드 판정맵이다.
도 14 는, 플러그인 하이브리드 자동차가 CD 모드로 회생 제동을 수반하는 주행 중에 SOC 가 상승하여, 엔진 브레이크를 작동시키는 모습을 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 15 는, 도 14 의 시각 (t1) 에 있어서의 각 회전 요소의 상태를 나타낸 공선도이다.
도 16 은, 도 14 의 시각 (t2) 에 있어서의 각 회전 요소의 상태를 나타낸 공선도이다.
도 17 은, 도 14 의 시각 (t5) 에 있어서의 각 회전 요소의 상태를 나타낸 공선도이다.
도 18 은, 도 14 의 시각 (t6) 에 있어서의 각 회전 요소의 상태를 나타낸 공선도이다.
도 19 는, 실시형태 1 에서 실행되는 엔진 브레이크 스탠바이 제어를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 20 은, 판정 임계값 (SOCt) 을 배터리 온도에 기초하여 정한 일례를 나타내는 도면이다.
도 21 은, 판정 임계값 (SOCt) 을 시프트 레인지에 기초하여 정한 일례를 나타내는 도면이다.
도 22 는, 실시형태 2 의 하이브리드 차량 (601) 의 구성을 나타낸 도면이다.
도 23 은, 도 22 에 있어서의 차량의 각 구성 요소의 동력 전달 경로를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 24 는, 하이브리드 차량 (601) 의 주행 모드와 걸어맞춤 요소의 상태의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 25 는, 각 주행 모드의 차동부의 회전 상태와 걸어맞춤 요소의 걸어맞춤 상태를 나타낸 도면이다.
도 26 은, 실시형태 2 에서 실행되는 엔진 브레이크 스탠바이 제어를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 27 은, 하이브리드 차량 (601) 에 있어서의 엔진 브레이크 작동시의 차동부의 회전 요소의 상태와 걸어맞춤 요소의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 실시형태에서는 동일하거나 또는 상당하는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
[실시형태 1]
실시형태 1 에서는, 먼저 도 1 ∼ 도 13 을 사용하여 하이브리드 차량 (1) 의 기본 구성 및 기본 동작에 대해 설명하고, 그 후 도 14 ∼ 도 21 을 사용하여 엔진 브레이크 작동시의 제어 및 동작에 대해 설명한다.
[하이브리드 차량의 전체 구성]
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 있어서의 구동 장치를 구비하는 하이브리드 차량의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 1 을 참조하면, 하이브리드 차량 (1) 은, 엔진 (10) 과, 구동 장치 (2) 와, 구동륜 (90) 과, 제어 장치 (100) 를 포함한다. 구동 장치 (2) 는, 제 1 모터 제너레이터 (이하, 「제 1 MG」 라고 한다) (20) 와, 제 2 모터 제너레이터 (이하, 「제 2 MG」 라고 한다) (30) 와, 동력 전달부 (3) 와, 디퍼렌셜 기어 (80) 와, 유압 회로 (500) 와, 배터리 (60) 를 포함한다. 동력 전달부 (3) 는, 변속부 (40) 와, 차동부 (50) 와, 클러치 (CS) 와, 입력축 (21) 과, 출력축 (카운터축) (70) 을 포함한다.
하이브리드 차량 (1) 은, 엔진 (10), 제 1 MG (20) 및 제 2 MG (30) 중 적어도 어느 동력을 사용하여 주행하는 FF (프론트 엔진·프론트 드라이브) 방식의 하이브리드 차량이다.
하이브리드 차량 (1) 은, 배터리 (60) 를 외부 전원 (550) 에 의해 충전 가능한 플러그인 하이브리드 차량이다. 사용자는, 차량에 형성된 인렛 (61) 에 외부 전원 (550) 에 접속된 충전 커넥터 (560) 를 접속함으로써, 배터리 (60) 를 충전할 수 있다. 플러그인 하이브리드 자동차는, 주로 배터리 (60) 에 충전한 전력을 소비하여 주행하는 CD (Charge Depletion) 모드와, 주로 연료를 소비하여 엔진 (10) 의 동력으로 구동력 또는 발전을 실시하여, 배터리 (60) 의 충전 상태를 일정 범위 내로 유지하는 CS (Charge Sustain) 모드로 주행할 수 있다. 일반적으로, 플러그인 하이브리드차는, 외부 전원 (550) 으로부터 충분히 충전된 경우에는, 배터리 (60) 의 SOC 가 소정값까지 저하될 때까지는 CD 모드로 주행하고, 배터리 (60) 의 SOC 가 소정값까지 저하된 후에는 CS 모드로 주행한다.
엔진 (10) 은, 예를 들어, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 등의 내연 기관이다.
제 1 MG (20) 및 제 2 MG (30) 는, 예를 들어, 영구 자석이 매설된 로터를 갖는 영구 자석형 동기 전동기이다. 구동 장치 (2) 는, 제 1 MG (20) 가 엔진 (10) 의 크랭크축 (출력축) 과 동축의 제 1 축 (12) 상에 형성되고, 제 2 MG (30) 가 제 1 축 (12) 과는 상이한 제 2 축 (14) 상에 형성되는 복축식 (複軸式) 의 구동 장치이다. 제 1 축 (12) 및 제 2 축 (14) 은 서로 평행하다.
제 1 축 (12) 상에는, 변속부 (40), 차동부 (50) 및 클러치 (CS) 가 추가로 형성되어 있다. 변속부 (40), 차동부 (50), 제 1 MG (20) 및 클러치 (CS) 는, 예시한 순서로 엔진 (10) 에 가까운 쪽에서부터 늘어서 있다.
제 1 MG (20) 는, 엔진 (10) 으로부터의 동력이 입력 가능하게 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 엔진 (10) 의 크랭크축에는, 구동 장치 (2) 의 입력축 (21) 이 접속되어 있다. 입력축 (21) 은, 제 1 축 (12) 을 따라, 엔진 (10) 으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있다. 입력축 (21) 은, 엔진 (10) 으로부터 연장된 선단에서 클러치 (CS) 에 접속되어 있다. 제 1 MG (20) 의 회전축 (22) 은, 제 1 축 (12) 을 따라 통상으로 연장된다. 입력축 (21) 은, 클러치 (CS) 에 접속되기 전에 회전축 (22) 의 내부를 통과하고 있다. 입력축 (21) 은, 클러치 (CS) 를 통해서 제 1 MG (20) 의 회전축 (22) 에 접속되어 있다.
클러치 (CS) 는, 엔진 (10) 으로부터 제 1 MG (20) 로의 동력 전달 경로 상에 형성되어 있다. 클러치 (CS) 는, 입력축 (21) 과 제 1 MG (20) 의 회전축 (22) 을 연결 가능한 유압식의 마찰 걸어맞춤 요소이다. 클러치 (CS) 가 걸어맞춤 상태가 되면, 입력축 (21) 및 회전축 (22) 이 연결되고, 엔진 (10) 으로부터 제 1 MG (20) 로의 동력의 전달이 허용된다. 클러치 (CS) 가 해방 상태가 되면, 입력축 (21) 및 회전축 (22) 의 연결이 해제되고, 엔진 (10) 으로부터 클러치 (CS) 를 통해서 전달되는 제 1 MG (20) 로의 동력의 전달이 차단된다.
변속부 (40) 는, 엔진 (10) 으로부터의 동력을 변속하여 차동부 (50) 에 출력한다. 변속부 (40) 는, 선 기어 (S1), 피니언 기어 (P1), 링 기어 (R1) 및 캐리어 (CA1) 를 포함하는 싱글 피니언식의 유성 기어 기구와, 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 를 갖는다.
선 기어 (S1) 는, 그 회전 중심이 제 1 축 (12) 이 되도록 형성되어 있다. 링 기어 (R1) 는, 선 기어 (S1) 와 동축 상이고, 또한 선 기어 (S1) 의 직경 방향 외측에 형성되어 있다. 피니언 기어 (P1) 는, 선 기어 (S1) 및 링 기어 (R1) 사이에 배치되고, 선 기어 (S1) 및 링 기어 (R1) 에 맞물려 있다. 피니언 기어 (P1) 는, 캐리어 (CA1) 에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어 (CA1) 는, 입력축 (21) 에 접속되고, 입력축 (21) 과 일체로 회전한다. 피니언 기어 (P1) 는, 제 1 축 (12) 을 중심으로 회전 (공전) 가능하고, 또한 피니언 기어 (P1) 의 중심축 둘레로 회전 (자전) 가능하게 형성되어 있다.
선 기어 (S1) 의 회전 속도, 캐리어 (CA1) 의 회전 속도 (즉, 엔진 (10) 의 회전 속도) 및 링 기어 (R1) 의 회전 속도는, 후술하는 도 5 ∼ 도 11 에 나타내는 바와 같이, 공선도 상에서 직선으로 연결되는 관계 (즉, 어느 2 개의 회전 속도가 정해지면 나머지 회전 속도도 정해지는 관계) 가 된다.
본 실시형태에 있어서는, 캐리어 (CA1) 가 엔진 (10) 으로부터의 동력이 입력되는 입력 요소로서 형성되고, 링 기어 (R1) 가 캐리어 (CA1) 에 입력된 동력을 출력하는 출력 요소로서 형성되어 있다. 선 기어 (S1), 피니언 기어 (P1), 링 기어 (R1) 및 캐리어 (CA1) 를 포함하는 유성 기어 기구에 의해, 캐리어 (CA1) 에 입력된 동력은 변속되어 링 기어 (R1) 로부터 출력된다.
클러치 (C1) 는, 선 기어 (S1) 와 캐리어 (CA1) 를 연결 가능한 유압식의 마찰 걸어맞춤 요소이다. 클러치 (C1) 가 걸어맞춤 상태가 되면, 선 기어 (S1) 및 캐리어 (CA1) 가 연결되어 일체 회전한다. 클러치 (C1) 가 해방 상태가 되면, 선 기어 (S1) 및 캐리어 (CA1) 의 일체 회전이 해제된다.
브레이크 (B1) 는, 선 기어 (S1) 의 회전을 규제 (로크) 가능한 유압식의 마찰 걸어맞춤 요소이다. 브레이크 (B1) 가 걸어맞춤 상태가 되면, 선 기어 (S1) 가 구동 장치의 케이스체에 고정되고, 선 기어 (S1) 의 회전이 규제된다. 브레이크 (B1) 가 해방 (비걸어맞춤) 상태가 되면, 선 기어 (S1) 가 구동 장치의 케이스체로부터 분리되고, 선 기어 (S1) 의 회전이 허용된다.
변속부 (40) 의 변속비 (입력 요소인 캐리어 (CA1) 의 회전 속도와, 출력 요소인 링 기어 (R1) 의 회전 속도의 비, 구체적으로는, 캐리어 (CA1) 의 회전 속도/링 기어 (R1) 의 회전 속도) 는, 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 의 걸어맞춤 및 해방의 조합에 따라 전환된다. 클러치 (C1) 가 걸어맞춰지고, 또한 브레이크 (B1) 가 해방되면, 변속비가 1.0 (직결 상태) 이 되는 로 기어단 (Lo) 이 형성된다. 클러치 (C1) 가 해방되고, 또한 브레이크 (B1) 가 걸어맞춰지면, 변속비가 1.0 보다 작은 값 (예를 들어 0.7, 이른바 오버드라이브 상태) 이 되는 하이 기어단 (Hi) 이 형성된다. 또한, 클러치 (C1) 가 걸어맞춰지고, 또한 브레이크 (B1) 가 걸어맞춰지면, 선 기어 (S1) 및 캐리어 (CA1) 의 회전이 규제되기 때문에, 링 기어 (R1) 의 회전도 규제된다.
변속부 (40) 는, 동력을 전달하는 비뉴트럴 상태와, 동력을 전달하지 않는 뉴트럴 상태를 전환 가능하게 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 상기의 직결 상태 및 오버드라이브 상태가 비뉴트럴 상태에 대응한다. 한편, 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 가 함께 해방되면, 캐리어 (CA1) 가 제 1 축 (12) 을 중심으로 공전하는 것이 가능한 상태가 된다. 이로써, 엔진 (10) 으로부터 캐리어 (CA1) 로 전달된 동력이, 캐리어 (CA1) 로부터 링 기어 (R1) 로 전달되지 않는 뉴트럴 상태가 얻어진다.
차동부 (50) 는, 선 기어 (S2), 피니언 기어 (P2), 링 기어 (R2) 및 캐리어 (CA2) 를 포함하는 싱글 피니언식의 유성 기어 기구와, 카운터 드라이브 기어 (51) 를 갖는다.
선 기어 (S2) 는, 그 회전 중심이 제 1 축 (12) 이 되도록 형성되어 있다. 링 기어 (R2) 는, 선 기어 (S2) 와 동축 상이고, 또한 선 기어 (S2) 의 직경 방향 외측에 형성되어 있다. 피니언 기어 (P2) 는, 선 기어 (S2) 및 링 기어 (R2) 사이에 배치되고, 선 기어 (S2) 및 링 기어 (R2) 에 맞물려 있다. 피니언 기어 (P2) 는, 캐리어 (CA2) 에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 캐리어 (CA2) 는, 변속부 (40) 의 링 기어 (R1) 에 접속되고, 링 기어 (R1) 와 일체로 회전한다. 피니언 기어 (P2) 는, 제 1 축 (12) 을 중심으로 회전 (공전) 가능하고, 또한 피니언 기어 (P2) 의 중심축 둘레로 회전 (자전) 가능하게 형성되어 있다.
선 기어 (S2) 에는, 제 1 MG (20) 의 회전축 (22) 이 접속되어 있다. 제 1 MG (20) 의 회전축 (22) 은, 선 기어 (S2) 와 일체로 회전한다. 링 기어 (R2) 에는, 카운터 드라이브 기어 (51) 가 접속되어 있다. 카운터 드라이브 기어 (51) 는, 링 기어 (R2) 와 일체로 회전하는 차동부 (50) 의 출력 기어이다.
선 기어 (S2) 의 회전 속도 (즉, 제 1 MG (20) 의 회전 속도), 캐리어 (CA2) 의 회전 속도 및 링 기어 (R2) 의 회전 속도는, 후술하는 도 5 ∼ 도 11 에 나타내는 바와 같이, 공선도 상에서 직선으로 연결되는 관계 (즉, 어느 2 개의 회전 속도가 정해지면 나머지 회전 속도도 정해지는 관계) 가 된다. 따라서, 캐리어 (CA2) 의 회전 속도가 소정값인 경우에, 제 1 MG (20) 의 회전 속도를 조정함으로써, 링 기어 (R2) 의 회전 속도를 무단계로 전환할 수 있다.
출력축 (카운터축) (70) 은, 제 1 축 (12) 및 제 2 축 (14) 에 평행하게 연장되어 있다. 출력축 (카운터축) (70) 은, 제 1 MG (20) 의 회전축 (22) 및 제 2 MG (30) 의 회전축 (31) 과 평행하게 배치되어 있다. 출력축 (카운터축) (70) 에는, 드리븐 기어 (71) 및 드라이브 기어 (72) 가 형성되어 있다. 드리븐 기어 (71) 는, 차동부 (50) 의 카운터 드라이브 기어 (51) 와 맞물려 있다. 즉, 엔진 (10) 및 제 1 MG (20) 의 동력은, 차동부 (50) 의 카운터 드라이브 기어 (51) 를 통해서 출력축 (카운터축) (70) 에 전달된다.
또한, 변속부 (40) 및 차동부 (50) 는, 엔진 (10) 으로부터 출력축 (카운터축) (70) 까지의 동력 전달 경로 상에 있어서 직렬로 접속되어 있다. 이 때문에, 엔진 (10) 으로부터의 동력은, 변속부 (40) 및 차동부 (50) 에 있어서 변속된 후에, 출력축 (카운터축) (70) 에 전달된다.
드리븐 기어 (71) 는, 제 2 MG (30) 의 회전축 (31) 에 접속된 리덕션 기어 (32) 와 맞물려 있다. 즉, 제 2 MG (30) 의 동력은, 리덕션 기어 (32) 를 통해서 출력축 (카운터축) (70) 에 전달된다.
드라이브 기어 (72) 는, 디퍼렌셜 기어 (80) 의 디퍼런셜 링 기어 (81) 와 맞물려 있다. 디퍼렌셜 기어 (80) 는, 좌우의 구동축 (82) 을 통해서 각각 좌우의 구동륜 (90) 과 접속되어 있다. 즉, 출력축 (카운터축) (70) 의 회전은, 디퍼렌셜 기어 (80) 를 통해서 좌우의 구동축 (82) 에 전달된다.
클러치 (CS) 를 형성한 상기와 같은 구성으로 함으로써, 하이브리드 차량 (1) 은, 시리즈 패러렐 모드로 동작시킬 수 있고, 또한 시리즈 모드로 동작시킬 수도 있다. 이 점에 대해, 각각의 모드에서 엔진으로부터의 동력의 전달이 어떻게 실시되는지에 대해, 도 2 의 모식도를 사용하여 설명한다.
도 2 는, 도 1 에 있어서의 차량의 각 구성 요소의 동력 전달 경로를 간략하게 나타낸 블록도이다. 도 2 를 참조하면, 하이브리드 차량 (1) 은, 엔진 (10) 과, 제 1 MG (20) 와, 제 2 MG (30) 와, 변속부 (40) 와, 차동부 (50) 와, 배터리 (60) 와, 클러치 (CS) 를 구비한다.
제 2 MG (30) 는, 구동륜 (90) 에 동력을 출력 가능하게 형성된다. 변속부 (40) 는, 엔진 (10) 으로부터의 동력이 입력되는 입력 요소와, 입력 요소에 입력된 동력을 출력하는 출력 요소를 갖는다. 변속부 (40) 는, 그 입력 요소와 출력 요소 사이에서 동력을 전달하는 비뉴트럴 상태와, 입력 요소와 출력 요소 사이에서 동력을 전달하지 않는 뉴트럴 상태를 전환 가능하게 구성된다.
배터리 (60) 는, 제 1 MG (20) 및 제 2 MG (30) 에 역행시에 전력을 공급함과 함께, 제 1 MG (20) 및 제 2 MG (30) 에서 회생시에 발전된 전력을 축적한다.
차동부 (50) 는, 제 1 MG (20) 에 접속되는 제 1 회전 요소와, 제 2 MG (30) 및 구동륜 (90) 에 접속되는 제 2 회전 요소와, 변속부 (40) 의 출력 요소에 접속되는 제 3 회전 요소를 갖는다. 차동부 (50) 는, 예를 들어 유성 기어 기구 등과 같이, 제 1 ∼ 제 3 회전 요소 중 어느 2 개의 회전 속도가 정해지면 나머지 1 개의 회전 속도가 정해지도록 구성된다.
하이브리드 차량 (1) 은, 동력을 전달하는 2 개의 경로 (K1, K2) 중 적어도 어느 경로에 의해 엔진 (10) 으로부터 제 1 MG (20) 로 동력을 전달 가능하게 구성된다. 경로 (K1) 는, 엔진 (10) 으로부터 변속부 (40) 및 차동부 (50) 를 경유하여 제 1 MG (20) 로 동력을 전달하는 경로이다. 경로 (K2) 는, 경로 (K1) 와는 다른 경로로 엔진 (10) 으로부터 제 1 MG (20) 로 동력을 전달하는 경로이다. 클러치 (CS) 는 경로 (K2) 에 형성되고, 엔진 (10) 으로부터 제 1 MG (20) 로의 동력을 전달하는 걸어맞춤 상태와, 엔진 (10) 으로부터 제 1 MG (20) 로의 동력의 전달을 차단하는 해방 상태를 전환 가능하다.
엔진을 운전시킨 HV 주행 모드에 있어서, 클러치 (C1) 또는 브레이크 (B1) 중 어느 일방을 걸어맞춤 상태로 하고, 타방을 해방 상태로 하여, 변속부 (40) 를 비뉴트럴 상태로 제어하면, 경로 (K1) 에 의해 동력이 엔진 (10) 으로부터 제 1 MG (20) 로 전달된다. 이 때 동시에, CS 클러치를 해방 상태로 하여, 경로 (K2) 를 차단하면, 차량이 시리즈 패러렐 모드로 동작 가능해진다.
한편, 엔진을 운전시킨 HV 주행 모드에 있어서, CS 클러치에 의해 엔진 (10) 과 제 1 MG (20) 를 직결하여 경로 (K2) 에 의해 동력 전달을 실시하고, 클러치 (C1) 와 브레이크 (B1) 를 함께 해방 상태로 하여 변속부 (40) 를 뉴트럴 상태로 제어하여 경로 (K1) 를 차단하면, 차량이 시리즈 모드로 동작 가능해진다. 이 때, 차동부 (50) 는, 변속부 (40) 에 접속된 회전 요소가 자유롭게 회전 가능 (프리) 해지므로, 다른 2 개의 회전 요소도 서로 영향을 미치지 않고 회전 가능해진다. 따라서, 엔진 (10) 의 회전에 의해 제 1 MG (20) 를 회전시켜 발전을 실시하는 동작과, 발전된 전력 또는 배터리 (60) 에 충전된 전력을 사용하여 제 2 MG (30) 를 구동시켜 구동륜을 회전시키는 동작을 독립적으로 실시할 수 있다.
또한, 변속부 (40) 는, 반드시 변속비를 변경 가능한 것이 아니어도 되고, 경로 (K1) 의 엔진 (10) 과 차동부 (50) 의 동력 전달을 차단 가능한 구성이면, 단순한 클러치와 같은 것이어도 된다.
도 3 은 도 1 에 있어서의 차량의 제어 장치 (100) 의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 3 을 참조하면, 제어 장치 (100) 는, HVECU (Electric Control Unit) (150) 와, MGECU (160) 와, 엔진 ECU (170) 를 포함한다. HVECU (150), MGECU (160), 엔진 ECU (170) 의 각각은, 컴퓨터를 포함하여 구성되는 전자 제어 유닛이다. 또한, ECU 의 수는 3 개에 한정되는 것은 아니며, 전체적으로 하나의 ECU 에 통합되어도 되고, 2 개 또는 4 개 이상의 수로 분할되어 있어도 된다.
MGECU (160) 는, 제 1 MG (20) 및 제 2 MG (30) 를 제어한다. MGECU (160) 는, 예를 들어, 제 1 MG (20) 에 대해 공급하는 전류값을 조절하여, 제 1 MG (20) 의 출력 토크를 제어하는 것, 및 제 2 MG (30) 에 대해 공급하는 전류값을 조절하여, 제 2 MG (30) 의 출력 토크를 제어한다.
엔진 ECU (170) 는, 엔진 (10) 을 제어한다. 엔진 ECU (170) 는, 예를 들어, 엔진 (10) 의 전자 스로틀 밸브의 개도의 제어, 점화 신호를 출력하는 것에 의한 엔진의 점화 제어, 엔진 (10) 에 대한 연료의 분사 제어 등을 실시한다. 엔진 ECU (170) 는, 전자 스로틀 밸브의 개도 제어, 분사 제어, 점화 제어 등에 의해 엔진 (10) 의 출력 토크를 제어한다.
HVECU (150) 는, 차량 전체를 통합 제어한다. HVECU (150) 에는, 차속 센서, 액셀 개도 센서, MG1 회전수 센서, MG2 회전수 센서, 출력축 회전수 센서, 배터리 온도 센서, MG1 온도 센서, MG2 온도 센서, ATF (Automatic Transmission Fluid) 온도 센서, 엔진 수온 센서 등이 접속되어 있다. 이들 센서에 의해, HVECU (150) 는, 차속, 액셀 개도, 제 1 MG (20) 의 회전수, 제 2 MG (30) 의 회전수, 동력 전달부의 출력축의 회전수, 배터리 상태 (SOC) 등을 취득한다.
HVECU (150) 는, 취득한 정보에 기초하여, 차량에 대한 요구 구동력이나 요구 파워, 요구 토크 등을 산출한다. HVECU (150) 는, 산출한 요구값에 기초하여, 제 1 MG (20) 의 출력 토크 (이하, 「MG1 토크」 라고도 기재한다), 제 2 MG (30) 의 출력 토크 (이하, 「MG2 토크」 라고도 기재한다) 및 엔진 (10) 의 출력 토크 (이하, 「엔진 토크」 라고도 기재한다) 를 결정한다. HVECU (150) 는, MG1 토크의 지령값 및 MG2 토크의 지령값을 MGECU (160) 에 대해 출력한다. 또, HVECU (150) 는, 엔진 토크의 지령값을 엔진 ECU (170) 에 대해 출력한다.
HVECU (150) 는, 후술하는 주행 모드 등에 기초하여, 클러치 (C1, CS) 및 브레이크 (B1) 를 제어한다. HVECU (150) 는, 클러치 (C1, CS) 에 대한 공급 유압의 지령값 및 브레이크 (B1) 에 대한 공급 유압의 지령값을 각각 도 1 의 유압 회로 (500) 에 출력한다.
이하에, 하이브리드 차량 (1) 의 제어 모드의 상세에 대하여, 작동 걸어맞춤표와 공선도를 사용하여 설명한다.
도 4 는, 각 주행 모드와, 각 주행 모드에 있어서의 변속부 (40) 의 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 의 제어 상태를 나타내는 도면이다.
제어 장치 (100) 는, 「모터 주행 모드 (이하 「EV 주행 모드」 라고 한다)」 혹은 「하이브리드 주행 모드 (이하 「HV 주행 모드」 라고 한다)」 로 하이브리드 차량 (1) 을 주행시킨다. EV 주행 모드란, 엔진 (10) 을 정지시키고, 제 1 MG (20) 혹은 제 2 MG (30) 중 적어도 일방의 동력으로 하이브리드 차량 (1) 을 주행시키는 제어 모드이다. HV 주행 모드란, 엔진 (10) 및 제 2 MG (30) 의 동력으로 하이브리드 차량 (1) 을 주행시키는 제어 모드이다. EV 주행 모드 및 HV 주행 모드의 각각에 있어서, 제어 모드는 더욱 세분화되어 있다.
도 4 에 있어서, 「C1」, 「B1」, 「CS」, 「MG1」, 「MG2」 는 각각 클러치 (C1), 브레이크 (B1), 클러치 (CS), 제 1 MG (20), 제 2 MG (30) 를 나타낸다. C1, B1, CS 의 각 란의 동그라미 (○) 표는 「걸어맞춤」 을 나타내고, × 표는 「해방」 을 나타내고, 삼각 (△) 표는 엔진 브레이크시에 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 중 어느 일방을 걸어맞추는 것을 나타낸다. 또, MG1 의 란 및 MG2 의 란의 「G」 는 주로 제너레이터로서 동작시키는 것을 나타내고, 「M」 은 주로 모터로서 동작시키는 것을 나타낸다.
EV 주행 모드 중에 있어서는, 제어 장치 (100) 는, 제 2 MG (30) 단독의 동력으로 하이브리드 차량 (1) 을 주행시키는 「단모터 주행 모드」 와, 제 1 MG (20) 및 제 2 MG (30) 의 양방의 동력으로 하이브리드 차량 (1) 을 주행시키는 「양모터 주행 모드」 를, 사용자의 요구 토크 등에 따라 선택적으로 전환한다.
구동 장치 (2) 의 부하가 저부하인 경우에는 단모터 주행 모드가 사용되고, 부하가 고부하가 되면 양모터 주행 모드로 이행된다.
도 4 의 E1 란에 나타내는 바와 같이, EV 단모터 주행 모드로 하이브리드 차량 (1) 을 구동 (전진 혹은 후진) 시키는 경우, 제어 장치 (100) 는, 클러치 (C1) 를 해방시키고 또한 브레이크 (B1) 를 해방시킴으로써, 변속부 (40) 를 뉴트럴 상태 (동력을 전달하지 않는 상태) 로 한다. 이 때, 제어 장치 (100) 는, 제 1 MG (20) 를 주로 선 기어 (S2) 를 제로에 고정시키는 고정 수단으로서 동작시키고, 제 2 MG (30) 를 주로 모터로서 동작시킨다 (후술하는 도 6 참조). 제 1 MG (20) 를 고정 수단으로서 동작시키기 위해서, 제 1 MG (20) 의 회전 속도가 제로가 되도록 회전 속도를 피드백하여 제 1 MG (20) 의 전류를 제어해도 되고, 토크가 제로여도 회전 속도를 제로로 유지할 수 있는 경우에는, 전류를 가하지 않고 코깅 토크를 이용해도 된다. 또한, 변속부 (40) 를 뉴트럴 상태로 하면 제동시에 엔진 (10) 이 회전되지 않기 때문에 그 만큼의 로스가 적어, 큰 회생 전력을 회수할 수 있다.
한편, 도 4 의 E3 란에 나타내는 바와 같이, EV 양모터 주행 모드로 하이브리드 차량 (1) 을 구동 (전진 혹은 후진) 시키는 경우, 제어 장치 (100) 는, 클러치 (C1) 를 걸어맞추고 또한 브레이크 (B1) 를 걸어맞춰 변속부 (40) 의 링 기어 (R1) 의 회전을 규제 (로크) 한다. 이로써, 변속부 (40) 의 링 기어 (R1) 에 연결된 차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 의 회전도 규제 (로크) 되기 때문에, 차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 가 정지 상태로 유지된다 (엔진 회전 속도 (Ne) = 0 이 된다). 그리고, 제어 장치 (100) 는, 제 1 MG (20) 및 제 2 MG (30) 를 주로 모터로서 동작시킨다 (후술하는 도 7 참조).
HV 주행 모드에 있어서는, 제어 장치 (100) 는, 제 1 MG (20) 를 주로 제너레이터로서 동작시키고, 제 2 MG (30) 를 주로 모터로서 동작시킨다.
HV 주행 모드 중에 있어서, 제어 장치 (100) 는, 시리즈 패러렐 모드, 시리즈 모드 중 어느 것으로 제어 모드를 설정한다.
시리즈 패러렐 모드에서는, 엔진 (10) 의 동력은, 일부는 구동륜 (90) 을 구동시키기 위해서 사용되고, 나머지는 제 1 MG (20) 에서 발전을 실시하는 동력으로서 사용된다. 제 2 MG (30) 는, 제 1 MG (20) 에서 발전된 전력을 사용하여 구동륜 (90) 을 구동시킨다. 시리즈 패러렐 모드에 있어서는, 제어 장치 (100) 는, 차속에 따라 변속부 (40) 의 변속비를 전환한다.
중저속역에서 하이브리드 차량 (1) 을 전진시키는 경우에는, 제어 장치 (100) 는, 도 4 의 H2 란에 나타내는 바와 같이, 클러치 (C1) 를 걸어맞추고 또한 브레이크 (B1) 를 해방시킴으로써, 로 기어단 (Lo) 을 형성한다 (후술하는 도 8 의 실선 참조). 한편, 고속역에서 하이브리드 차량 (1) 을 전진시키는 경우, 제어 장치 (100) 는, 도 4 의 H1 란에 나타내는 바와 같이, 클러치 (C1) 를 해방시키고 또한 브레이크 (B1) 를 걸어맞춤으로써, 하이 기어단 (Hi) 을 형성한다 (후술하는 도 8 의 파선 참조). 하이 기어단 형성시, 로 기어단 형성시 모두, 변속부 (40) 와 차동부 (50) 는 전체적으로 무단 변속기로서 동작한다.
하이브리드 차량 (1) 을 후진시키는 경우에는, 제어 장치 (100) 는, 도 4 의 H3 란에 나타내는 바와 같이, 클러치 (C1) 를 걸어맞추고 또한 브레이크 (B1) 를 해방시킨다. 그리고, 제어 장치 (100) 는, 배터리의 SOC 에 여유가 있는 경우에는, 제 2 MG (30) 를 단독으로 역회전시키는 한편, 배터리의 SOC 에 여유가 없는 경우에는 엔진 (10) 을 운전시켜 제 1 MG (20) 에서 발전을 실시함과 함께 제 2 MG (30) 를 역회전시킨다.
시리즈 모드에서는, 엔진 (10) 의 동력은, 모두 제 1 MG (20) 에서 발전을 실시하는 동력으로서 사용된다. 제 2 MG (30) 는, 제 1 MG (20) 에서 발전된 전력을 사용하여 구동륜 (90) 을 구동시킨다. 시리즈 모드에 있어서는, 하이브리드 차량 (1) 을 전진시키는 경우 혹은 하이브리드 차량 (1) 을 후진시키는 경우에는, 제어 장치 (100) 는, 도 4 의 H4 란 및 H5 란에 나타내는 바와 같이, 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 를 함께 해방시키고, 또한 클러치 (CS) 를 걸어맞추게 한다 (후술하는 도 9 참조).
HV 주행 모드에서는, 엔진 (10) 이 작동하고 있기 때문에, 메커니컬 오일 펌프도 작동하고 있다. 따라서, HV 주행 모드에서는, 주로 메커니컬 오일 펌프의 유압을 사용하여 클러치 (C1, CS) 혹은 브레이크 (B1) 가 걸어맞춰진다.
이하에, 공선도를 사용하여, 도 4 에 나타낸 각 동작 모드에 대해 각 회전 요소의 상태를 설명한다.
도 5 는, EV 단모터 주행 모드 (MG1 이 엔진과 비동기시) 에 있어서의 동작 상태를 나타내는 공선도이다. 도 6 은, EV 단모터 주행 모드 (MG1 이 엔진과 동기시) 에 있어서의 동작 상태를 나타내는 공선도이다. 도 7 은, EV 양모터 주행 모드 중의 공선도이다. 도 8 은, HV 주행 (시리즈 패러렐) 모드 중의 공선도이다. 도 9 는, HV 주행 (시리즈) 모드 중의 공선도이다.
도 5 ∼ 도 9 에 나타내는 「S1」, 「CA1」, 「R1」 은 각각 변속부 (40) 의 선 기어 (S1), 캐리어 (CA1), 링 기어 (R1) 를 나타내고, 「S2」, 「CA2」, 「R2」 는 각각 차동부 (50) 의 선 기어 (S2), 캐리어 (CA2), 링 기어 (R2) 를 나타낸다.
도 5, 도 6 을 사용하여, EV 단모터 주행 모드 (도 5 : E1) 중의 제어 상태에 대해 설명한다. EV 단모터 주행 모드에서는, 제어 장치 (100) 는, 변속부 (40) 의 클러치 (C1), 브레이크 (B1) 및 클러치 (CS) 를 해방시킴과 함께, 엔진 (10) 을 정지시키고, 제 2 MG (30) 를 주로 모터로서 동작시킨다. 그 때문에, EV 단모터 주행 모드에서는, 제 2 MG (30) 의 토크 (이하 「MG2 토크 (Tm2)」 라고 한다) 를 사용하여 하이브리드 차량 (1) 은 주행한다.
엔진 (10) 은 정지 상태이므로, 회전 속도는 제로이다. 이 때에 도 5, 도 6 에 나타낸 2 가지 상태를 취하는 것이 가능하다.
도 5 에 나타낸 상태에서는, 변속부 (40) 의 회전 요소가 모두 제로로 되어 있으므로, 변속부 (40) 에 있어서의 기계적 에너지 손실은 적다. 한편, 제 1 MG (20) 의 회전 속도는 부 (負) 이므로, 제 2 MG (30) 의 로터가 회전하는 것에 의한 기계적 에너지 손실이 발생한다. 또, 이 때에는, 클러치 (CS) 의 2 개의 회전 요소에는 차회전이 발생하고 있으므로, 클러치 (CS) 를 걸어맞추게 하면 쇼크가 발생한다.
한편, 도 6 에 나타낸 상태에서는, 제어 장치 (100) 는, 선 기어 (S2) 의 회전 속도가 0 이 되도록 제 1 MG (20) 의 토크 (이하 「MG1 토크 (Tm1)」 라고 한다) 를 피드백 제어한다. 그 때문에, 선 기어 (S2) 는 회전하지 않는다. 그러나, 변속부 (40) 의 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 는 해방되어 있기 때문에, 차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 의 회전은 규제되지 않는다. 따라서, 차동부 (50) 의 링 기어 (R2), 캐리어 (CA2) 및 변속부 (40) 의 링 기어 (R1) 는, 제 2 MG (30) 의 회전에 연동하여, 제 2 MG (30) 의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전 (공전) 된다.
한편, 변속부 (40) 의 캐리어 (CA1) 는, 엔진 (10) 이 정지되어 있음으로써, 정지 상태로 유지된다. 변속부 (40) 의 선 기어 (S1) 는, 링 기어 (R1) 의 회전에 연동하여, 링 기어 (R1) 의 회전 방향과는 반대의 방향으로 회전 (공전) 된다.
이 상태에서는, 클러치 (CS) 의 2 개의 걸어맞춤 요소는 함께 회전하고 있지 않으므로, 클러치 (CS) 를 걸어맞추게 할 때의 쇼크는 적어도 된다.
다음으로, 도 7 을 참조하여, EV 양모터 주행 모드 (도 5 : E3) 중에 있어서의 제어 상태에 대해 설명한다. EV 양모터 주행 모드에서는, 제어 장치 (100) 는, 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 를 걸어맞추고, 또한 클러치 (CS) 를 해방시킴과 함께, 엔진 (10) 을 정지시킨다. 따라서, 변속부 (40) 의 선 기어 (S1), 캐리어 (CA1), 링 기어 (R1) 의 회전이 회전 속도가 제로가 되도록 규제된다.
변속부 (40) 의 링 기어 (R1) 의 회전이 규제됨으로써, 차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 의 회전도 규제 (로크) 된다. 이 상태에서, 제어 장치 (100) 는, 제 1 MG (20) 및 제 2 MG (30) 를 주로 모터로서 동작시킨다. 구체적으로는, MG2 토크 (Tm2) 를 정 (正) 토크로 하여 제 2 MG (30) 를 정회전시킴과 함께, MG1 토크 (Tm1) 를 부 (負) 토크로 하여 제 1 MG (20) 를 부회전시킨다.
클러치 (C1) 를 걸어맞춰 캐리어 (CA2) 의 회전을 규제함으로써, MG1 토크 (Tm1) 는, 캐리어 (CA2) 를 지점으로 하여 링 기어 (R2) 에 전달된다. 링 기어 (R2) 에 전달되는 MG1 토크 (Tm1) (이하 「MG1 전달 토크 (Tm1c)」 라고 한다) 는, 정방향으로 작용하고, 카운터축 (70) 에 전달된다. 그 때문에, EV 양모터 주행 모드에서는, MG1 전달 토크 (Tm1c) 와 MG2 토크 (Tm2) 를 사용하여, 하이브리드 차량 (1) 은 주행한다. 제어 장치 (100) 는, MG1 전달 토크 (Tm1c) 와 MG2 토크 (Tm2) 의 합계에 의해 사용자 요구 토크를 만족시키도록, MG1 토크 (Tm1) 와 MG2 토크 (Tm2) 의 분담 비율을 조정한다.
도 8 을 참조하여, HV 주행 (시리즈 패러렐) 모드 (도 4 : H1, H2) 중의 제어 상태에 대해 설명한다. 또한, 도 8 에는, 로 기어단 (Lo) 으로 전진 주행하고 있는 경우 (도 4 의 H2 : 도 8 의 S1, CA1 및 R1 의 공선도에 나타내는 실선의 공선 참조) 와, 하이 기어단 (Hi) 으로 전진 주행하고 있는 경우 (도 4 의 H1 : 도 8 의 S1, CA1 및 R1 의 공선도에 나타내는 파선의 공선 참조) 가 예시되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 로 기어단 (Lo) 으로 전진 주행하고 있는 경우도 하이 기어단 (Hi) 으로 전진 주행하고 있는 경우도 링 기어 (R1) 의 회전 속도는 동일한 경우를 상정한다.
HV 주행 (시리즈 패러렐) 모드이고, 또한 로 기어단 (Lo) 형성시에는, 제어 장치 (100) 는, 클러치 (C1) 를 걸어맞춤과 함께, 브레이크 (B1) 및 클러치 (CS) 를 해방시킨다. 그 때문에, 회전 요소 (선 기어 (S1), 캐리어 (CA1), 링 기어 (R1)) 는 일체가 되어 회전한다. 이로써, 변속부 (40) 의 링 기어 (R1) 도, 캐리어 (CA1) 와 동일한 회전 속도로 회전하고, 엔진 (10) 의 회전은, 동일한 회전 속도로 링 기어 (R1) 로부터 차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 로 전달된다. 즉, 변속부 (40) 의 캐리어 (CA1) 에 입력된 엔진 (10) 의 토크 (이하 「엔진 토크 (Te)」 라고 한다) 는, 변속부 (40) 의 링 기어 (R1) 로부터 차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 로 전달된다. 또한, 로 기어단 (Lo) 형성시에 링 기어 (R1) 로부터 출력되는 토크 (이하 「변속부 출력 토크 (Tr1)」 라고 한다) 는, 엔진 토크 (Te) 와 동일한 크기이다 (Te = Tr1).
차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 에 전달된 엔진 (10) 의 회전은, 선 기어 (S2) 의 회전 속도 (제 1 MG (20) 의 회전 속도) 에 기초하여 무단계로 변속되어 차동부 (50) 의 링 기어 (R2) 에 전달된다. 이 때, 제어 장치 (100) 는, 기본적으로는, 제 1 MG (20) 를 제너레이터로서 동작시키고, MG1 토크 (Tm1) 를 부방향으로 작용시킨다. 이로써, 캐리어 (CA2) 에 입력된 엔진 토크 (Te) 를 링 기어 (R2) 에 전달하기 위한 반력을 MG1 토크 (Tm1) 가 담당하게 된다.
링 기어 (R2) 에 전달된 엔진 토크 (Te) (이하 「엔진 전달 토크 (Tec)」 라고 한다) 는, 카운터 드라이브 기어 (51) 로부터 카운터축 (70) 으로 전달되고, 하이브리드 차량 (1) 의 구동력으로서 작용한다.
또, HV 주행 (시리즈 패러렐) 모드에서는, 제어 장치 (100) 는, 제 2 MG (30) 를 주로 모터로서 동작시킨다. MG2 토크 (Tm2) 는, 리덕션 기어 (32) 로부터 카운터축 (70) 으로 전달되고, 하이브리드 차량 (1) 의 구동력으로서 작용한다. 요컨대, HV 주행 (시리즈 패러렐) 모드에서는, 엔진 전달 토크 (Tec) 와 MG2 토크 (Tm2) 를 사용하여, 하이브리드 차량 (1) 은 주행한다.
한편, HV 주행 (시리즈 패러렐) 모드이고, 또한 하이 기어단 (Hi) 형성시에는, 제어 장치 (100) 는, 브레이크 (B1) 를 걸어맞춤과 함께, 클러치 (C1) 및 클러치 (CS) 를 해방시킨다. 브레이크 (B1) 가 걸어맞춰지기 때문에, 선 기어 (S1) 의 회전이 규제된다. 이로써, 변속부 (40) 의 캐리어 (CA1) 에 입력된 엔진 (10) 의 회전은, 증속되어 변속부 (40) 의 링 기어 (R1) 로부터 차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 로 전달된다. 따라서, 하이 기어단 (Hi) 형성시에는, 변속부 출력 토크 (Tr1) 는 엔진 토크 (Te) 보다 작아진다 (Te > Tr1).
도 9 를 참조하여, HV 주행 (시리즈) 모드 (도 4 : H4) 중에 있어서의 제어 상태에 대해 설명한다. HV 주행 (시리즈) 모드에서는, 제어 장치 (100) 는, 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 를 해방시킴과 함께, 클러치 (CS) 를 걸어맞춘다. 따라서, 클러치 (CS) 가 걸어맞춰짐으로써, 차동부 (50) 의 선 기어 (S2) 가 변속부 (40) 의 캐리어 (CA1) 와 동일한 회전 속도로 회전하고, 엔진 (10) 의 회전은, 동일한 회전 속도로 클러치 (CS) 로부터 제 1 MG (20) 로 전달된다. 이로써, 엔진 (10) 을 동력원으로 하는 제 1 MG (20) 에 의한 발전이 실시 가능해진다.
한편, 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 가 모두 해방되기 때문에, 변속부 (40) 의 선 기어 (S1) 와 링 기어 (R1) 와, 차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 의 회전은 규제되지 않는다. 즉, 변속부 (40) 는, 뉴트럴 상태가 되고, 차동부 (50) 의 캐리어 (CA2) 의 회전이 규제되지 않기 때문에, 제 1 MG (20) 의 동력 및 엔진 (10) 의 동력은, 카운터축 (70) 에 전달되지 않는 상태가 된다. 그 때문에, 카운터축 (70) 에는, 제 2 MG (30) 의 MG2 토크 (Tm2) 가 전달된다. 따라서, HV 주행 (시리즈) 모드에서는, 엔진 (10) 을 동력원으로 하여 제 1 MG (20) 에 의한 발전을 실시하면서, 그 발전된 전력의 일부 또는 전부를 사용하여 MG2 토크 (Tm2) 에 의해 하이브리드 차량 (1) 은 주행하게 된다.
시리즈 모드가 실현 가능해짐으로써, 저차속시나 백그라운드 노이즈가 낮은 차량 상태에 있어서, 시리즈 패러렐 모드에서는 주의가 필요한 엔진 토크 변동에서 기인하는 기어 기구의 래틀링 노이즈의 발생을 신경쓰지 않고, 엔진의 동작점을 선택할 수 있다. 이로써, 차량의 정숙성 및 연비의 향상의 양립을 도모할 수 있는 차량 상태가 증가한다.
이상 설명한 제어 모드에서는, HV 주행 모드에 있어서 CS 클러치에 의해 엔진 (10) 과 제 1 MG (20) 를 직결하고, 클러치 (C1) 와 브레이크 (B1) 를 함께 해방 상태로 하여 변속부 (40) 를 뉴트럴 상태로 제어함으로써, 차량이 시리즈 모드로 동작 가능해지는 것을 설명하였다.
이하에서는, CS 클러치를 형성함으로써 또한 상이한 다른 동작 모드로도 차량을 동작시킬 수 있는 것에 대해 설명한다.
다시 도 4 를 참조하여, EV 주행 모드의 E4, E5 란, HV 주행 모드의 H6 ∼H9 란에 대해 설명한다.
먼저, EV 주행 모드의 E4, E5 란에 대해 설명한다. 이들 추가 모드도 E3 란과 동일하게 양모터 주행 모드이지만, 엔진 회전 속도 (Ne) 가 제로가 아닌 점에서도 동작시킬 수 있는 점이 상이하다 (도 4 중에서 「Ne 프리」 로 기재).
도 10 은, 도 4 의 E4, E5 란의 동작을 설명하기 위한 공선도이다. 도 10 을 참조하여, EV 주행 또한 양모터 주행 모드 중에 있어서의 제어 상태에 대해 설명한다. 또한, 도 10 에는, 로 기어단 (Lo) 으로 전진 주행하고 있는 경우 (도 10 에 나타내는 실선의 공선 참조) 와, 하이 기어단 (Hi) 으로 주행하고 있는 경우 (도 10 에 나타내는 파선의 공선 참조) 가 예시되어 있다. 또한, 설명의 편의상, 로 기어단 (Lo) 으로 전진 주행하고 있는 경우도 하이 기어단 (Hi) 으로 전진 주행하고 있는 경우도 링 기어 (R1) 의 회전 속도는 동일한 경우를 상정한다.
EV 주행 (양모터) 모드이고, 또한 로 기어단 (Lo) 형성시 (도 4 의 E5 란) 에는, 제어 장치 (100) 는, 클러치 (C1) 및 클러치 (CS) 를 걸어맞춤과 함께, 브레이크 (B1) 를 해방시킨다. 그 때문에, 변속부 (40) 의 회전 요소 (선 기어 (S1), 캐리어 (CA1), 링 기어 (R1)) 는 일체가 되어 회전한다. 또한, 클러치 (CS) 가 걸어맞춰짐으로써, 변속부 (40) 의 캐리어 (CA1) 와 차동부 (50) 의 선 기어 (S2) 는 일체가 되어 회전한다. 이로써, 변속부 (40) 및 차동부 (50) 의 모든 회전 요소가 동일한 회전 속도로 일체가 되어 회전한다. 그 때문에, 제 2 MG (30) 에 MG2 토크 (Tm2) 를 발생시킴과 함께, 제 1 MG (20) 에 있어서 MG1 토크 (Tm1) 를 정회전 방향으로 발생시킴으로써, 양모터를 사용한 하이브리드 차량 (1) 의 주행이 가능해진다. 여기서, 엔진 (10) 은, EV 주행시에는 자립 구동되어 있지 않기 때문에, 제 1 MG (20) 및 제 2 MG (30) 의 토크에 의해 회전되는 피구동 상태이다. 따라서, 엔진의 회전시의 저항이 적어지도록 밸브의 개폐 타이밍을 조작하는 것이 바람직하다.
링 기어 (R2) 에 전달된 제 1 MG1 전달 토크 (Tm1c) 는, 카운터 드라이브 기어 (51) 로부터 카운터축 (70) 으로 전달되고, 하이브리드 차량 (1) 의 구동력으로서 작용한다. 동시에, MG2 토크 (Tm2) 는, 리덕션 기어 (32) 로부터 카운터축 (70) 으로 전달되고, 하이브리드 차량 (1) 의 구동력으로서 작용한다. 요컨대, EV 주행 또한 양모터 주행 모드로, 또한 로 기어단 (Lo) 형성시에는, 링 기어 (R2) 에 전달된 MG1 토크 (Tm1) 와 MG2 토크 (Tm2) 를 사용하여, 하이브리드 차량 (1) 은 주행한다.
한편, EV 주행 또한 양모터 주행 모드이고, 또한 하이 기어단 (Hi) 형성시 (도 4 : E4 란) 에는, 제어 장치 (100) 는, 브레이크 (B1) 및 클러치 (CS) 를 걸어맞춤과 함께, 클러치 (C1) 를 해방시킨다. 브레이크 (B1) 가 걸어맞춰지기 때문에, 선 기어 (S1) 의 회전이 규제된다.
또, 클러치 (CS) 가 걸어맞춰지기 때문에, 변속부 (40) 의 캐리어 (CA1) 와 차동부 (50) 의 선 기어 (S2) 는 일체가 되어 회전한다. 그 때문에, 선 기어 (S2) 의 회전 속도는, 엔진 (10) 과 동일한 회전 속도가 된다.
도 11 은, 도 4 의 H7, H9 란의 동작을 설명하기 위한 공선도이다. 도 11 을 참조하여, HV 주행 (패러렐 : 유단 (有段)) 또한 양모터 주행 모드 중에 있어서의 제어 상태에 대해 설명한다. 또한, 도 11 에는, 로 기어단 (Lo) 으로 전진 주행하고 있는 경우 (도 11 에 나타내는 실선의 공선 참조) 와, 하이 기어단 (Hi) 으로 주행하고 있는 경우 (도 11 에 나타내는 파선의 공선 참조) 가 예시되어 있다.
도 10 과 도 11 을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, HV 주행 (패러렐 : 유단) 또한 양모터 주행 모드에서는, 엔진 (10) 이 자립 구동되므로, 도 11 의 캐리어 (CA1) 에 엔진 토크 (Te) 가 부여된다. 이 때문에, 링 기어 (R2) 에도 엔진 토크 (Tec) 가 가산된다. 다른 점에 대해서는, 도 11 에 나타낸 공선도는 도 10 과 동일하므로, 설명은 반복하지 않는다.
HV 주행 (패러렐 : 유단) 또한 양모터 주행 모드는, 엔진 토크 (Te), MG1 토크 (Tm1), MG2 토크 (Tm2) 를 모두 구동륜의 전진 방향의 회전 토크에 사용할 수 있기 때문에, 구동륜에 큰 토크가 요구되는 경우에 특히 유효하다.
또한, HV 주행 (패러렐 : 유단) 또한 단모터 주행 모드의 제어 상태는, 도 11 에 있어서 Tm1 = 0 으로 했을 경우에 상당한다. 또, HV 주행 (패러렐 : 유단) 모드는, 도 11 에 있어서 Tm1 = 0, Tm2 = 0 으로 하여 엔진 토크만으로 주행할 수도 있다.
[각 동작 모드가 사용되는 상황]
도 12 는, 하이브리드 차량이 주로 연료를 에너지원으로 하여 주행하는 경우의 주행 모드를 결정하는 모드 판정맵이다. 이 모드 판정맵은, 하이브리드 자동차가 통상 주행하는 경우, 또는 플러그인 하이브리드 자동차가 배터리의 축전 상태를 유지하는 CS 모드로 주행하는 경우에 사용된다. 도 12 에는 경계선을 파선으로 나타내는 맵과 경계선을 실선으로 나타내는 맵이 겹쳐서 나타나 있다. 경계선을 파선으로 나타내는 맵은, 배터리 (60) 의 입출력 파워에 제한을 받지 않는 경우에 통상 사용되는 맵이다. 한편, 경계선을 실선으로 나타내는 맵은, SOC 나 온도 등의 여러 조건에 의해 배터리 (60) 의 입출력 파워가 제한되었을 경우에 사용되는 맵이다.
먼저, 경계선을 파선으로 나타내는 맵의 차량 부하가 정인 영역에 대해 설명한다. 차속이 제로에 가깝고 차량 부하가 작은 영역에서는 EV 단모터 주행 모드가 사용된다. 양모터 주행이 아니라, 단모터 주행으로 하고 있는 것은, 갑작스럽게 액셀 페달을 밟았을 때에 곧바로 엔진 시동을 할 수 있도록 하기 위해서이다. 그리고, 차속이 높아지거나 또는 차량 부하가 커지면 HV 시리즈 패러렐 모드 (Lo 기어) 가 사용된다. 차량 부하가 더욱 커져 HV 시리즈 패러렐 모드에서는 토크가 부족한 경우에는, 패러렐 모드 (Lo 기어) 로 엔진 토크를 구동륜에 모두 출력하면서, 또한 MG1 토크 또는 MG2 토크도 사용하는 모터 어시스트를 실행한다. 또한, 파워 온 다운 시프트시에 이 모드를 사용하도록 해도 된다.
계속해서, 경계선을 파선으로 나타내는 맵의 차량 부하가 부인 영역에 대해 설명한다. 차속이 제로에 가깝고 차량 부하가 작은 영역에서는 EV 단모터 주행 모드가 사용된다. 차속이 증가하면, HV 시리즈 모드가 사용된다. 차량 부하가 부인 경우가 정인 경우보다 EV 단모터 주행 모드의 영역이 넓어져 있다. 이것은, 엔진을 시동시키는 것은 시리즈 모드이므로, EV 단모터 주행 모드에서는 엔진 시동시의 쇼크를 저감시키기 위한 반력 토크분의 여유를 형성하지 않아도 되기 때문이다.
다음으로, 경계선을 실선으로 나타내는 맵의 차량 부하가 정인 영역에 대해 설명한다. 차량 부하가 정, 또한 저차속시에는, HV 시리즈 모드를 실시한다. HV 시리즈 모드는, 제 2 MG (30) 와 디퍼렌셜 기어 사이의 래틀링에 의한 소음 (소위, 래틀링 노이즈) 방지에 유효한 동작 모드이다.
차속의 상승과 함께, 시리즈 모드로부터, 모터 어시스트를 사용하지 않는 패러렐 (Hi 기어) 모드, HV 시리즈 패러렐 (Hi 기어) 모드의 순서로 동작 모드가 천이한다. 패러렐 (Hi 기어) 모드는 고정 기어비이므로, 엔진 (10) 이 연료 소비를 최소로 하는 동작점을 벗어나기 쉽기 때문에, 사용 영역은 비교적 좁은 띠상으로 되어 있다.
또 시리즈 모드로부터, 차량 부하가 커지면, 시리즈 패러렐 (Lo) 모드로 천이한다. 시리즈 패러렐 (Lo) 모드는, 구동력이 우선되는 영역에서 유효한 동작 모드이다.
다음으로, 경계선을 실선으로 나타내는 맵의 차량 부하가 부인 영역에 대해 설명한다. 차량 부하가 부인 경우에는, 차속에 관계없이 시리즈 모드가 사용된다. 시리즈 모드에서는, 동일 차속에 있어서, 엔진 회전 속도를 임의로 제어할 수 있기 때문에, 드라이버의 요구에 따른 엔진 브레이크 토크를 발생시킬 수 있다. 엔진 브레이크 토크에 거슬러서 제 1 MG (20) 를 회전시키므로, 제 1 MG (20) 는 역행 운전이 된다. 이 때문에, 제 2 MG (30) 에서 회생 제동에 의해 발생한 회생 전력을 제 1 MG (20) 에서 소비할 수 있으므로, 배터리 (60) 가 회생 전력을 받아들일 수 없는 경우에도, 제 2 MG (30) 에서 회생 제동할 수 있다. 또한, 제 1 MG (20) 의 회전 속도와 엔진 회전 속도가 동일해지기 때문에, 다른 모드에 비해, 제 1 MG (20) 의 회전 속도 상한에 의한 엔진 회전 속도의 제약을 잘 받지 않기 때문에, 엔진 브레이크 토크의 절대값도 크게 할 수 있다.
도 13 은, 하이브리드 차량이 주로 배터리에 충전된 전력을 에너지원으로 하여 주행하는 경우의 주행 모드를 결정하는 모드 판정맵이다. 이 모드 판정맵은, 하이브리드 자동차가 EV 주행하는 경우, 또는 플러그인 하이브리드 자동차가 배터리의 축전 상태를 소비하는 CD 모드로 주행하는 경우에 사용된다.
도 13 을 참조하면, 정부의 저부하역에서는 단모터 주행의 EV 주행 모드가 사용된다. CD 모드에서는, 기본적으로 엔진 (10) 의 시동을 상정하지 않아도 되기 때문에 엔진 (10) 의 시동에 수반하는 반력 보상 토크가 필요없어 비교적 넓은 영역을 단모터 주행의 EV 주행 모드에 할당할 수 있다.
고부하역에서는, 단모터 주행에서는 토크가 부족하기 때문에, 양모터 주행 모드가 선택된다. 즉, 차속이 소정값보다 낮은 경우이고 부하의 크기가 작은 영역에서는, 단모터 주행의 EV 주행 모드가 선택되고, 부하의 크기가 소정값보다 크면 양모터 주행의 EV 모드가 선택된다.
양모터 주행 모드이고, 차속이 소정값 (V1) 을 초과하는 경우에는, 제 1 MG (20) 나 피니언 기어의 회전 속도의 상한이 있기 때문에, 엔진 회전 속도 (Ne) 가 제로인 양모터 주행 (도 7) 으로부터, Ne 가 제로가 아닌 양모터 주행 (도 10) 으로 차량의 상태가 변화한다.
차속이 V2 를 초과하면, 배터리의 전력으로 주행할 때의 에너지 효율이 악화되는 경향이 있기 때문에, 시리즈 패러렐 (Lo), 시리즈 패러렐 (Hi), 시리즈 중 어느 HV 주행 모드가 선택된다. 도 13 에서는, 차속이 V2 보다 높은 영역에서는, 차량 부하가 부이면 시리즈 모드가 선택되고, 차량 부하가 정인 경우에는, 저부하에 있어서 시리즈 패러렐 (Hi) 모드가 선택되고, 고부하에서는 시리즈 패러렐 (Lo) 모드가 선택된다.
[배터리 충전 제한시의 엔진 브레이크의 작동예]
하이브리드 자동차는, 기본적으로는, 감속시에는 모터 제너레이터에서 회생 제동을 실시하여 차량의 운동 에너지의 일부를 배터리에 전기 에너지로 변환하여 회수한다. 그러나, 배터리의 충전에 제한이 가해지는 경우, 예를 들어 배터리의 축전량이 관리 상한값에 도달했을 경우, 배터리의 온도가 낮아 충전 전력이 제한되어 있는 경우 등에는, 그대로 회생 제동을 실시할 수는 없다.
CS (Charge Sustain) 모드 또한 EV 단모터 주행 모드로 주행하고 있는 경우에는, 하이브리드 차량 (1) 을 제동하는 경우이고 또한 엔진 브레이크가 필요한 경우, 도 4 의 E2 란에 나타내는 바와 같이, 제어 장치 (100) 는, 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 중 어느 일방을 걸어맞춘다. 예를 들어, 배터리 (60) 의 SOC 가 만충전 상태에 가까운 경우에는, 회생 전력을 충전할 수 없기 때문에, 엔진 브레이크 상태로 하는 것을 생각할 수 있다.
클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 중 어느 일방을 걸어맞춤으로써, 구동륜 (90) 의 회전이 엔진 (10) 에 전달되어 엔진 (10) 이 회전되는, 이른바 엔진 브레이크 상태가 된다. 이 때, 제어 장치 (100) 는, 제 1 MG (20) 를 주로 모터로서 동작시키고, 제 2 MG (30) 를 주로 제너레이터로서 동작시킨다.
한편, CD (Charge Depletion) 모드에서는, 도 4 의 H4 에 나타내는 바와 같이, 시리즈 모드로 설정하고, 제 2 MG (30) 에서 회생 제동에 의해 발생한 회생 전력을 제 1 MG (20) 에서 소비한다. 따라서, 배터리 (60) 가 회생 전력을 받아들일 수 없는 경우에도, 제 2 MG (30) 에서 회생 제동할 수 있다.
도 14 는, 플러그인 하이브리드 자동차가 CD 모드로 회생 제동을 수반하는 주행 중에 SOC 가 상승하여, 엔진 브레이크를 작동시키는 모습을 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 도 14 를 참조하면, 시각 (t0) 에서는, 하이브리드 차량 (1) 은, 배터리 (60) 의 SOC 가 비교적 높은 상태에서, 제 2 MG (30) 에서 회생 제동을 실시하고 있는 상태이다. 예를 들어, 고속 주행 중에, 액셀 페달을 느슨하게 하는 경우에 이와 같은 상태가 된다.
차량은 타성 주행하고 있으므로 액셀 페달을 느슨하게 함에 따른 요구 구동력의 변화에 따라, MG2 토크가 부가 되어, 회생 브레이크가 가해진 상태로 되어 있다. 예를 들어, 내리막길 등의 경우, 중력의 가속 성분과, MG2 토크 및 차량 주행 저항이 균형을 이루고 있어, 차속은 증감되어 있지 않다.
시각 (t1) 에 있어서, SOC 가 스탠바이 임계값 (SOCt) 에 도달한 타이밍에, 스탠바이 제어가 개시된다. 스탠바이 임계값 (SOCt) 은, 배터리 (60) 로의 충전을 제한하는 상태에 SOC 가 가까워진 것을 판정하기 위해서 미리 정해진 값이다. 도 14 의 예에서는, 시각 (t1 ∼ t2) 에 있어서, 엔진 회전 속도 및 MG1 회전 속도가 함께 0 rpm 이 되는 상태, 즉 클러치 (CS) 의 회전 속도 동기 상태로 차량 상태는 이행하고 있다.
도 15 는, 도 14 의 시각 (t1) 에 있어서의 각 회전 요소의 상태를 나타낸 공선도이다. 도 16 은, 도 14 의 시각 (t2) 에 있어서의 각 회전 요소의 상태를 나타낸 공선도이다. 도 15, 도 16 모두, 클러치 (C1, CS) 및 브레이크 (B1) 는 모두 해방 상태이다. 시각 (t1 ∼ t2) 에 있어서, MG1 토크 (Tm1) 가 도시되는 화살표 방향으로 작용한다. 이로써, 캐리어 (CA2) 의 회전 속도는 증가함과 함께, MG1 의 회전 속도는 부의 회전 속도로부터 0 rpm 에 가까워진다. 그러면, 도 16 에 나타낸 바와 같이, 변속부 (40) 에서는, 링 기어 (R1) 의 회전 속도가 증가하여, 각 부의 회전 속도가 변화한다. 도 16 에 나타내는 상태는, 엔진 회전 속도 및 제 1 MG (20) 의 회전 속도는 함께 0 rpm 이므로, 클러치 (CS) 의 회전 속도 동기 상태이다.
다시 도 14 로 되돌아와, 시각 (t2 ∼ t3) 에서는, MG1 토크 (Tm1) 는 제로로 되돌아가는 한편, 클러치 (CS) 의 작동 유압이 증가되고, 시각 (t3) 에 있어서 클러치 (CS) 는 걸어맞춤을 완료한다. 이 시점에서 엔진 브레이크를 작동시키기 위한 스탠바이 처리가 완료한다.
그 후, 시각 (t4) 에 있어서, 배터리 (60) 의 SOC 가 관리 상한 SOC 에 도달하면, 제 1 MG (20) 는 엔진의 크랭킹을 개시하기 위해서 MG1 토크 (Tm1) 를 다시 출력한다. 이에 따라 엔진 회전 속도는 제로에서 상승한다. 이 때, 엔진 (10) 은 연료 컷 상태에 있고 프릭션에 의해 회전 저항을 발생시키고 있기 때문에, 엔진 토크 (Te) 는 부로 되어 있다.
엔진 회전 속도가 상승해 가는 도중에, 시각 (t5) 에 있어서 MG1, MG2, 엔진 (10) 의 회전 속도가 동일해지고, 그 후, 시각 (t6) 에 있어서는 상태가 안정되어, 엔진 브레이크가 계속적으로 작동한다.
도 17 은, 도 14 의 시각 (t5) 에 있어서의 각 회전 요소의 상태를 나타낸 공선도이다. 도 18 은, 도 14 의 시각 (t6) 에 있어서의 각 회전 요소의 상태를 나타낸 공선도이다. 도 17, 도 18 모두, 클러치 (C1) 및 브레이크 (B1) 는 해방 상태이고, 클러치 (CS) 는 걸어맞춤 상태이다. 도 18 의 상태에서는, 제 2 MG (30) 에서 회생 제동이 실시되고, 그 때 발생한 회생 전력은, 제 1 MG (20) 가 엔진을 크랭킹함으로써 소비되므로, 시각 (t6) 이후는, 배터리 (60) 의 SOC 는 관리 상한 SOC 를 초과하지 않고 일정한 값으로 유지되어 있다.
도 14 에 나타낸 예에서는, 시각 (t3) 에 있어서 미리 클러치 (CS) 를 걸어맞춤 완료시키고 있으므로, 시각 (t4) 에 있어서 SOC 가 관리 상한값에 도달하면 즉시 엔진 브레이크를 작동시킬 수 있다. 특히, 저온에서는 클러치 (CS) 의 응답성이 악화되므로, 사전에 클러치 (CS) 를 걸어맞추게 해두면, 타임 래그가 없이 엔진 브레이크를 작동시킬 수 있다.
또한, 엔진이 냉간 상태인 경우, 엔진의 프릭션 토크가 커지므로, 흡기 밸브의 개폐 타이밍을 가변으로 하는 가변동 밸브 기구 (VVT 기구) 를 사용하여, 시각 (t4 ∼ t6) 에 있어서의 엔진의 연료 컷시의 회전 저항을 줄이는 것이 바람직하다. 그리고 엔진 회전 속도가 원하는 회전 속도에 도달하면, 가변동 밸브 기구를 원래의 상태로 되돌리면 된다.
도 19 는, 실시형태 1 에서 실행되는 엔진 브레이크 스탠바이 제어를 설명하기 위한 플로우 차트이다. 이 플로우 차트의 처리는, CD 모드로 주행하고 있는 경우에 소정의 메인 루틴으로부터 일정 시간마다 또는 소정의 조건이 성립할 때마다 스텝 S10 의 스타트 처리가 호출되어 실행된다.
먼저, 스텝 S20 에 있어서, 배터리 (60) 의 SOC 가 판정 임계값 (SOCt) 보다 큰지의 여부가 판단된다. 판정 임계값 (SOCt) 은, 배터리 (60) 의 SOC 가 관리 상한값에 가까워진 것을 판정하기 위한 소정값이며, 클러치 (CS) 의 걸어맞춤 요소 온도 또는 ATF 온도와, 배터리 온도 또는 시프트 레인지에 기초하여 정할 수 있다.
도 20 은, 판정 임계값 (SOCt) 을 배터리 온도에 기초하여 정한 일례를 나타내는 도면이다. 도 21 은, 판정 임계값 (SOCt) 을 시프트 레인지에 기초하여 정한 일례를 나타내는 도면이다. 도 20, 도 21 모두, 가로축에는 클러치 (CS) 의 걸어맞춤 요소 온도 또는 ATF 온도가 나타나고, 세로축에는 배터리 (60) 의 SOC 가 나타나 있다. 그리고, 임계값보다 SOC 가 낮은 영역에서는 엔진 브레이크의 스탠바이 처리가 실시되지 않고, 임계값보다 SOC 가 높은 영역에서는 엔진 브레이크의 스탠바이 처리가 실시된다.
도 20 에서는, 배터리 온도가 저온인 경우로 설정되는 임계값 (SOCt(L)) 과, 배터리 온도가 상온인 경우로 설정되는 임계값 (SOCt(N)) 이 기재되어 있다. 여기서 상온은 저온보다 높은 온도이고, SOCt(N) > SOCt(L) 이다.
도 21 에서는, 시프트 레인지 신호가 D 레인지인 경우로 설정되는 임계값 (SOCt(D)) 과, 시프트 레인지 신호가 B 레인지인 경우로 설정되는 임계값 (SOCt(B)) 이 기재되어 있다. 여기서 B 레인지쪽이 엔진 브레이크가 조기에 작동하는 레인지이고, SOCt(D) > SOCt(B) 이다.
다시 도 19 로 되돌아와, 스텝 S20 에 있어서 SOC > SOCt 가 성립하지 않으면 스텝 S60 으로 처리가 진행된다. 스텝 S60 에서는, 통상 모드 (클러치 (CS) 가 해방, 또한 엔진과 MG1 의 회전 동기 OFF) 로 차량이 주행한다. 이 때에는, 배터리 (60) 의 충전이 제한될 때까지는 아직 충분한 시간이 있기 때문에, 차량은 엔진 브레이크 스탠바이 동작은 실행되지 않는다.
스텝 S20 에 있어서 SOC > SOCt 가 성립한 경우에는, 스텝 S30 으로 처리가 진행된다. 스텝 S30 에서는, ATF 온도가 판정 임계값보다 낮은가의 여부가 판단된다.
스텝 S30 에 있어서, ATF 온도 < 판정 임계값이 성립하지 않으면, 스텝 S50 으로 처리가 진행되고, ATF 온도 < 판정 임계값이 성립한 경우에는, 스텝 S40 으로 처리가 진행된다.
스텝 S40 에서는, 차량은 엔진 브레이크 스탠바이 동작 (1) 이 실행된다. 구체적으로는, 제 1 MG (20) 의 회전 속도가 제로가 되도록 MG1 토크 (Tm1) 가 제어되고, 클러치 (CS) 의 회전 동기 제어가 실시된 후에, 클러치 (CS) 가 걸어맞춰진다. 또한, 클러치 (CS) 를 완전히 걸어맞추게 하지 않아도 클러치의 스트로크를 줄이거나, 반걸어맞춤으로 하게 하거나 해 두어도 된다. 이로써, 배터리 (60) 의 SOC 가 관리 상한값에 도달하면 즉시 MG1 토크 (Tm1) 에 의해 엔진의 회전 속도를 상승시키는 엔진 브레이크를 작동시킬 수 있다.
스텝 S50 에서는, 차량은 엔진 브레이크 스탠바이 동작 (2) 이 실행된다. 구체적으로는, 제 1 MG (20) 의 회전 속도가 제로가 되도록 MG1 토크 (Tm1) 가 제어되고, 클러치 (CS) 의 회전 동기 제어가 실시된다. 이 때에는, 클러치 (CS) 는 걸어맞춰지지 않고 해방 상태로 된다. 이 경우, 클러치 (CS) 의 피스톤을 작동시키기 위한 유압 펌프의 작업이 작아지므로, 그만큼 스텝 S40 의 상태보다 에너지 손실을 줄여둘 수 있다.
스텝 S40, S50, S60 중 어느 처리가 종료하면, 스텝 S70 으로 처리가 진행되고, 제어는 메인 루틴으로 되돌아간다. 또한, 그 후에 SOC 가 상한 관리값에 도달하면, 제 1 MG (20) 의 토크 (Tm1) 에 의해 엔진을 점화하지 않은 상태에서 회전시키는 처리 (도 4 의 H4 : 시리즈 하이브리드 모드에서의 엔진 브레이크) 가 실행된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 배터리 (60) 의 상태가 충전에 제한이 가해지는 상태에 가까워졌을 때, 엔진 브레이크를 즉시 작동시킬 수 있도록 스탠바이 모드로 차량의 상태를 설정한다. 이 때문에, 배터리 (60) 의 상태가 충전을 제한해야 하는 상태에 이르렀을 때에 양호한 응답성으로 엔진 브레이크를 작동시킬 수 있다.
또한, 도 19 의 플로우 차트에서는, 엔진 브레이크 스탠바이 동작은, 클러치 (CS) 의 입력과 출력의 차회전을 제로로 조정하는 동기 동작, 또는 클러치 (CS) 의 걸어맞춤 동작을 예시했지만, 엔진 브레이크 스탠바이 동작은, 클러치의 스트로크를 줄이는 동작이나 클러치를 반걸어맞춤 상태로 하는 동작을 포함해도 된다. 또, 엔진 브레이크 스탠바이 동작은, 도 15 에 나타낸 EV 주행 모드를 도 16 에 나타낸 EV 주행 모드로 변경하는 모드 변경 동작을 포함해도 된다.
[실시형태 2]
실시형태 1 에서는, 도 1 에 나타낸 바와 같이 2 개의 제 1 MG (20), 제 2 MG (30) 의 회전축이 평행하게 배치되고, 엔진 (10) 에 변속부 (40) 가 접속된 구성에 있어서, 엔진 브레이크의 스탠바이 동작을 실행하는 것에 대해 설명하였다.
실시형태 2 에서는, 다른 구성에 있어서 엔진 브레이크의 스탠바이 동작을 실행하는 것에 대해 설명한다.
도 22 는 실시형태 2 의 하이브리드 차량 (601) 의 구성을 나타낸 도면이다. 도 22 에 나타내는 구성은, 회전축 (12A) 에 대해 대칭인 부분 (지면 하반분) 을 생략하고 있다. 도 23 은, 도 22 에 있어서의 차량의 각 구성 요소의 동력 전달 경로를 간략하게 나타낸 블록도이다. 또한, 도 22 는 도 2 와 대비되는 도면이다. 도 22, 도 23 에 나타내는 바와 같이, 하이브리드 차량 (601) 은, 엔진 (10) 과, 제 1 MG (20A) 와, 제 2 MG (30A) 와, 동력 전달부 (3A) 와, 구동륜 (90A) 을 포함한다. 동력 전달부 (3A) 는, 차동부 (50A) 와, 브레이크 (B3) 와, 클러치 (C3, C4) 를 포함한다.
엔진 (10A) 과 클러치 (C4) 는, 댐퍼 (D) 를 통해서 접속되어 있다. 클러치 (C4) 는, 걸어맞추면 엔진 (10A) 의 회전축과 제 1 MG (20A) 의 회전축을 접속한다.
차동부 (50A) 는, 도 22 에 나타낸 예에서는, 선 기어 (S3) 와 링 기어 (R3) 와 피니언 기어 (P3) 와 캐리어 (CA3) 를 포함하여 구성되는 유성 기어 기구이다. 클러치 (C3) 는, 걸어맞추면 제 1 MG (20A) 의 회전축과 차동부 (50A) 의 회전 요소 (링 기어 (R3)) 를 접속한다. 브레이크 (B3) 는, 걸어맞추면 차동부 (50A) 의 회전 요소 (링 기어 (R3)) 를 회전 속도 제로에 고정시킨다.
차동부 (50A) 의 회전 요소 (선 기어 (S3)) 는 제 2 MG (30A) 의 회전축에 접속된다. 차동부 (50A) 의 회전 요소 (캐리어 (CA3)) 는 출력 기어 (OUT) 를 통해서 구동륜 (90A) 에 접속된다.
도 22, 도 23 을 보면 알 수 있는 바와 같이, 하이브리드 차량 (601) 은, 클러치 (C3, C4) 를 걸어맞추게 하고, 브레이크 (B3) 를 해방시키면, 시리즈 패러렐 모드로 동작시키는 것이 가능하다. 또, 하이브리드 차량 (601) 은, 클러치 (C4) 및 브레이크 (B1) 를 걸어맞추게 하고, 클러치 (C3) 를 해방시키면, 시리즈 모드로 동작시키는 것이 가능하다. 또한, 엔진을 정지한 EV 주행시에는, 클러치 (C4) 및 브레이크 (B3) 를 해방시키고, 1 개의 모터만으로 주행하는 경우 클러치 (C3) 를 해방시키고, 2 개의 모터로 주행하는 경우에는 클러치 (C3) 를 걸어맞추게 한다. 이로써 EV 주행의 1 모터 주행과 2 모터 주행이 실현 가능하다. 이러한 상태를 이하, 도표에 정리하여 설명한다.
도 24 는, 하이브리드 차량 (601) 의 주행 모드와 걸어맞춤 요소의 상태의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 도 25 는, 각 주행 모드의 차동부의 회전 상태와 걸어맞춤 요소의 걸어맞춤 상태를 나타낸 도면이다.
도 24, 도 25 를 참조하면, 주행 모드가 EV(1-MG) 모드에서는, 엔진 (10A) 은 운전이 정지되고, 제 2 MG (30A) 가 구동된다. 제 2 MG (30A) 의 회전 속도는, 유성 기어 기구 (차동부 (50A)) 에 의해 감속되어 구동륜 (90A) 에 전달된다. 이 때, 브레이크 (B3) 가 걸어맞춰지고, 클러치 (C3 및 C4) 는 해방된다.
주행 모드가 EV(2-MG) 모드에서는, 엔진 (10A) 은 운전이 정지되고, 제 1 MG (20A) 및 제 2 MG (30A) 가 구동된다. 이들 2 개의 모터는, 토탈 효율이 양호한 회전 속도를 선택할 수 있다. 이 때, 클러치 (C3) 가 걸어맞춰지고, 브레이크 (B3) 및 클러치 (C4) 는 해방된다.
주행 모드가 HV(1-MG) 모드에서는, 엔진 (10A) 은 운전되고, 제 2 MG (30A) 가 구동된다. 제 2 MG (30A) 의 회전 속도는, 유성 기어 기구 (차동부 (50A)) 에 의해 감속되어 구동륜 (90A) 에 전달된다. 엔진 (10A) 의 회전력에 의해 제 1 MG (20A) 는 발전을 실시한다. 이 때, 브레이크 (B3) 및 클러치 (C4) 가 걸어맞춰지고, 클러치 (C3) 는 해방되어, 시리즈 HV 운전이 실시된다.
주행 모드가 HV(2-MG) 모드에서는, 엔진 (10A) 은 운전되고, 제 1 MG (20A) 및 제 2 MG (30A) 가 구동된다. 도 25 (오른쪽 아래) 의 공선도에 나타내는 바와 같이, 제 2 MG (30A) 및 엔진 (10A) 은 출력 기어 (OUT) 의 회전을 증가시키는 방향으로 토크를 출력한다. 제 1 MG (20A) 는, 출력 기어 (OUT) 의 회전을 조정하도록 부의 토크를 발생시키고, 적절히 발전을 실시한다. 이 때, 클러치 (C3 및 C4) 가 걸어맞춰지고, 브레이크 (B3) 는 해방된다. 이와 같이 제어함으로써, 하이브리드 차량 (601) 은 시리즈 패러렐 모드로 주행할 수 있다.
이와 같이 구성된 하이브리드 차량 (601) 에 있어서도, 배터리 (60A) 로의 충전이 제한되는 상황에서는, 엔진 브레이크를 작동시켜, 배터리 (60A) 로의 충전을 발생시키지 않고, 또한 차륜에 형성된 마찰 브레이크를 사용하지 않고 제동력을 얻을 수 있다.
하이브리드 차량 (601) 은, 엔진 브레이크를 작동시키는 경우에는, 클러치 (C3) 를 해방시키고, 구동륜 (90A) 과 엔진 (10A) 을 분리한 상태에서, 클러치 (C4) 를 걸어맞추게 하고, 제 2 MG (30A) 에서 발생하는 회생 전력을 사용하여 제 1 MG (20A) 에서 엔진 (10A) 의 크랭킹 동작을 실시하게 한다. 이 때의 걸어맞춤 요소의 상태는, 도 24 의 HV(1-MG) 모드와 동일하다.
EV(1-MG) 모드는, 클러치 (C3) 가 해방 상태이므로, 클러치 (C4) 를 걸어맞추게 하는 것만으로 HV(1-MG) 모드와 동일한 상태로 할 수 있다. 이에 대해, EV(2-MG) 모드는, 클러치 (C3) 가 걸어맞춤 상태이므로, 클러치 (C3) 를 해방시키고, 브레이크 (B3) 및 클러치 (C4) 를 걸어맞추게 하지 않으면, HV(1-MG) 모드와 동일한 상태로 할 수 없다.
따라서, 걸어맞춤 요소의 상태를 비교하면, EV(1-MG) 모드는 EV(2-MG) 모드와 비교하면, 엔진 브레이크를 작동시키는 상태로 이행하는 데에 적합한 EV 모드라고 할 수 있다. 이 때문에, EV 주행시에 엔진 브레이크를 작동시키기 위한 스탠바이 제어로는, EV(2-MG) 모드로 주행 중에 EV(1-MG) 모드로 조기에 이행시켜 두는 것을 생각할 수 있다.
도 26 은, 실시형태 2 에서 실행되는 엔진 브레이크 스탠바이 제어를 설명하기 위한 플로우 차트이다. 이 플로우 차트의 처리는, CD 모드 또는 EV 모드로 주행하고 있는 경우에 소정의 메인 루틴으로부터 일정 시간마다 또는 소정의 조건이 성립할 때마다 스텝 S110 의 스타트 처리가 호출되어 실행된다.
먼저, 스텝 S120 에 있어서, 배터리 (60A) 의 SOC 가 판정 임계값 (SOCt) 보다 큰지의 여부가 판단된다. 판정 임계값 (SOCt) 은, 클러치 (C3, C4) 의 걸어맞춤 요소 온도 또는 ATF 온도와, 배터리 온도 또는 시프트 레인지에 기초하여 정할 수 있으며, 도 20, 도 21 에서 설명한 임계값과 동일한 것을 사용할 수 있다.
스텝 S120 에 있어서 SOC > SOCt 가 성립하지 않으면 스텝 S150 으로 처리가 진행된다. 스텝 S150 에서는, 통상 모드 (요구 구동력 등에 의해 설정된 EV(1-MG) 모드 또는 EV(2-MG) 모드) 로 차량이 주행한다. 이 때에는, 배터리 (60A) 의 충전이 제한될 때까지는 아직 충분한 시간이 있기 때문에, 엔진 브레이크 스탠바이 동작은 실행되지 않는다.
스텝 S120 에 있어서 SOC > SOCt 가 성립한 경우에는, 스텝 S130 으로 처리가 진행된다. 스텝 S130 에서는, 차량의 주행 모드가 EV(2-MG) 모드인지의 여부가 판단된다.
스텝 S130 에 있어서, 주행 모드가 EV(2-MG) 모드가 아닌 경우에는, 스텝 S150 으로 처리가 진행된다. 이 경우에는 주행 모드는 이미 EV(1-MG) 모드이므로, 엔진 브레이크 스탠바이 동작은 필요없다. 스텝 S130 에 있어서, 주행 모드가 EV(2-MG) 모드인 경우에는, 스텝 S140 으로 처리가 진행된다. 스텝 S140 에서는, 주행 모드를 EV(2-MG) 모드로부터 EV(1-MG) 모드로 변경하는 엔진 브레이크 스탠바이 동작을 실행한다.
스텝 S140 또는 스텝 S150 에 이어서, 스텝 S160 으로 처리가 진행되고, 제어는 메인 루틴으로 되돌아간다.
도 27 은, 하이브리드 차량 (601) 에 있어서의 엔진 브레이크 작동시의 차동부의 회전 요소의 상태와 걸어맞춤 요소의 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 27 을 참조하면, 엔진 브레이크 작동시에는, 클러치 (C3) 에 의해 출력축 (OUT) 으로부터 엔진 (10A) 및 제 1 MG (20A) 를 분리한 상태로 하고 있다. 그리고, 클러치 (C4) 및 브레이크 (B3) 를 걸어맞추게 하고 있다. 이와 같이 하면, 제 2 MG (30A) 에서 회생 브레이크를 작동시켜 발생한 전력을, 제 1 MG (20A) 에서 엔진을 크랭킹 동작시킴으로써 소비시킬 수 있다. 따라서, 차륜의 마찰 브레이크를 작동시키지 않고, 또한 배터리로의 충전을 발생시키지 않고, 제동력을 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 실시형태 2 에서도 미리 스탠바이 동작을 실행시켜 둠으로써, 엔진 브레이크의 응답성을 높일 수 있다. 또한, 실시형태 2 에서는, EV 주행 모드를 변경하는 동작을 스탠바이 동작의 일례로서 나타냈지만, 실시형태 1 과 동일하게, 클러치 (C4) 의 스트로크를 줄이거나, 반걸어맞추게 하거나 걸어맞추게 하거나 하는 동작을 스탠바이 동작으로서 실행해도 된다.
본 발명의 실시형태에 대해 설명했지만, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의해 나타내며, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (10)

  1. 축전 장치와,
    내연 기관과,
    제 1 회전 전기와,
    제 2 회전 전기와,
    상기 내연 기관, 상기 제 1 회전 전기 및 상기 제 2 회전 전기의 3 개의 회전축 사이의 동력 전달 경로를 전환하도록 구성된 동력 전달부와,
    상기 내연 기관, 상기 제 1 회전 전기, 상기 제 2 회전 전기 및 상기 동력 전달부를 제어하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 내연 기관을 정지시킨 상태에서 상기 제 1 회전 전기, 상기 제 2 회전 전기 중 적어도 하나를 사용하여 회생 제동을 실행 중에, 상기 축전 장치에 관한 상태를 나타내는 상태량이 소정량을 초과한 경우에는, 상기 동력 전달부의 상태를 현재의 상태로부터, 상기 제 2 회전 전기를 사용하여 차륜의 회전력에 의해 회생 전력을 발생시키며 또한 연료 컷한 상기 내연 기관을 상기 제 1 회전 전기를 사용하여 회전시킴으로써 상기 회생 전력을 소비하는 동작이 가능한 상태에 가까워지게 하는 스탠바이 동작을 실행하고,
    상기 소정량은, 상기 축전 장치로의 충전을 제한하는 상태에 상기 상태량이 가까워진 것을 판정하기 위해서 미리 정해진 값인, 하이브리드 차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력 전달부는,
    상기 내연 기관으로부터의 동력이 입력되는 입력 요소와 상기 입력 요소에 입력된 동력을 출력하는 출력 요소를 갖고, 상기 입력 요소와 상기 출력 요소 사이에서 동력을 전달하는 비뉴트럴 상태와, 상기 입력 요소와 상기 출력 요소 사이에서 동력을 전달하지 않는 뉴트럴 상태를 전환하도록 구성된 변속부와,
    상기 제 1 회전 전기에 접속되는 제 1 회전 요소와, 상기 제 2 회전 전기 및 상기 차륜에 접속되는 제 2 회전 요소와, 상기 출력 요소에 접속되는 제 3 회전 요소를 갖고, 상기 제 1 ∼ 제 3 회전 요소 중 어느 2 개의 회전 속도가 정해지면 나머지 1 개의 회전 속도가 정해지도록 구성되는 차동부와,
    상기 내연 기관으로부터 상기 제 1 회전 전기로의 동력을 전달하는 걸어맞춤 상태와, 상기 내연 기관으로부터 상기 제 1 회전 전기로의 동력의 전달을 차단하는 해방 상태를 전환하도록 구성된 클러치를 포함하고,
    상기 제어 장치는, 상기 스탠바이 동작으로서, 상기 클러치를 해방 상태로부터 걸어맞춤 상태에 가까워지게 하는, 하이브리드 차량.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상태량은 상기 축전 장치에 대한 충전 전력인, 하이브리드 차량.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 상태량은 상기 축전 장치의 충전 상태인, 하이브리드 차량.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 사용자가 엔진 브레이크를 작동시킬 것을 요구하고 있는 경우에는, 시프트 레인지가 D 레인지인 경우보다 조기에 상기 클러치를 걸어맞춤 상태에 가까워지게 하는, 하이브리드 차량.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 스탠바이 동작은, 상기 클러치의 입력과 출력의 차회전을 제로로 조정하는 동기 동작을 포함하는, 하이브리드 차량.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 스탠바이 동작은, 상기 클러치의 스트로크를 줄이는 동작을 포함하는, 하이브리드 차량.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 스탠바이 동작은, 상기 클러치를 반걸어맞춤 상태로 하는 동작을 포함하는, 하이브리드 차량.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력 전달부는, 제 1 EV 주행 모드와, 제 2 EV 주행 모드를 전환하여 차량을 주행시키도록 구성되고,
    상기 제 1 EV 주행 모드는, 상기 내연 기관을 정지시킨 상태에서 상기 제 2 회전 전기가 출력하는 토크만을 사용하여 차량을 주행시키는 모드이고,
    상기 제 2 EV 주행 모드는, 상기 내연 기관을 정지시킨 상태에서 상기 제 1 회전 전기가 출력하는 토크와 상기 제 2 회전 전기가 출력하는 토크를 사용하여 차량을 주행시키는 모드이고,
    상기 제어 장치는, 상기 제 2 EV 주행 모드로 차량이 주행하고 있는 경우에는, 상기 스탠바이 동작으로서, 차량의 주행 모드를 상기 제 2 EV 주행 모드로부터 상기 제 1 EV 주행 모드로 전환하도록 상기 동력 전달부를 제어하는, 하이브리드 차량.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력 전달부는, 시리즈 모드와 시리즈 패러렐 모드로 상기 하이브리드 차량의 주행 모드를 전환하도록 구성되고,
    상기 시리즈 모드는, 상기 내연 기관 및 상기 제 1 회전 전기를 상기 제 2 회전 전기와 분리한 상태에서, 상기 내연 기관의 구동 토크에 의해 상기 제 1 회전 전기에 발전시키면서, 또한 상기 제 2 회전 전기의 구동 토크에 의해 상기 차륜을 회전시키는 모드이고,
    상기 시리즈 패러렐 모드는, 상기 내연 기관과 상기 제 1 회전 전기와 상기 제 2 회전 전기 사이에서 동력이 전달되는 상태에서, 상기 내연 기관의 구동 토크와 상기 제 1 회전 전기의 구동 토크와 상기 제 2 회전 전기의 구동 토크에 의해 상기 차륜을 회전시키는 모드인, 하이브리드 차량.
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