JP2001298804A - 内燃機関の間欠運転機能を有する車両の補機駆動装置 - Google Patents
内燃機関の間欠運転機能を有する車両の補機駆動装置Info
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- JP2001298804A JP2001298804A JP2000112140A JP2000112140A JP2001298804A JP 2001298804 A JP2001298804 A JP 2001298804A JP 2000112140 A JP2000112140 A JP 2000112140A JP 2000112140 A JP2000112140 A JP 2000112140A JP 2001298804 A JP2001298804 A JP 2001298804A
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 動力伝達効率の良く、要求される収容スペ
ースが小さい補機駆動装置を提供すること。 【解決手段】エンジン10には、クランクシャフト12
の一端に補機駆動用モータ80が装着されている。補機
駆動用モータ80は、回転子81が固定されている出力
軸82の軸方向に回転子81と固定子83とが対抗配置
されている偏平型のモータである。固定子83と対向す
る回転子81の表面には複数の永久磁石が配置されてい
る。固定子83には回転磁界を形成するための三相コイ
ルが巻回されている。出力軸82はベアリング841を
介して外側ケース84によって回転自在に支持されてい
る。出力軸82の一端821はクラッチ16を介してク
ランクシャフト12の一端と結合されており、出力軸8
2の他端822には補機を駆動するためのプーリ823
が装着されている。
ースが小さい補機駆動装置を提供すること。 【解決手段】エンジン10には、クランクシャフト12
の一端に補機駆動用モータ80が装着されている。補機
駆動用モータ80は、回転子81が固定されている出力
軸82の軸方向に回転子81と固定子83とが対抗配置
されている偏平型のモータである。固定子83と対向す
る回転子81の表面には複数の永久磁石が配置されてい
る。固定子83には回転磁界を形成するための三相コイ
ルが巻回されている。出力軸82はベアリング841を
介して外側ケース84によって回転自在に支持されてい
る。出力軸82の一端821はクラッチ16を介してク
ランクシャフト12の一端と結合されており、出力軸8
2の他端822には補機を駆動するためのプーリ823
が装着されている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の間欠運
転機能を有する車両およびその車両に用いられる始動制
御装置に関する。
転機能を有する車両およびその車両に用いられる始動制
御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両走行中における信号待ちといった一
時的な車両停止時に内燃機関の運転を自動的に停止させ
る車両、あるいは、内燃機関に加えて電動機を動力源と
して備え、一時的な車両停止時または車両走行時に内燃
機関の運転を自動的に停止させるハイブリッド車両が提
案されている。これら車両は、内燃機関の停止時(車両
走行中および車両停止時)にウオータポンプ、エアコン
用コンプレッサ等の補機を駆動するための補機駆動用電
動機を備えている。
時的な車両停止時に内燃機関の運転を自動的に停止させ
る車両、あるいは、内燃機関に加えて電動機を動力源と
して備え、一時的な車両停止時または車両走行時に内燃
機関の運転を自動的に停止させるハイブリッド車両が提
案されている。これら車両は、内燃機関の停止時(車両
走行中および車両停止時)にウオータポンプ、エアコン
用コンプレッサ等の補機を駆動するための補機駆動用電
動機を備えている。
【0003】これら各補機、並びに補機駆動用電動機
は、通常、内燃機関の周りに独立して配置されており、
補機駆動用電動機の出力軸、内燃機関の出力軸、および
各補機の入力軸の間における動力の伝達は、一般的に、
各出力軸および入力軸に架装されているファンベルトを
介して実行されている。
は、通常、内燃機関の周りに独立して配置されており、
補機駆動用電動機の出力軸、内燃機関の出力軸、および
各補機の入力軸の間における動力の伝達は、一般的に、
各出力軸および入力軸に架装されているファンベルトを
介して実行されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各補機
は内燃機関による駆動を前提に独立して配置されている
ため、補機駆動用電動機によってこれら補機を駆動する
場合には、動力伝達効率の面から必ずしも適切に配置さ
れているとはいえなかった。特に、補機駆動用電動機を
用いて内燃機関を始動回転させる場合には、ファンベル
トに高い負荷が掛かるため強度の高いファンベルトを用
いる必要があった。また、補機駆動用電動機の搭載スペ
ースを確保するために、各補機を初めとするエンジンル
ーム内の機器のレイアウトを工夫しなければならなかっ
た。
は内燃機関による駆動を前提に独立して配置されている
ため、補機駆動用電動機によってこれら補機を駆動する
場合には、動力伝達効率の面から必ずしも適切に配置さ
れているとはいえなかった。特に、補機駆動用電動機を
用いて内燃機関を始動回転させる場合には、ファンベル
トに高い負荷が掛かるため強度の高いファンベルトを用
いる必要があった。また、補機駆動用電動機の搭載スペ
ースを確保するために、各補機を初めとするエンジンル
ーム内の機器のレイアウトを工夫しなければならなかっ
た。
【0005】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、動力伝達効率の良い補機駆動装置を提
供することを目的とする。また、要求される収容スペー
スが小さい補機駆動装置を提供することを目的とする。
れたものであり、動力伝達効率の良い補機駆動装置を提
供することを目的とする。また、要求される収容スペー
スが小さい補機駆動装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するために本発明の第1の態様は、車両状
態に応じて内燃機関の運転停止および運転再開を実行可
能であると共に、前記内燃機関の運転時には前記内燃機
関の出力軸により補機が駆動される車両における、前記
内燃機関の運転停止中に補機を駆動する補機駆動装置を
提供する。本発明の第1の態様に係る補機駆動装置は、
前記内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置されてい
ると共に、その一端が前記内燃機関の出力軸と結合され
ている出力軸を有する電動機と、前記電動機の出力軸の
他端と前記補機との間の動力の伝達を行う動力伝達手段
とを備えることを特徴とする。なお、内燃機関の出力軸
と平行に配置されるのは電動機自身であってもよく、あ
るいは、電動機の出力軸であってもよい。いずれの場合
にも、内燃機関の出力軸と電動機の出力軸とが直接的に
結合されていればよい。
記課題を解決するために本発明の第1の態様は、車両状
態に応じて内燃機関の運転停止および運転再開を実行可
能であると共に、前記内燃機関の運転時には前記内燃機
関の出力軸により補機が駆動される車両における、前記
内燃機関の運転停止中に補機を駆動する補機駆動装置を
提供する。本発明の第1の態様に係る補機駆動装置は、
前記内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置されてい
ると共に、その一端が前記内燃機関の出力軸と結合され
ている出力軸を有する電動機と、前記電動機の出力軸の
他端と前記補機との間の動力の伝達を行う動力伝達手段
とを備えることを特徴とする。なお、内燃機関の出力軸
と平行に配置されるのは電動機自身であってもよく、あ
るいは、電動機の出力軸であってもよい。いずれの場合
にも、内燃機関の出力軸と電動機の出力軸とが直接的に
結合されていればよい。
【0007】本発明の第1の態様に係る補機駆動装置に
よれば、内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置され
ていると共に、その一端が内燃機関の出力軸と結合され
ている出力軸を有する電動機を備えるので、動力伝達効
率の良い補機駆動装置を提供することができる。
よれば、内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置され
ていると共に、その一端が内燃機関の出力軸と結合され
ている出力軸を有する電動機を備えるので、動力伝達効
率の良い補機駆動装置を提供することができる。
【0008】本発明の第1の態様に係る補機駆動装置は
さらに、前記電動機の出力軸の一端と前記内燃機関の出
力軸との間に配置されていると共に、前記電動機の出力
軸と前記内燃機関の出力軸との間の動力の伝達を遮断ま
たは許容する継合装置を備えることができる。また、前
記継合装置は、前記内燃機関の始動時には動力伝達許容
状態とされ、前記電動機は前記内燃機関を始動回転させ
ることができる。このような構成を備えることにより電
動機によって内燃機関を直接駆動して内燃機関の回転数
を始動回転数まで上昇させることができる。
さらに、前記電動機の出力軸の一端と前記内燃機関の出
力軸との間に配置されていると共に、前記電動機の出力
軸と前記内燃機関の出力軸との間の動力の伝達を遮断ま
たは許容する継合装置を備えることができる。また、前
記継合装置は、前記内燃機関の始動時には動力伝達許容
状態とされ、前記電動機は前記内燃機関を始動回転させ
ることができる。このような構成を備えることにより電
動機によって内燃機関を直接駆動して内燃機関の回転数
を始動回転数まで上昇させることができる。
【0009】なお、内燃機関の出力軸と電動機の出力軸
との結合は、動力を伝達損失なく直接伝達可能であるよ
うに結合されていれば良く、例えば、内燃機関の出力軸
と電動機の出力軸とは平行に配置され、歯車を介して結
合されていても良い。この場合には、歯車比を変更する
ことによって両出力軸との間の回転速度を変更すること
ができる。かかる場合には、内燃機関と電動機とを駆動
力が直接伝達され得る状態にて、内燃機関に対する電動
機の配置位置の自由度を高くすることができる。
との結合は、動力を伝達損失なく直接伝達可能であるよ
うに結合されていれば良く、例えば、内燃機関の出力軸
と電動機の出力軸とは平行に配置され、歯車を介して結
合されていても良い。この場合には、歯車比を変更する
ことによって両出力軸との間の回転速度を変更すること
ができる。かかる場合には、内燃機関と電動機とを駆動
力が直接伝達され得る状態にて、内燃機関に対する電動
機の配置位置の自由度を高くすることができる。
【0010】本発明の第1の態様に係る補機駆動装置に
おいて、前記電動機は、前記出力軸方向の長さが前記出
力軸の法線方向の長さよりも短くても良い。また、前記
電動機は前記電動機の出力軸方向に対向する回転子と固
定子とを備える偏平型電動機であっても良い。かかる構
成を備える場合には、電動機に要求される収容スペース
を小さくすることができる。この結果、エンジンルーム
内における電動機、補機の配置の自由度を高くすること
ができる。
おいて、前記電動機は、前記出力軸方向の長さが前記出
力軸の法線方向の長さよりも短くても良い。また、前記
電動機は前記電動機の出力軸方向に対向する回転子と固
定子とを備える偏平型電動機であっても良い。かかる構
成を備える場合には、電動機に要求される収容スペース
を小さくすることができる。この結果、エンジンルーム
内における電動機、補機の配置の自由度を高くすること
ができる。
【0011】本発明の第1の態様に係る補機駆動装置に
おいて、前記継合装置は、前記内燃機関の出力軸の回転
数が前記電動機の出力軸の回転数よりも高い場合には前
記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との間の動力
の伝達を許容するワンウェイクラッチであっても良く、
あるいは、前記継合装置は、前記内燃機関の出力軸の回
転数、および前記電動機の出力軸の回転数にかかわらず
任意に前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との
間の動力の伝達を遮断または許容する電磁式クラッチで
あっても良い。また、前記電磁式クラッチは、前記内燃
機関の始動時には動力伝達許容状態とされ、前記電動機
は前記内燃機関を始動回転させることができる。ワンウ
ェイクラッチの場合には構造が簡単であるという利点が
あり、電磁式クラッチの場合には、2方向の動力伝達を
実現することができるという利点がある。
おいて、前記継合装置は、前記内燃機関の出力軸の回転
数が前記電動機の出力軸の回転数よりも高い場合には前
記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との間の動力
の伝達を許容するワンウェイクラッチであっても良く、
あるいは、前記継合装置は、前記内燃機関の出力軸の回
転数、および前記電動機の出力軸の回転数にかかわらず
任意に前記内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との
間の動力の伝達を遮断または許容する電磁式クラッチで
あっても良い。また、前記電磁式クラッチは、前記内燃
機関の始動時には動力伝達許容状態とされ、前記電動機
は前記内燃機関を始動回転させることができる。ワンウ
ェイクラッチの場合には構造が簡単であるという利点が
あり、電磁式クラッチの場合には、2方向の動力伝達を
実現することができるという利点がある。
【0012】本発明の第2の態様は、車両状態に応じて
出力軸を有する内燃機関の運転停止および運転再開を実
行可能な車両を提供する。本発明の第2の態様に係る車
両は、前記内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置さ
れていると共に、その一端が前記内燃機関の出力軸と結
合されている出力軸を有する電動機と、前記電動機の出
力軸の他端と前記補機との間の動力の伝達を行う動力伝
達手段と、前記内燃機関の運転時には前記内燃機関によ
って前記補機を駆動し、前記内燃機関の運転停止中には
前記電動機によって前記補機を駆動する補機駆動手段と
を備えることを特徴とする。
出力軸を有する内燃機関の運転停止および運転再開を実
行可能な車両を提供する。本発明の第2の態様に係る車
両は、前記内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置さ
れていると共に、その一端が前記内燃機関の出力軸と結
合されている出力軸を有する電動機と、前記電動機の出
力軸の他端と前記補機との間の動力の伝達を行う動力伝
達手段と、前記内燃機関の運転時には前記内燃機関によ
って前記補機を駆動し、前記内燃機関の運転停止中には
前記電動機によって前記補機を駆動する補機駆動手段と
を備えることを特徴とする。
【0013】本発明の第2の態様に係る車両によれば、
内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置されていると
共に、その一端が内燃機関の出力軸と結合されている出
力軸を有する電動機を備えるので、車両のエンジンルー
ム内における電動機、内燃機関、補機等の搭載性を向上
することができる。また、電動機、補機等の配置の自由
度を高くすることができる。
内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置されていると
共に、その一端が内燃機関の出力軸と結合されている出
力軸を有する電動機を備えるので、車両のエンジンルー
ム内における電動機、内燃機関、補機等の搭載性を向上
することができる。また、電動機、補機等の配置の自由
度を高くすることができる。
【0014】本発明の第3の態様は、本発明の第1の態
様に係る補機駆動装置を含む車両を提供する。本発明の
第2の態様に係る車両によれば、本発明の第1の態様に
係る補機駆動装置を含むので、エンジンルーム内におけ
る電動機、内燃機関、補機等の配置の自由度が高い車両
を実現することができる。
様に係る補機駆動装置を含む車両を提供する。本発明の
第2の態様に係る車両によれば、本発明の第1の態様に
係る補機駆動装置を含むので、エンジンルーム内におけ
る電動機、内燃機関、補機等の配置の自由度が高い車両
を実現することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る補機駆動装置
について図面を参照しつつ実施例に基づいて説明する。
について図面を参照しつつ実施例に基づいて説明する。
【0016】先ず、図1〜図4を参照して本実施例に係
る補機駆動装置が用いられ得る車両および補機駆動装置
の概略構成について説明する。図1は以下の実施例にお
いて用いられ得る車両の概略構成を示すブロック図であ
る。図2は本実施例に係る補機駆動装置とエンジンとの
配置関係を示す説明図である。図3は本実施例に係る補
機駆動装置の構成を示す説明図である。図4は車両の制
御回路構成を示すブロック図である。
る補機駆動装置が用いられ得る車両および補機駆動装置
の概略構成について説明する。図1は以下の実施例にお
いて用いられ得る車両の概略構成を示すブロック図であ
る。図2は本実施例に係る補機駆動装置とエンジンとの
配置関係を示す説明図である。図3は本実施例に係る補
機駆動装置の構成を示す説明図である。図4は車両の制
御回路構成を示すブロック図である。
【0017】車両は、主動力源としてのガソリンエンジ
ン(燃焼機関)10、第1モータ20、および第2モー
タ30を備えている。第1モータ20は、エンジン10
のクランクシャフト12とドライブシャフト40との継
合および解放を制御すると共にエンジン10のトルクを
増幅する。第2モータ30は、EV走行時に動力源とな
ると共にエンジン10の不足トルクを補完する。ドライ
ブシャフト40は、ディファレンシャルギヤ41、車軸
42を介して車輪43と連結されている。
ン(燃焼機関)10、第1モータ20、および第2モー
タ30を備えている。第1モータ20は、エンジン10
のクランクシャフト12とドライブシャフト40との継
合および解放を制御すると共にエンジン10のトルクを
増幅する。第2モータ30は、EV走行時に動力源とな
ると共にエンジン10の不足トルクを補完する。ドライ
ブシャフト40は、ディファレンシャルギヤ41、車軸
42を介して車輪43と連結されている。
【0018】エンジン10は、吸入空気と共に混合気を
形成するために吸気ポートに向けてガソリン燃料を噴射
するインジェクタ13、吸気バルブ(図示せず)を介し
てシリンダ内に導入された混合気に点火するための点火
プラグ14、出力をエンジン10の外部へ伝達するため
のクランクシャフト12等を備えている。インジェクタ
13、および点火プラグ14に高電圧を供給するイグナ
イタ15は、制御ユニット60によって制御される。点
火プラグ14は、制御ユニット60によって指示された
タイミングにてイグナイタ15から供給される高電圧を
電気火花に変え、これによって混合気は点火され爆発燃
焼する。爆発燃焼により生じたエネルギはクランクシャ
フト12を介して外部に出力される。クランクシャフト
12の近傍にはエンジン回転数センサ50が備えられて
おり、エンジン回転数Ne(クランクシャフト回転数)
検出して制御ユニット60に送信する。また、クランク
シャフト12の一端にはエンジン動力遮断用クラッチ1
6を介してクランクシャフトプーリ120が装着されて
いる。本実施例におけるエンジン動力遮断用クラッチ1
6は、電磁式クラッチである。なお、図1では、インジ
ェクタ13が代表的に1個のみ示されているが、各シリ
ンダ毎に備えられ得ることは言うまでもない。
形成するために吸気ポートに向けてガソリン燃料を噴射
するインジェクタ13、吸気バルブ(図示せず)を介し
てシリンダ内に導入された混合気に点火するための点火
プラグ14、出力をエンジン10の外部へ伝達するため
のクランクシャフト12等を備えている。インジェクタ
13、および点火プラグ14に高電圧を供給するイグナ
イタ15は、制御ユニット60によって制御される。点
火プラグ14は、制御ユニット60によって指示された
タイミングにてイグナイタ15から供給される高電圧を
電気火花に変え、これによって混合気は点火され爆発燃
焼する。爆発燃焼により生じたエネルギはクランクシャ
フト12を介して外部に出力される。クランクシャフト
12の近傍にはエンジン回転数センサ50が備えられて
おり、エンジン回転数Ne(クランクシャフト回転数)
検出して制御ユニット60に送信する。また、クランク
シャフト12の一端にはエンジン動力遮断用クラッチ1
6を介してクランクシャフトプーリ120が装着されて
いる。本実施例におけるエンジン動力遮断用クラッチ1
6は、電磁式クラッチである。なお、図1では、インジ
ェクタ13が代表的に1個のみ示されているが、各シリ
ンダ毎に備えられ得ることは言うまでもない。
【0019】エンジン10には、クランクシャフト12
の一端(駆動用モータ20が配置されていない側)に、
補機駆動用モータ80が装着されている。補機駆動用モ
ータ80は、回転子81が固定されている出力軸82の
軸方向に回転子81と固定子83とが対抗配置されてい
る偏平型のモータである。固定子83と対向する回転子
81の表面には複数の永久磁石が配置されている。固定
子83には回転磁界を形成するための三相コイルが巻回
されている。出力軸82はベアリング841を介して外
側ケース84によって回転自在に支持されている。出力
軸82の一端821(エンジン10側)はクラッチ16
を介してクランクシャフト12の一端と結合されてお
り、出力軸82の他端822には補機90を駆動するた
めのプーリ823が装着されている。補機駆動用モータ
80の固定子83には第1インバータ200が接続され
ており、第1インバータ200はバッテリ(二次電池)
210と接続されていると共に、制御線を介して制御ユ
ニット60と接続されている。
の一端(駆動用モータ20が配置されていない側)に、
補機駆動用モータ80が装着されている。補機駆動用モ
ータ80は、回転子81が固定されている出力軸82の
軸方向に回転子81と固定子83とが対抗配置されてい
る偏平型のモータである。固定子83と対向する回転子
81の表面には複数の永久磁石が配置されている。固定
子83には回転磁界を形成するための三相コイルが巻回
されている。出力軸82はベアリング841を介して外
側ケース84によって回転自在に支持されている。出力
軸82の一端821(エンジン10側)はクラッチ16
を介してクランクシャフト12の一端と結合されてお
り、出力軸82の他端822には補機90を駆動するた
めのプーリ823が装着されている。補機駆動用モータ
80の固定子83には第1インバータ200が接続され
ており、第1インバータ200はバッテリ(二次電池)
210と接続されていると共に、制御線を介して制御ユ
ニット60と接続されている。
【0020】エンジン10の周囲には、補機駆動用モー
タ80を中心にして図2に示すようにウォータポンプ9
1、エアコン用コンプレッサ92、パワーステアリング
用ポンプ93等の補機90が配置されている。各補機9
1、92、93の動力入力軸の一端にはプーリ911、
921、931がそれぞれ装着されている。補機駆動用
モータ80のプーリ823と各補機のプーリ911、9
21、931には、補機駆動用モータ80またはエンジ
ン10の駆動力を各補機91、92、93に伝達するた
めの伝動ベルト17が架装されている。なお、伝動ベル
ト17としては、断面形状が台形であるいわゆるVベル
ト、あるいは厚みがVベルトよりも薄く幅広であると共
にその回転方向に沿ってV字状の溝が複数本形成されて
いるいわゆるVリブベルト等が用いられる。
タ80を中心にして図2に示すようにウォータポンプ9
1、エアコン用コンプレッサ92、パワーステアリング
用ポンプ93等の補機90が配置されている。各補機9
1、92、93の動力入力軸の一端にはプーリ911、
921、931がそれぞれ装着されている。補機駆動用
モータ80のプーリ823と各補機のプーリ911、9
21、931には、補機駆動用モータ80またはエンジ
ン10の駆動力を各補機91、92、93に伝達するた
めの伝動ベルト17が架装されている。なお、伝動ベル
ト17としては、断面形状が台形であるいわゆるVベル
ト、あるいは厚みがVベルトよりも薄く幅広であると共
にその回転方向に沿ってV字状の溝が複数本形成されて
いるいわゆるVリブベルト等が用いられる。
【0021】補機駆動用モータ80は、信号停止時等の
一時的な車両停止時、あるいは、第2モータ30のみに
よる車両駆動時(車両走行時)におけるエンジン10の
運転中断時に補機90を駆動する。補機駆動用モータ8
0は、エンジン10を始動させる際のスタータモータと
しても機能する。すなわち、本実施例においては、従来
のエンジンのみを有する車両に備えられていたギヤ駆動
によりエンジンを回転始動させるエンジン始動専用のス
タータモータを有していない。補機駆動用モータ80お
よびクラッチ16の詳細な動作については後述する。
一時的な車両停止時、あるいは、第2モータ30のみに
よる車両駆動時(車両走行時)におけるエンジン10の
運転中断時に補機90を駆動する。補機駆動用モータ8
0は、エンジン10を始動させる際のスタータモータと
しても機能する。すなわち、本実施例においては、従来
のエンジンのみを有する車両に備えられていたギヤ駆動
によりエンジンを回転始動させるエンジン始動専用のス
タータモータを有していない。補機駆動用モータ80お
よびクラッチ16の詳細な動作については後述する。
【0022】第1モータ20は、三相同期電動機であ
り、アウターロータ21とインナーロータ22とを備え
ている。インナーロータ22の外周面には複数の永久磁
石26が備えられている。インナーロータ22の回転軸
27は中空回転軸24の内部空間を貫通した後、フライ
ホイール18を介してクランクシャフト12と結合され
ている。インナーロータ22の回転軸27上のフライホ
イール18と第2モータ30との間には、インナーロー
タ22の回転数Ndを検出する第1レゾルバ51が配置
されている。アウターロータ21に形成されたスロット
(図示せず)には、三相のコイルが巻回されて三相コイ
ル23が形成されている。この三相コイル23に対する
電力の供給はアウターロータ21の中空回転軸24に対
して摺動可能に備えられているスリップリング25を介
して行われる。スリップリング25には第2インバータ
220が接続されており、第2インバータ220には制
御ユニット60およびバッテリ210が接続されてい
る。アウターロータ21の一端は、ドライブシャフト4
0と結合されており、ドライブシャフト40はディファ
レンシャルギヤ41を介して車軸42と接続されてい
る。第1モータ20とディファレンシャルギヤ41の間
のドライブシャフト40近傍にはアウターロータ21の
回転数を検出する第2レゾルバ52が配置されている。
車軸42の両端には車輪43がそれぞれ取り付けられて
おり、車軸42の近傍には車速vを検出するための車速
センサ54が配置されている。第1モータ20では、イ
ンナーロータ22の永久磁石26により形成される磁界
と制御ユニット60からの指令に基づき三相コイル23
によって形成される磁界との相互作用によって、アウタ
ーロータ21とインナーロータ22とが様々な態様の動
作を示す。
り、アウターロータ21とインナーロータ22とを備え
ている。インナーロータ22の外周面には複数の永久磁
石26が備えられている。インナーロータ22の回転軸
27は中空回転軸24の内部空間を貫通した後、フライ
ホイール18を介してクランクシャフト12と結合され
ている。インナーロータ22の回転軸27上のフライホ
イール18と第2モータ30との間には、インナーロー
タ22の回転数Ndを検出する第1レゾルバ51が配置
されている。アウターロータ21に形成されたスロット
(図示せず)には、三相のコイルが巻回されて三相コイ
ル23が形成されている。この三相コイル23に対する
電力の供給はアウターロータ21の中空回転軸24に対
して摺動可能に備えられているスリップリング25を介
して行われる。スリップリング25には第2インバータ
220が接続されており、第2インバータ220には制
御ユニット60およびバッテリ210が接続されてい
る。アウターロータ21の一端は、ドライブシャフト4
0と結合されており、ドライブシャフト40はディファ
レンシャルギヤ41を介して車軸42と接続されてい
る。第1モータ20とディファレンシャルギヤ41の間
のドライブシャフト40近傍にはアウターロータ21の
回転数を検出する第2レゾルバ52が配置されている。
車軸42の両端には車輪43がそれぞれ取り付けられて
おり、車軸42の近傍には車速vを検出するための車速
センサ54が配置されている。第1モータ20では、イ
ンナーロータ22の永久磁石26により形成される磁界
と制御ユニット60からの指令に基づき三相コイル23
によって形成される磁界との相互作用によって、アウタ
ーロータ21とインナーロータ22とが様々な態様の動
作を示す。
【0023】第2モータ30は、三相同期電動機であ
り、ケース45の内周面に配置された複数のステータ3
1、その外周面に複数の永久磁石32を備えたロータ3
3を備えている。回転磁界を形成する三相コイル34
は、各ステータ31にコイルが巻回されることにより構
成されている。三相コイル34に対しては第3インバー
タ230が接続されており、第3インバータ230は制
御ユニット60およびバッテリ210と接続されてい
る。第2モータ30では、ロータ33の永久磁石32に
より形成される磁界と制御ユニット60からの指令に基
づき三相コイル34によって形成される磁界との相互作
用によって、ロータ33が回転する。ロータ33はドラ
イブシャフト40と同一軸上に配置されていると共にそ
の中空部を第1モータ20のロータ22の回転軸27が
貫通する中空軸35に結合されている。また、第2モー
タ30の中空軸35と第1モータ20のアウターロータ
21の他端とは以下のクラッチ装置70を介して継合お
よび解放可能に連結されている。
り、ケース45の内周面に配置された複数のステータ3
1、その外周面に複数の永久磁石32を備えたロータ3
3を備えている。回転磁界を形成する三相コイル34
は、各ステータ31にコイルが巻回されることにより構
成されている。三相コイル34に対しては第3インバー
タ230が接続されており、第3インバータ230は制
御ユニット60およびバッテリ210と接続されてい
る。第2モータ30では、ロータ33の永久磁石32に
より形成される磁界と制御ユニット60からの指令に基
づき三相コイル34によって形成される磁界との相互作
用によって、ロータ33が回転する。ロータ33はドラ
イブシャフト40と同一軸上に配置されていると共にそ
の中空部を第1モータ20のロータ22の回転軸27が
貫通する中空軸35に結合されている。また、第2モー
タ30の中空軸35と第1モータ20のアウターロータ
21の他端とは以下のクラッチ装置70を介して継合お
よび解放可能に連結されている。
【0024】第1モータ20と第2モータ30との間に
はクラッチ装置70が配置されている。クラッチ装置7
0は図示しないアクチュエータによって駆動される第1
クラッチ71と第2クラッチ72とを備えており、第1
クラッチ71はクランクシャフト12(第1モータ20
のロータ22の回転軸27)と中空軸35(ロータ3
3)との連結の継合および解放を実行し、第2クラッチ
72はアウターロータ21と中空軸35(ロータ33)
との連結の継合および解放を実行する。クラッチ装置7
0には制御ユニット60が接続されており、クラッチ装
置70は制御ユニット60からの指令に基づいて各アク
チュエータ(図示せず)が作動することにより制御され
る。
はクラッチ装置70が配置されている。クラッチ装置7
0は図示しないアクチュエータによって駆動される第1
クラッチ71と第2クラッチ72とを備えており、第1
クラッチ71はクランクシャフト12(第1モータ20
のロータ22の回転軸27)と中空軸35(ロータ3
3)との連結の継合および解放を実行し、第2クラッチ
72はアウターロータ21と中空軸35(ロータ33)
との連結の継合および解放を実行する。クラッチ装置7
0には制御ユニット60が接続されており、クラッチ装
置70は制御ユニット60からの指令に基づいて各アク
チュエータ(図示せず)が作動することにより制御され
る。
【0025】次に、図4を参照して車両の制御回路構成
について説明する。制御ユニット60は、ハイブリッド
ECU(電子制御ユニット)600、エンジンECU6
10、および補機駆動用モータECU620を備えてい
る。ハイブリッドECU600は制御ユニット60の中
核をなすECUであり車両の走行状態全般を制御する。
ハイブリッドECU600は、エンジンECU610、
補機駆動用モータECU620と双方向通信可能に信号
線を介して接続されている。各ECU600、610、
620には図示しないCPU、ROM、RAM等が備え
られている。なお、これらECUは例示であり、例え
ば、ブレーキECU等がハイブリッドECU600とは
別に備えられ得る。
について説明する。制御ユニット60は、ハイブリッド
ECU(電子制御ユニット)600、エンジンECU6
10、および補機駆動用モータECU620を備えてい
る。ハイブリッドECU600は制御ユニット60の中
核をなすECUであり車両の走行状態全般を制御する。
ハイブリッドECU600は、エンジンECU610、
補機駆動用モータECU620と双方向通信可能に信号
線を介して接続されている。各ECU600、610、
620には図示しないCPU、ROM、RAM等が備え
られている。なお、これらECUは例示であり、例え
ば、ブレーキECU等がハイブリッドECU600とは
別に備えられ得る。
【0026】ハイブリッドECU600には、エンジン
10のクランクシャフト12の回転数を検出するエンジ
ン回転数センサ50、インナーロータ22の回転数を検
出する第1レゾルバ51、第1モータ20のアウターロ
ータ21の回転数(第2モータ30のロータ33の回転
数)を検出する第2レゾルバ52、補機駆動用モータ8
0の回転数を検出する第3レゾルバ53、車両の車速を
検出する車速センサ54、アクセル踏み込み量をアクセ
ル開度として検出するアクセル開度センサ55、ブレー
キペダルの踏み込みを検出するブレーキペダル踏み込み
センサ56、ギヤポジションを検出するシフトポジショ
ンセンサ57、およびバッテリ充電率(SOC)を検出
するSOCセンサ58がそれぞれ信号線を介して接続さ
れている。ハイブリッドECU600は、第2、および
第3インバータ220、230と信号線を介して接続さ
れており第1および第2モータ20、30の動作を制御
する。ハイブリッドECU600はクラッチ装置70内
の第1及び第2クラッチ71、72、エンジン動力遮断
クラッチ16に対しても信号線を介して接続されてお
り、これら各クラッチの動作を制御する。
10のクランクシャフト12の回転数を検出するエンジ
ン回転数センサ50、インナーロータ22の回転数を検
出する第1レゾルバ51、第1モータ20のアウターロ
ータ21の回転数(第2モータ30のロータ33の回転
数)を検出する第2レゾルバ52、補機駆動用モータ8
0の回転数を検出する第3レゾルバ53、車両の車速を
検出する車速センサ54、アクセル踏み込み量をアクセ
ル開度として検出するアクセル開度センサ55、ブレー
キペダルの踏み込みを検出するブレーキペダル踏み込み
センサ56、ギヤポジションを検出するシフトポジショ
ンセンサ57、およびバッテリ充電率(SOC)を検出
するSOCセンサ58がそれぞれ信号線を介して接続さ
れている。ハイブリッドECU600は、第2、および
第3インバータ220、230と信号線を介して接続さ
れており第1および第2モータ20、30の動作を制御
する。ハイブリッドECU600はクラッチ装置70内
の第1及び第2クラッチ71、72、エンジン動力遮断
クラッチ16に対しても信号線を介して接続されてお
り、これら各クラッチの動作を制御する。
【0027】エンジンECU610は、ハイブリッドE
CU600からの要求に基づいてインジェクタ13を制
御して要求燃料噴射量を実現し、イグナイタ15に所定
のタイミングで点火信号を送り、スロットル開度等を制
御してエンジン10の運転状態を制御する。また、第2
モータ30のみによる車両走行時(EV走行時)および
アイドリングストップ制御時には、ハイブリッドECU
600からの要求に従って、エンジン10に対する燃料
噴射を停止してエンジン10の運転を停止させる。
CU600からの要求に基づいてインジェクタ13を制
御して要求燃料噴射量を実現し、イグナイタ15に所定
のタイミングで点火信号を送り、スロットル開度等を制
御してエンジン10の運転状態を制御する。また、第2
モータ30のみによる車両走行時(EV走行時)および
アイドリングストップ制御時には、ハイブリッドECU
600からの要求に従って、エンジン10に対する燃料
噴射を停止してエンジン10の運転を停止させる。
【0028】補機駆動用モータECU620には、補機
駆動用モータ80の回転数を検出する第3レゾルバ53
が接続されており、ハイブリッドECU600からの指
令に基づいて、エンジン停止中に第1インバータ200
介して補機駆動用モータ80を制御し、エンジン10停
止時における補機90の駆動を実現する。補機駆動用モ
ータECU620は、エンジン停止状態からエンジン1
0の運転を再開させる際には、ハイブリッドECU60
0からの要求に基づき補機駆動用モータ80を駆動して
エンジン回転数を始動回転数まで上昇させる。
駆動用モータ80の回転数を検出する第3レゾルバ53
が接続されており、ハイブリッドECU600からの指
令に基づいて、エンジン停止中に第1インバータ200
介して補機駆動用モータ80を制御し、エンジン10停
止時における補機90の駆動を実現する。補機駆動用モ
ータECU620は、エンジン停止状態からエンジン1
0の運転を再開させる際には、ハイブリッドECU60
0からの要求に基づき補機駆動用モータ80を駆動して
エンジン回転数を始動回転数まで上昇させる。
【0029】次に、上記構成を備えるハイブリッド車両
の基本的な走行動作について図5および図6を参照して
説明する。図5は本実施例が適用されるハイブリッド車
両の運転制御を実行するための処理ルーチンを示すフロ
ーチャートである。図6は車速vおよび車両要求出力N
を用いて駆動力源を決定するためのマップを示す説明図
である。イグニッションポジションがOFF位置から車
両始動位置(STA)に切り換えられると、ハイブリッ
ドECU600は、バッテリ充電率SOCが下限しきい
値未満であるか否かを判定する(ステップS100)。
ハイブリッドECU600は、バッテリ充電率SOCが
下限しきい値未満であると判定した場合には(ステップ
S100:Yes)、エンジン10の始動を補機駆動用
モータECU620およびエンジンECU610に要求
する(ステップS110)。補機駆動用モータECU6
20は、補機駆動駆動用モータ80によってエンジン回
転数を始動時回転数まで上昇させる。エンジンECU6
10は、インジェクタ13を介して燃料を噴射し、点火
プラグ14を介して点火処理を実行する。補機駆動ユニ
ット80のエンジン始動処理の詳細については後述す
る。
の基本的な走行動作について図5および図6を参照して
説明する。図5は本実施例が適用されるハイブリッド車
両の運転制御を実行するための処理ルーチンを示すフロ
ーチャートである。図6は車速vおよび車両要求出力N
を用いて駆動力源を決定するためのマップを示す説明図
である。イグニッションポジションがOFF位置から車
両始動位置(STA)に切り換えられると、ハイブリッ
ドECU600は、バッテリ充電率SOCが下限しきい
値未満であるか否かを判定する(ステップS100)。
ハイブリッドECU600は、バッテリ充電率SOCが
下限しきい値未満であると判定した場合には(ステップ
S100:Yes)、エンジン10の始動を補機駆動用
モータECU620およびエンジンECU610に要求
する(ステップS110)。補機駆動用モータECU6
20は、補機駆動駆動用モータ80によってエンジン回
転数を始動時回転数まで上昇させる。エンジンECU6
10は、インジェクタ13を介して燃料を噴射し、点火
プラグ14を介して点火処理を実行する。補機駆動ユニ
ット80のエンジン始動処理の詳細については後述す
る。
【0030】エンジン始動後、ハイブリッドECU60
0は、アクセル開度センサ55から取得したアクセル開
度θ、および車速センサ54から取得した車速vに基づ
いて車両要求出力Prを用いて決定する(ステップS1
20)。ハイブリッドECU600は、エンジンECU
610を介してエンジン10を最適運転ポイントのいず
れかの点で運転させると共に、クラッチ70を制御して
第1モータ20をジェネレータ(エンジン負荷)として
作動させて車両要求出力Prを出力させる(ステップS
130)。このとき、第1モータ20によって生成され
た電力はバッテリ210を充電するために用いられる。
0は、アクセル開度センサ55から取得したアクセル開
度θ、および車速センサ54から取得した車速vに基づ
いて車両要求出力Prを用いて決定する(ステップS1
20)。ハイブリッドECU600は、エンジンECU
610を介してエンジン10を最適運転ポイントのいず
れかの点で運転させると共に、クラッチ70を制御して
第1モータ20をジェネレータ(エンジン負荷)として
作動させて車両要求出力Prを出力させる(ステップS
130)。このとき、第1モータ20によって生成され
た電力はバッテリ210を充電するために用いられる。
【0031】すなわち、ハイブリッドECU600は、
第1クラッチ71および第2クラッチ72を解放状態と
し、第1モータ20をエンジン10の負荷として作動さ
せてバッテリ210の充電を行うと共にエンジン10に
よって車両要求出力Prを出力させる。このようにエン
ジン10を駆動力源とする場合には、エンジン10によ
って補機90が駆動される。この場合の補機駆動用モー
タ80の動作については後述する。
第1クラッチ71および第2クラッチ72を解放状態と
し、第1モータ20をエンジン10の負荷として作動さ
せてバッテリ210の充電を行うと共にエンジン10に
よって車両要求出力Prを出力させる。このようにエン
ジン10を駆動力源とする場合には、エンジン10によ
って補機90が駆動される。この場合の補機駆動用モー
タ80の動作については後述する。
【0032】これに対して、ハイブリッドECU600
は、バッテリ充電率SOCが下限しきい値以上であると
判定した場合には(ステップS100:No)、アクセ
ル開度センサ55から取得したアクセル開度θ、および
車速センサ54から取得した車速vに基づいて車両要求
出力Prを求める(ステップS140)。本実施例で
は、車両要求出力Prと車速vとに基づいて図6に示す
マップを用いてエンジン10、第1または第2モータ2
0、30の出力分担を決定する。具体的には以下の通り
である。ハイブリッドECU600は、決定した車両要
求出力Prがエンジン10を最適運転ポイントで運転さ
せることができる最小エンジン出力Peminよりも大き
いか否かを判定する(ステップS150)。ハイブリッ
ドECU600は、Pr≦Peminであると判定した場
合には(ステップS150:Yes)、第1クラッチ7
1を解放し、第2クラッチ72を継合して、第1モータ
20のアウターロータ21およびクランクシャフト12
を第2モータ30と切り離す。これにより、第2モータ
30の負荷を低減することができる。ハイブリッドEC
U600は、バッテリ210の電力を用いて第2モータ
30によって車両要求出力Prを出力する(ステップS
160)。かかる場合には、後述するように補機駆動用
モータ80によって補機90が駆動される。
は、バッテリ充電率SOCが下限しきい値以上であると
判定した場合には(ステップS100:No)、アクセ
ル開度センサ55から取得したアクセル開度θ、および
車速センサ54から取得した車速vに基づいて車両要求
出力Prを求める(ステップS140)。本実施例で
は、車両要求出力Prと車速vとに基づいて図6に示す
マップを用いてエンジン10、第1または第2モータ2
0、30の出力分担を決定する。具体的には以下の通り
である。ハイブリッドECU600は、決定した車両要
求出力Prがエンジン10を最適運転ポイントで運転さ
せることができる最小エンジン出力Peminよりも大き
いか否かを判定する(ステップS150)。ハイブリッ
ドECU600は、Pr≦Peminであると判定した場
合には(ステップS150:Yes)、第1クラッチ7
1を解放し、第2クラッチ72を継合して、第1モータ
20のアウターロータ21およびクランクシャフト12
を第2モータ30と切り離す。これにより、第2モータ
30の負荷を低減することができる。ハイブリッドEC
U600は、バッテリ210の電力を用いて第2モータ
30によって車両要求出力Prを出力する(ステップS
160)。かかる場合には、後述するように補機駆動用
モータ80によって補機90が駆動される。
【0033】ハイブリッドECU600は、決定した車
両要求出力Prが最小エンジン出力Peminよりも大き
いと判定した場合には(ステップS150:No)、図
6に示すマップに基づいてエンジン10、クラッチ7
0、第1モータ20、および第2モータ30を制御して
車両要求出力Prを出力する(ステップS170)。す
なわち、本実施例ではエネルギ効率が高くなるように図
6に示すマップに基づいてエンジン10、第1および第
2モータ20、30が運転されるので、エンジン10は
車両要求出力Prと直接関連付けられることなく最適運
転ポイントにて運転される。したがって、ハイブリッド
ECU600は、クラッチ70、第1および第2モータ
20、30を制御して無段階変速機機能を実現して車両
要求出力Prを出力させる。具体的には、エンジン回転
数Neがドライブシャフト回転数Ndよりも高い場合に
は、第1クラッチ71を継合し、第2クラッチを解放し
てアンダードライブ制御を実行する。かかる構成では、
第1モータ20は、負のトルクを出力(回生動作)する
こととなるため、第1モータ20はジェネレータとして
機能し、第1モータ20にて生成された電力は第2モー
タ30によって消費されることとなる。
両要求出力Prが最小エンジン出力Peminよりも大き
いと判定した場合には(ステップS150:No)、図
6に示すマップに基づいてエンジン10、クラッチ7
0、第1モータ20、および第2モータ30を制御して
車両要求出力Prを出力する(ステップS170)。す
なわち、本実施例ではエネルギ効率が高くなるように図
6に示すマップに基づいてエンジン10、第1および第
2モータ20、30が運転されるので、エンジン10は
車両要求出力Prと直接関連付けられることなく最適運
転ポイントにて運転される。したがって、ハイブリッド
ECU600は、クラッチ70、第1および第2モータ
20、30を制御して無段階変速機機能を実現して車両
要求出力Prを出力させる。具体的には、エンジン回転
数Neがドライブシャフト回転数Ndよりも高い場合に
は、第1クラッチ71を継合し、第2クラッチを解放し
てアンダードライブ制御を実行する。かかる構成では、
第1モータ20は、負のトルクを出力(回生動作)する
こととなるため、第1モータ20はジェネレータとして
機能し、第1モータ20にて生成された電力は第2モー
タ30によって消費されることとなる。
【0034】このようなアンダードライブ制御時の動力
伝達系の構成では、第1モータ20がエンジン10に結
合されており第1モータ20の出力トルクがエンジン1
0の負荷トルクとなるので、第1モータ20の目標モー
タトルクをエンジン10の目標エンジントルクに合わせ
ることによりエンジン10を目標エンジントルクにて安
定して運転させるのである。
伝達系の構成では、第1モータ20がエンジン10に結
合されており第1モータ20の出力トルクがエンジン1
0の負荷トルクとなるので、第1モータ20の目標モー
タトルクをエンジン10の目標エンジントルクに合わせ
ることによりエンジン10を目標エンジントルクにて安
定して運転させるのである。
【0035】一方、エンジン回転数Neがドライブシャ
フト回転数Ndよりも低い場合には、第1クラッチ71
を解放し、第2クラッチを継合してオーバードライブ制
御を実行する。かかる構成では、第2モータ30は、負
のトルクを出力(回生動作)することとなるため、第2
モータ30はジェネレータとして機能し、第2モータ3
0にて生成された電力は第1モータ20によって消費さ
れることとなる。
フト回転数Ndよりも低い場合には、第1クラッチ71
を解放し、第2クラッチを継合してオーバードライブ制
御を実行する。かかる構成では、第2モータ30は、負
のトルクを出力(回生動作)することとなるため、第2
モータ30はジェネレータとして機能し、第2モータ3
0にて生成された電力は第1モータ20によって消費さ
れることとなる。
【0036】このようなオーバードライブ制御時の動力
伝達系の構成では、第2モータ30がエンジン10に結
合されており第2モータ30の出力トルクがエンジン1
0の負荷トルクとなるので、第2モータ30の目標モー
タトルクをエンジン10の目標エンジントルクに合わせ
ることによりエンジン10を目標エンジントルクにて安
定して運転させるのである。
伝達系の構成では、第2モータ30がエンジン10に結
合されており第2モータ30の出力トルクがエンジン1
0の負荷トルクとなるので、第2モータ30の目標モー
タトルクをエンジン10の目標エンジントルクに合わせ
ることによりエンジン10を目標エンジントルクにて安
定して運転させるのである。
【0037】ハイブリッドECU600は、車両減速時
には第2モータ30をジェネレータとして機能させ、回
生エネルギを電力としてバッテリ210に蓄える。ま
た、バッテリ充電状態SOCが下限しきい値未満となっ
た場合には、エンジン10の運転停止条件下でもエンジ
ン10を運転させて第1モータを駆動してバッテリ21
0を充電する。
には第2モータ30をジェネレータとして機能させ、回
生エネルギを電力としてバッテリ210に蓄える。ま
た、バッテリ充電状態SOCが下限しきい値未満となっ
た場合には、エンジン10の運転停止条件下でもエンジ
ン10を運転させて第1モータを駆動してバッテリ21
0を充電する。
【0038】なお、エンジン10を始動させる際に、補
機駆動用モータ80が補機を駆動中の場合には、補機駆
動用モータ80に対して反転位相電流を入力して補機駆
動用モータ80の回転数を低減させても良い。かかる場
合、ハイブリッドECU600は、補機駆動用モータ8
0の回転数が所定値に到達したところで後述するエンジ
ン始動処理を実行する。
機駆動用モータ80が補機を駆動中の場合には、補機駆
動用モータ80に対して反転位相電流を入力して補機駆
動用モータ80の回転数を低減させても良い。かかる場
合、ハイブリッドECU600は、補機駆動用モータ8
0の回転数が所定値に到達したところで後述するエンジ
ン始動処理を実行する。
【0039】また、車両走行中に信号停止等で一時的に
車両が停止する場合、ハイブリッドECU600は、所
定の条件下でエンジン10のアイドリング運転を停止さ
せる、いわゆるアイドリングストップの処理を実行す
る。ハイブリッドECU600は、バッテリ充電率SO
Cが所定の下限しきい値以上の場合には、エンジン10
のアイドリング運転を停止させると共に、補機駆動用モ
ータ80によってエンジン運転停止時補機駆動処理を実
行する。これに対して、バッテリ充電率SOCが下限し
きい値未満の場合には、ハイブリッドECU600はエ
ンジン10を運転状態のまま維持する。
車両が停止する場合、ハイブリッドECU600は、所
定の条件下でエンジン10のアイドリング運転を停止さ
せる、いわゆるアイドリングストップの処理を実行す
る。ハイブリッドECU600は、バッテリ充電率SO
Cが所定の下限しきい値以上の場合には、エンジン10
のアイドリング運転を停止させると共に、補機駆動用モ
ータ80によってエンジン運転停止時補機駆動処理を実
行する。これに対して、バッテリ充電率SOCが下限し
きい値未満の場合には、ハイブリッドECU600はエ
ンジン10を運転状態のまま維持する。
【0040】次に図7を参照して補機駆動用モータ80
の動作について説明する。図6は補機駆動用モータ80
の運転を制御するための処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。
の動作について説明する。図6は補機駆動用モータ80
の運転を制御するための処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。
【0041】ハイブリッドECU600は、補機駆動用
モータ80の運転要求を検出すると本処理ルーチンを開
始する。ハイブリッドECU600は、補機駆動用モー
タ80の運転要求が補機駆動要求によるものか否かを判
定する(ステップS200)。ハイブリッドECU60
0は、運転要求が補機駆動要求によるものであると判定
した場合には(ステップS200:Yes)、エンジン
10が運転中であるか否かを判定する(ステップS21
0)。すなわち、車両の状態がEV走行状態またはアイ
ドリングストップ状態にあるのか、エンジン10が運転
状態にあるのかを判定する。ハイブリッドECU600
は、エンジン10が運転中であると判定した場合には
(ステップS210:Yes)、エンジン運転時補機駆
動処理(ステップS220)を実行する。エンジン運転
時補機駆動処理では、ハイブリッドECU600は、エ
ンジン動力遮断用クラッチ16をオンし、エンジン10
を補機駆動系統の動力源とする。これにより、補機9
1、92、93が伝動ベルト17を介してエンジン10
によって駆動される。この処理においては、補機駆動用
モータECU620は、補機駆動用モータ80に対して
制御電流を入力せず、補機駆動用モータ80は空転す
る。
モータ80の運転要求を検出すると本処理ルーチンを開
始する。ハイブリッドECU600は、補機駆動用モー
タ80の運転要求が補機駆動要求によるものか否かを判
定する(ステップS200)。ハイブリッドECU60
0は、運転要求が補機駆動要求によるものであると判定
した場合には(ステップS200:Yes)、エンジン
10が運転中であるか否かを判定する(ステップS21
0)。すなわち、車両の状態がEV走行状態またはアイ
ドリングストップ状態にあるのか、エンジン10が運転
状態にあるのかを判定する。ハイブリッドECU600
は、エンジン10が運転中であると判定した場合には
(ステップS210:Yes)、エンジン運転時補機駆
動処理(ステップS220)を実行する。エンジン運転
時補機駆動処理では、ハイブリッドECU600は、エ
ンジン動力遮断用クラッチ16をオンし、エンジン10
を補機駆動系統の動力源とする。これにより、補機9
1、92、93が伝動ベルト17を介してエンジン10
によって駆動される。この処理においては、補機駆動用
モータECU620は、補機駆動用モータ80に対して
制御電流を入力せず、補機駆動用モータ80は空転す
る。
【0042】一方、ハイブリッドECU600は、エン
ジン10が運転を停止していると判定した場合には(ス
テップS210:No)、エンジン停止時補機駆動処理
(ステップS230)を実行する。エンジン停止時補機
駆動処理では、ハイブリッドECU600は、エンジン
動力遮断用クラッチ16をオフし、エンジン10を補機
駆動系統から遮断して補機駆動用モータ80の負荷を軽
減する。補機駆動用モータECU620は、要求されて
いる油圧、または冷却能力を実現するために必要な出力
を出力するように補機駆動用モータ80を制御し、補機
駆動用モータ80の駆動力は伝動ベルト17を介して補
機91、92、93に伝達される。
ジン10が運転を停止していると判定した場合には(ス
テップS210:No)、エンジン停止時補機駆動処理
(ステップS230)を実行する。エンジン停止時補機
駆動処理では、ハイブリッドECU600は、エンジン
動力遮断用クラッチ16をオフし、エンジン10を補機
駆動系統から遮断して補機駆動用モータ80の負荷を軽
減する。補機駆動用モータECU620は、要求されて
いる油圧、または冷却能力を実現するために必要な出力
を出力するように補機駆動用モータ80を制御し、補機
駆動用モータ80の駆動力は伝動ベルト17を介して補
機91、92、93に伝達される。
【0043】ハイブリッドECU600は、補機駆動用
モータ80の運転要求が補機駆動要求によるものでない
と判定した場合には(ステップS200:No)、補機
駆動用モータ80の運転要求がエンジン10の始動要求
に基づくものであるか否かを判定する(ステップS24
0)。ハイブリッドECU600は、補機駆動用モータ
80の運転要求がエンジン10の始動要求に基づくもの
であると判定した場合には(ステップS240:Ye
s)、エンジン始動処理を実行する(ステップ25
0)。エンジン始動処理に当たっては、ハイブリッドE
CU600は、エンジン動力遮断用クラッチ16をオン
する前に、既述のように補機駆動用モータ80の回転数
を低減する。次にハイブリッドECU600は、補機駆
動用モータ80の回転数が所定回転数となったところ
で、エンジン動力遮断用クラッチ16をオンして補機駆
動用モータ80の出力軸75とクランクシャフト12と
を直接結合する。すなわち、補機駆動用モータ80とク
ランクシャフト12とは直結され、クランクシャフト1
2は補機駆動用モータ80によって直接駆動される。補
機駆動用モータECU620は、第1インバータ200
を介して補機駆動用モータ80を駆動してエンジン回転
数を始動時回転数まで上昇させる。
モータ80の運転要求が補機駆動要求によるものでない
と判定した場合には(ステップS200:No)、補機
駆動用モータ80の運転要求がエンジン10の始動要求
に基づくものであるか否かを判定する(ステップS24
0)。ハイブリッドECU600は、補機駆動用モータ
80の運転要求がエンジン10の始動要求に基づくもの
であると判定した場合には(ステップS240:Ye
s)、エンジン始動処理を実行する(ステップ25
0)。エンジン始動処理に当たっては、ハイブリッドE
CU600は、エンジン動力遮断用クラッチ16をオン
する前に、既述のように補機駆動用モータ80の回転数
を低減する。次にハイブリッドECU600は、補機駆
動用モータ80の回転数が所定回転数となったところ
で、エンジン動力遮断用クラッチ16をオンして補機駆
動用モータ80の出力軸75とクランクシャフト12と
を直接結合する。すなわち、補機駆動用モータ80とク
ランクシャフト12とは直結され、クランクシャフト1
2は補機駆動用モータ80によって直接駆動される。補
機駆動用モータECU620は、第1インバータ200
を介して補機駆動用モータ80を駆動してエンジン回転
数を始動時回転数まで上昇させる。
【0044】一方、ハイブリッドECU600は、エン
ジン10が運転中であり、補機駆動用モータ80の運転
要求がエンジン10の始動要求に基づくものではないと
判定した場合には(ステップS240:No)、発電処
理を実行する(ステップS260)。発電処理では、ハ
イブリッドECU600は、エンジン動力遮断用クラッ
チ16をオンする。補機駆動用モータ80は、エンジン
10の駆動力によって回転駆動され、補機駆動用モータ
ECU620によって磁界形成が制御されることにより
ジェネレータとして機能する。なお、この発電処理は、
このように独立して実行される他、エンジン運転時補機
駆動処理(ステップS220)においても同時に実行さ
れ得る。かかる場合には、補機駆動用モータ80は、補
機駆動用モータECU620によって磁界形成が制御さ
れジェネレータとして機能する。
ジン10が運転中であり、補機駆動用モータ80の運転
要求がエンジン10の始動要求に基づくものではないと
判定した場合には(ステップS240:No)、発電処
理を実行する(ステップS260)。発電処理では、ハ
イブリッドECU600は、エンジン動力遮断用クラッ
チ16をオンする。補機駆動用モータ80は、エンジン
10の駆動力によって回転駆動され、補機駆動用モータ
ECU620によって磁界形成が制御されることにより
ジェネレータとして機能する。なお、この発電処理は、
このように独立して実行される他、エンジン運転時補機
駆動処理(ステップS220)においても同時に実行さ
れ得る。かかる場合には、補機駆動用モータ80は、補
機駆動用モータECU620によって磁界形成が制御さ
れジェネレータとして機能する。
【0045】以上説明したように本発明に係る補機駆動
装置によれば、補機駆動用モータ80の出力軸82とク
ランクシャフト12とが同軸上に配置されていると共
に、エンジン動力遮断クラッチ16を介して直接結合さ
れている。したがって、補機駆動用モータ80とエンジ
ン10との間における動力伝達効率を向上させることが
できる。すなわち、伝動ベルトやプーリを介して補機駆
動用モータとエンジンとが連結されていた場合に生じて
いた、ベルトの滑り等に伴う伝達ロスを排除することが
できる。
装置によれば、補機駆動用モータ80の出力軸82とク
ランクシャフト12とが同軸上に配置されていると共
に、エンジン動力遮断クラッチ16を介して直接結合さ
れている。したがって、補機駆動用モータ80とエンジ
ン10との間における動力伝達効率を向上させることが
できる。すなわち、伝動ベルトやプーリを介して補機駆
動用モータとエンジンとが連結されていた場合に生じて
いた、ベルトの滑り等に伴う伝達ロスを排除することが
できる。
【0046】また、補機駆動用モータ80によってエン
ジン10を始動させる際に、ベルトの耐久性等を考慮す
る必要がなく必要な駆動力でクランクシャフト12を駆
動することができる。伝動ベルトを介して補機駆動用モ
ータとエンジンとが連結されていた場合には、特に、補
機駆動用モータ80によりエンジンを始動する際の伝動
ベルトに掛かる負荷が問題となっていたが、本実施例に
よれば、補機駆動用モータ80とエンジン10との結合
に伝動ベルトを用いていないのでこのような問題を排除
することができる。また、伝動ベルトの耐久性を懸念す
ることなく、補機駆動用モータ80により頻繁にエンジ
ン10の始動処理を実行することができる。
ジン10を始動させる際に、ベルトの耐久性等を考慮す
る必要がなく必要な駆動力でクランクシャフト12を駆
動することができる。伝動ベルトを介して補機駆動用モ
ータとエンジンとが連結されていた場合には、特に、補
機駆動用モータ80によりエンジンを始動する際の伝動
ベルトに掛かる負荷が問題となっていたが、本実施例に
よれば、補機駆動用モータ80とエンジン10との結合
に伝動ベルトを用いていないのでこのような問題を排除
することができる。また、伝動ベルトの耐久性を懸念す
ることなく、補機駆動用モータ80により頻繁にエンジ
ン10の始動処理を実行することができる。
【0047】以上、いくつかの発明の実施の形態に基づ
き本発明に係る車両の補機駆動装置を説明してきたが、
上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。
本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱するこ
となく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等
価物が含まれることはもちろんである。
き本発明に係る車両の補機駆動装置を説明してきたが、
上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にす
るためのものであり、本発明を限定するものではない。
本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱するこ
となく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等
価物が含まれることはもちろんである。
【0048】例えば、上記実施例ではクランクシャフト
12および補機駆動用モータ80の出力軸82とは同軸
上に配置され、エンジン動力遮断クラッチ16を介して
結合されているが、図8に示すように補機駆動用モータ
80の出力軸82をクランクシャフト12に対して平行
にずらした位置に配置しても良い。すなわち、出力軸8
2とクランクシャフト12の平行関係を維持したまま、
補機駆動用モータ80をクランクシャフト12の軸上以
外の場所に配置しても良い。かかる場合には、補機駆動
用モータ80の出力軸82に装着されているギヤ724
とクランクシャフト12に装着されているギヤ121を
介して連結することにより、補機駆動用モータ80とエ
ンジン10との間における伝達ロスを低減することがで
きる。また、このような配置によって、補機駆動用モー
タ80の配置場所の自由度を高めることができる。
12および補機駆動用モータ80の出力軸82とは同軸
上に配置され、エンジン動力遮断クラッチ16を介して
結合されているが、図8に示すように補機駆動用モータ
80の出力軸82をクランクシャフト12に対して平行
にずらした位置に配置しても良い。すなわち、出力軸8
2とクランクシャフト12の平行関係を維持したまま、
補機駆動用モータ80をクランクシャフト12の軸上以
外の場所に配置しても良い。かかる場合には、補機駆動
用モータ80の出力軸82に装着されているギヤ724
とクランクシャフト12に装着されているギヤ121を
介して連結することにより、補機駆動用モータ80とエ
ンジン10との間における伝達ロスを低減することがで
きる。また、このような配置によって、補機駆動用モー
タ80の配置場所の自由度を高めることができる。
【0049】上記実施例では、補機駆動用モータ80と
して回転子と固定子とが軸方向に対向する偏平型モータ
を用いたが、回転軸方向の長さよりも径方向の長さが大
きなモータで有ればこれに限られず、例えば、回転子の
外周面と固定子とが対向する一般的なモータを用いても
良い。
して回転子と固定子とが軸方向に対向する偏平型モータ
を用いたが、回転軸方向の長さよりも径方向の長さが大
きなモータで有ればこれに限られず、例えば、回転子の
外周面と固定子とが対向する一般的なモータを用いても
良い。
【0050】また、上記実施例では、補機駆動用モータ
80の出力軸82と補機90の入力軸を伝動ベルト17
を介して連結する構成を備えているが、伝動ベルト17
に代わる動力伝達手段として伝動チェーンを用いても良
い。伝動チェーンを用いる場合には、プーリに代えてス
プロケットが用いられる。
80の出力軸82と補機90の入力軸を伝動ベルト17
を介して連結する構成を備えているが、伝動ベルト17
に代わる動力伝達手段として伝動チェーンを用いても良
い。伝動チェーンを用いる場合には、プーリに代えてス
プロケットが用いられる。
【0051】さらに、上記実施例ではエンジン動力遮断
用クラッチ16として電磁式クラッチを用いているが、
ワンウェイクラッチを用いてもよい。ワンウェイクラッ
チをエンジン動力遮断クラッチ16に用いる場合には、
例えば、エンジン10の回転数が補機駆動用モータ80
の回転数よりも高い場合にクラッチが継合するようにす
る。ワンウェイクラッチは、電磁式クラッチと比較して
構造が簡単であると共に、特別な制御回路を必要とせ
ず、さらに安価であるという利点を有する。その一方
で、補機駆動用モータ80によりクランクシャフト12
を回転させる場合には非継合状態となるので、補機駆動
用モータ80によってエンジン10を始動させることは
できない(クラッチが継合しない)ので、エンジン10
を始動させるモータを別に備える必要がある。
用クラッチ16として電磁式クラッチを用いているが、
ワンウェイクラッチを用いてもよい。ワンウェイクラッ
チをエンジン動力遮断クラッチ16に用いる場合には、
例えば、エンジン10の回転数が補機駆動用モータ80
の回転数よりも高い場合にクラッチが継合するようにす
る。ワンウェイクラッチは、電磁式クラッチと比較して
構造が簡単であると共に、特別な制御回路を必要とせ
ず、さらに安価であるという利点を有する。その一方
で、補機駆動用モータ80によりクランクシャフト12
を回転させる場合には非継合状態となるので、補機駆動
用モータ80によってエンジン10を始動させることは
できない(クラッチが継合しない)ので、エンジン10
を始動させるモータを別に備える必要がある。
【0052】上記各実施例では、トランスミッション2
7として5段有段式のオートマチックを用いたが、AT
に代えて手動式変速機、自動式無段変速機(CVT)を
用いても良い。
7として5段有段式のオートマチックを用いたが、AT
に代えて手動式変速機、自動式無段変速機(CVT)を
用いても良い。
【0053】上記実施例では、車両発進時に駆動用モー
タ20のみによって、または、エンジン10のみによっ
て車両要求出力を出力して車両を発進させているが、こ
れに加えて条件に応じてエンジン10および駆動用モー
タ20によって車両要求出力を出力して車両を発進させ
てもよい。車両発進時における車両要求出力が駆動用モ
ータ20の出力可能出力を超えている場合に、車両要求
出力に応じた出力を出力することができる。
タ20のみによって、または、エンジン10のみによっ
て車両要求出力を出力して車両を発進させているが、こ
れに加えて条件に応じてエンジン10および駆動用モー
タ20によって車両要求出力を出力して車両を発進させ
てもよい。車両発進時における車両要求出力が駆動用モ
ータ20の出力可能出力を超えている場合に、車両要求
出力に応じた出力を出力することができる。
【0054】上記各実施例では、車両の動力源としてエ
ンジン10および車両駆動用モータ20を備えるハイブ
リッド車両に基づいて本発明を説明したが、本発明はい
わゆるアイドリングストップ機能を備えたエンジン10
のみを有する車両に対しても適用し得る。かかる場合に
も、エンジン10のアイドリング運転を停止する際には
エンジン10以外の動力源によって補機を駆動する必要
があるからである。また、補機を駆動するにあたって、
必要な補機だけを選択的に駆動することによりバッテリ
210の消耗を抑制し、ひいては燃費を向上させること
ができる。
ンジン10および車両駆動用モータ20を備えるハイブ
リッド車両に基づいて本発明を説明したが、本発明はい
わゆるアイドリングストップ機能を備えたエンジン10
のみを有する車両に対しても適用し得る。かかる場合に
も、エンジン10のアイドリング運転を停止する際には
エンジン10以外の動力源によって補機を駆動する必要
があるからである。また、補機を駆動するにあたって、
必要な補機だけを選択的に駆動することによりバッテリ
210の消耗を抑制し、ひいては燃費を向上させること
ができる。
【図1】本実施例において用いられ得る車両の概略構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図2】本実施例に係る補機駆動装置とエンジン10と
の配置関係を示す説明図である
の配置関係を示す説明図である
【図3】本実施例に係る補機駆動装置の中核をなす補機
駆動用モータ80の構成を示す説明図である。
駆動用モータ80の構成を示す説明図である。
【図4】車両の制御回路構成を示すブロック図である。
【図5】本実施例が適用されるハイブリッド車両の運転
制御を実行するための処理ルーチンを示すフローチャー
トである。
制御を実行するための処理ルーチンを示すフローチャー
トである。
【図6】車速vおよび車両要求出力Nを用いて駆動力源
を決定するためのマップを示す説明図である。
を決定するためのマップを示す説明図である。
【図7】補機駆動用モータ80の運転を制御するための
処理ルーチンを示すフローチャートである。
処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図8】補機駆動用モータ80の他の配置例を示す説明
図である。
図である。
10…エンジン 12…クランクシャフト 121…ギヤ 13…インジェクタ 14…点火プラグ 15…イグナイタ 16…エンジン動力遮断クラッチ 17…伝動ベルト 20…駆動用モータ 21…ロータ 22…ステータ 23…回転軸 25…トルクコンバータ 27…トランスミッション 30…ドライブシャフト 31…ディファレンシャルギヤ 32…車軸 33…車輪 36…油圧回路 50…エンジン回転数センサ 51…第1レゾルバ 52…第2レゾルバ 53…第3レゾルバ 54…車速センサ 55…アクセル開度センサ 56…ブレーキペダル踏み込みセンサ 57…シフトポジションセンサ 58…SOCセンサ 60…制御ユニット 600…ハイブリッドECU 610…エンジンECU 620…補機駆動用モータECU 80…補機駆動用モータ 81…回転子 82…出力軸 83…固定子 84…外部ケース 813…中空出力軸 814…中実出力軸 823…プーリ 824…ギヤ 841…ベアリング 90…補機 200…第1インバータ 210…バッテリ 220…第2インバータ 230…第3インバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 29/06 F02D 29/06 J F02N 11/00 G F02N 11/00 15/02 D 15/02 H02K 21/14 M H02K 21/14 21/24 M 21/24 B60K 9/00 E (72)発明者 平子 勝 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 後藤 一裕 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G092 AA01 AB02 AC02 AC03 BB01 DE01S EA14 3G093 AA01 AA05 AA06 AA07 BA21 BA22 CA01 CA04 DA01 DA06 DB05 DB11 DB15 DB19 EA05 EB08 EC02 FA10 5H115 PA11 PA12 PG04 PU02 PU10 PU25 PV10 QE12 QE17 QI04 RB11 SE04 TB03 TE03 TI01 TO21 5H621 BB10 GA01 GA04 JK13 JK15
Claims (10)
- 【請求項1】車両状態に応じて内燃機関の運転停止およ
び運転再開を実行可能であると共に、前記内燃機関の運
転時には前記内燃機関の出力軸により補機が駆動される
車両における、前記内燃機関の運転停止中に補機を駆動
する補機駆動装置であって、 前記内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置されてい
ると共に、その一端が前記内燃機関の出力軸と結合され
ている出力軸を有する電動機と、 前記電動機の出力軸の他端と前記補機との間の動力の伝
達を行う動力伝達手段とを備える補機駆動装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の補機駆動装置はさらに、 前記電動機の出力軸の一端と前記内燃機関の出力軸との
間に配置されていると共に、前記電動機の出力軸と前記
内燃機関の出力軸との間の動力の伝達を遮断または許容
する継合装置を備えることを特徴とする補機駆動装置。 - 【請求項3】請求項2に記載の補機駆動装置において、 前記継合装置は、前記内燃機関の始動時には動力伝達許
容状態とされ、前記電動機は前記内燃機関を始動回転さ
せることを特徴とする補機駆動装置。 - 【請求項4】請求項1または請求項2に記載の補機駆動
装置において、 前記電動機は、前記出力軸方向の長さが前記出力軸の法
線方向の長さよりも短いことを特徴とする補機駆動装
置。 - 【請求項5】請求項4に記載の補機駆動装置において、 前記電動機は前記電動機の出力軸方向に対向する回転子
と固定子とを備える偏平型電動機であることを特徴とす
る補機駆動装置。 - 【請求項6】請求項2ないし請求項5のいずれか一の請
求項に記載の補機駆動装置において、 前記継合装置は、前記内燃機関の出力軸の回転数が前記
電動機の出力軸の回転数よりも高い場合には前記内燃機
関の出力軸と前記電動機の出力軸との間の動力の伝達を
許容するワンウェイクラッチであることを特徴とする補
機駆動装置。 - 【請求項7】請求項2ないし請求項5のいずれか一の請
求項に記載の補機駆動装置において、 前記継合装置は、前記内燃機関の出力軸の回転数、およ
び前記電動機の出力軸の回転数にかかわらず任意に前記
内燃機関の出力軸と前記電動機の出力軸との間の動力の
伝達を遮断または許容する電磁式クラッチであることを
特徴とする補機駆動装置。 - 【請求項8】請求項7に記載の補機駆動装置において、 前記電磁式クラッチは、前記内燃機関の始動時には動力
伝達許容状態とされ、前記電動機は前記内燃機関を始動
回転させることを特徴とする補機駆動装置。 - 【請求項9】出力軸を有する内燃機関の運転停止および
運転再開を車両状態に応じて実行可能な車両であって、 前記内燃機関の出力軸と同軸または平行に配置されてい
ると共に、その一端が前記内燃機関の出力軸と結合され
ている出力軸を有する電動機と、 前記電動機の出力軸の他端と前記補機との間の動力の伝
達を行う動力伝達手段と、 前記内燃機関の運転時には前記内燃機関によって前記補
機を駆動し、前記内燃機関の運転停止中には前記電動機
によって前記補機を駆動する補機駆動手段とを備える車
両。 - 【請求項10】請求項2ないし請求項8のいずれか一の
請求項に記載の補機駆動装置を含む車両。
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