JP2001333506A - ハイブリッド車両およびその制御方法 - Google Patents
ハイブリッド車両およびその制御方法Info
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関エンジンと駆動用電動機、および流
体圧力利用機械変速機を有するハイブリッド車両が提案
されている。しかし、高圧系バッテリ消耗時には電動モ
ータHDMの駆動による流体圧力の発生ができず、動作
不能となる。本発明はこのような場合であってもHDM
を駆動し前記変速機のための油圧が得られるハイブリッ
ド車両を提供することにある。 【解決手段】 前記車両の補器類を動作させる低圧系バ
ッテリと、流体圧力によって変速動作を行う流体圧力利
用機械変速機と、前記流体圧力利用機械変速機に流体圧
力を供給する油圧ポンプと、前記高圧系バッテリにより
駆動され油圧ポンプを駆動する油圧電動機HDMと、前
記低圧系バッテリの電圧の昇圧手段と、前記高圧系バッ
テリの残存容量または流体圧力状態があらかじめ定めら
れた条件になったとき昇圧を開始させる昇圧開始手段
と、前記昇圧手段の出力を前記油圧電動機HDMに供給
する。
体圧力利用機械変速機を有するハイブリッド車両が提案
されている。しかし、高圧系バッテリ消耗時には電動モ
ータHDMの駆動による流体圧力の発生ができず、動作
不能となる。本発明はこのような場合であってもHDM
を駆動し前記変速機のための油圧が得られるハイブリッ
ド車両を提供することにある。 【解決手段】 前記車両の補器類を動作させる低圧系バ
ッテリと、流体圧力によって変速動作を行う流体圧力利
用機械変速機と、前記流体圧力利用機械変速機に流体圧
力を供給する油圧ポンプと、前記高圧系バッテリにより
駆動され油圧ポンプを駆動する油圧電動機HDMと、前
記低圧系バッテリの電圧の昇圧手段と、前記高圧系バッ
テリの残存容量または流体圧力状態があらかじめ定めら
れた条件になったとき昇圧を開始させる昇圧開始手段
と、前記昇圧手段の出力を前記油圧電動機HDMに供給
する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関エンジンと
駆動用電動機の双方を有するハイブリッド車両であっ
て、変速装置として流体圧力利用機械変速機を有するハ
イブリッド車両に係り、特に信頼性の高いハイブリッド
車両およびその制御方法に関する。
駆動用電動機の双方を有するハイブリッド車両であっ
て、変速装置として流体圧力利用機械変速機を有するハ
イブリッド車両に係り、特に信頼性の高いハイブリッド
車両およびその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】充分な車両性能を確保しながら従来車両
より燃費を向上させるために、内燃機関エンジンと駆動
用電動機、および流体圧力利用機械変速機を有するハイ
ブリッド車両が提案されている。このような車両では、
一般的に、極低速時には電動機を主駆動源として用い、
内燃機関が効率のよい中高速領域では内燃機関により走
行する。また、流体圧力利用機械変速機は車両動作領域
に応じて内燃機関の動作点を燃費のよい領域で動作させ
るために用いられ、特に無段変速機が有効とされてい
る。これは、車両動作領域に応じて駆動源を切りかえ最
適な動作とし、燃費の向上をはかるためである。
より燃費を向上させるために、内燃機関エンジンと駆動
用電動機、および流体圧力利用機械変速機を有するハイ
ブリッド車両が提案されている。このような車両では、
一般的に、極低速時には電動機を主駆動源として用い、
内燃機関が効率のよい中高速領域では内燃機関により走
行する。また、流体圧力利用機械変速機は車両動作領域
に応じて内燃機関の動作点を燃費のよい領域で動作させ
るために用いられ、特に無段変速機が有効とされてい
る。これは、車両動作領域に応じて駆動源を切りかえ最
適な動作とし、燃費の向上をはかるためである。
【0003】このようなハイブリッド車両は、例えば、
特開平11−299005号公報に開示されている。こ
れは、ハイブリッド駆動車両において、無段変速機構に
よる前進後進の切り替えを不要にし、車両を後退させる
場合にはモータジェネレータを前進の場合とは逆方向に
回転駆動させるものである。
特開平11−299005号公報に開示されている。こ
れは、ハイブリッド駆動車両において、無段変速機構に
よる前進後進の切り替えを不要にし、車両を後退させる
場合にはモータジェネレータを前進の場合とは逆方向に
回転駆動させるものである。
【0004】また、一般的にハイブリッド車両は駆動用
電動機を動作させる高圧系バッテリと、補機類を動作さ
せる低圧系バッテリの二つの電気系統を備えていること
が多いため、一方のバッテリ消耗時に他方のバッテリよ
り電力を融通する方式が実用上望ましい。この例は、例
えば、特開平11−122824号公報に開示されてい
る。これは、長期のエンジン停止や発電機の不調などに
より走行およびエンジン始動モータ給電用の主バッテリ
の容量(蓄電量)が低下してしまいエンジンを始動しよ
うとしてもエンジンが始動できない場合がある。そんな
とき補機用バッテリから主バッテリへエンジンの始動に
十分な所定のレベルまで充電する充電手段を設けてい
る。さらに主バッテリの容量とエンジン始動のための電
力を算出し、その差だけ補機バッテリから主バッテリに
給電すれば送電量、送電損出および送電時間を小さくす
ることができる。したがって、主バッテリが容量不足と
なってもエンジンを始動することができる、と述べてい
る。
電動機を動作させる高圧系バッテリと、補機類を動作さ
せる低圧系バッテリの二つの電気系統を備えていること
が多いため、一方のバッテリ消耗時に他方のバッテリよ
り電力を融通する方式が実用上望ましい。この例は、例
えば、特開平11−122824号公報に開示されてい
る。これは、長期のエンジン停止や発電機の不調などに
より走行およびエンジン始動モータ給電用の主バッテリ
の容量(蓄電量)が低下してしまいエンジンを始動しよ
うとしてもエンジンが始動できない場合がある。そんな
とき補機用バッテリから主バッテリへエンジンの始動に
十分な所定のレベルまで充電する充電手段を設けてい
る。さらに主バッテリの容量とエンジン始動のための電
力を算出し、その差だけ補機バッテリから主バッテリに
給電すれば送電量、送電損出および送電時間を小さくす
ることができる。したがって、主バッテリが容量不足と
なってもエンジンを始動することができる、と述べてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述の特開平11−2
99005号公報に開示されている公知例をはじめとす
る従来のハイブリッド車両は、多くの構成要素からな
る。特に、本発明で対象としているハイブリッド車両の
場合、内燃機関を構成する燃焼系、電動機を駆動する電
気系、そして変速機動作用の流体圧力系といった三種類
の装置を必要とする。特に、電気系は駆動用高圧電気系
と、補機類動作用低圧電気系の二系統を有し、機構が複
雑となるため、各構成要素をできるだけ単純化、軽量化
することが求められる。
99005号公報に開示されている公知例をはじめとす
る従来のハイブリッド車両は、多くの構成要素からな
る。特に、本発明で対象としているハイブリッド車両の
場合、内燃機関を構成する燃焼系、電動機を駆動する電
気系、そして変速機動作用の流体圧力系といった三種類
の装置を必要とする。特に、電気系は駆動用高圧電気系
と、補機類動作用低圧電気系の二系統を有し、機構が複
雑となるため、各構成要素をできるだけ単純化、軽量化
することが求められる。
【0006】本発明の対象であるハイブリッド車両が有
する流体圧力利用機械変速機は、車両の駆動のために油
圧、空気圧などの流体圧力を必要とする。従来のガソリ
ン車では、エンジンが常に動作しているため、エンジン
動力を流体圧力発生手段として利用できる。しかし、ア
イドルストップなどを行うハイブリッド車両では流体圧
力発生手段を電動モータによって行う方がよい。この場
合、流体圧力発生手段はその必要トルクから高電圧で動
作させることが望ましいが、高電圧バッテリ消耗時には
流体圧力を発生できず、動作不能となる。
する流体圧力利用機械変速機は、車両の駆動のために油
圧、空気圧などの流体圧力を必要とする。従来のガソリ
ン車では、エンジンが常に動作しているため、エンジン
動力を流体圧力発生手段として利用できる。しかし、ア
イドルストップなどを行うハイブリッド車両では流体圧
力発生手段を電動モータによって行う方がよい。この場
合、流体圧力発生手段はその必要トルクから高電圧で動
作させることが望ましいが、高電圧バッテリ消耗時には
流体圧力を発生できず、動作不能となる。
【0007】この問題に対処するための第1の方法とし
て、上述の特開平11−122824号公報に開示され
ている公知例のように、高電圧バッテリ消耗時には低電
圧バッテリより電力供給を受ける手段があるが、この公
知例はエンジン始動可能分の電力を受けることが目的で
あり、また主バッテリとしているだけで流体圧利用変速
機用流体圧が必要とする電力については考慮されていな
い。
て、上述の特開平11−122824号公報に開示され
ている公知例のように、高電圧バッテリ消耗時には低電
圧バッテリより電力供給を受ける手段があるが、この公
知例はエンジン始動可能分の電力を受けることが目的で
あり、また主バッテリとしているだけで流体圧利用変速
機用流体圧が必要とする電力については考慮されていな
い。
【0008】この問題に対処するための第2の方法とし
て、高電圧オルタネータを設ける方法もあるが、部品点
数が多く、車重が重くなり、燃費の向上効果が少なくな
るという問題点がある。
て、高電圧オルタネータを設ける方法もあるが、部品点
数が多く、車重が重くなり、燃費の向上効果が少なくな
るという問題点がある。
【0009】本発明は、上記の不具合をなくすためにな
されたものであり、燃費低減効果を有するハイブリッド
車両を簡単かつ軽量のシステム構成により実現するもの
である。
されたものであり、燃費低減効果を有するハイブリッド
車両を簡単かつ軽量のシステム構成により実現するもの
である。
【0010】
【課題を解決する手段】本発明は以下の手段により上記
課題を解決することができる。内燃機関エンジンおよび
駆動用電動機を有するハイブリッド車両であって高圧系
バッテリと、低圧系バッテリと、流体圧力によって変速
動作を行う流体圧力利用機械変速機と、前記流体圧力利
用機械変速機に流体圧力を供給する油圧ポンプと、前記
高圧系バッテリにより駆動され油圧ポンプを駆動する油
圧電動機と、前記低圧系バッテリの電圧の昇圧手段と、
前記高圧系バッテリの残存容量または流体圧力状態があ
らかじめ定められた条件になったとき昇圧を開始させる
昇圧開始手段とを有し、前記昇圧手段の出力を前記油圧
電動機に供給することに特徴がある。
課題を解決することができる。内燃機関エンジンおよび
駆動用電動機を有するハイブリッド車両であって高圧系
バッテリと、低圧系バッテリと、流体圧力によって変速
動作を行う流体圧力利用機械変速機と、前記流体圧力利
用機械変速機に流体圧力を供給する油圧ポンプと、前記
高圧系バッテリにより駆動され油圧ポンプを駆動する油
圧電動機と、前記低圧系バッテリの電圧の昇圧手段と、
前記高圧系バッテリの残存容量または流体圧力状態があ
らかじめ定められた条件になったとき昇圧を開始させる
昇圧開始手段とを有し、前記昇圧手段の出力を前記油圧
電動機に供給することに特徴がある。
【0011】また、前記内燃機関エンジンと前記駆動用
電動機間の駆動軸の接続または開放を可能にし前記高圧
系バッテリの残存容量があらかじめ定められた条件にな
ったとき閉とする第1のクラッチ機構と、前記駆動用電
動機と車両に駆動力を伝達する車両駆動軸間との接続ま
たは開放を可能にし前記高圧系バッテリが前記条件のと
き開とする第2のクラッチ機構2と、前記高圧系バッテ
リが前記条件のとき低圧系バッテリにより前記内燃機関
エンジンを始動させる始動用スタータと、前記エンジン
の始動により前記駆動用電動機を発電機としその出力電
圧により前記高圧系バッテリを充電することに特徴があ
る。前記第2のクラッチ機構は手動クラッチでもよい。
電動機間の駆動軸の接続または開放を可能にし前記高圧
系バッテリの残存容量があらかじめ定められた条件にな
ったとき閉とする第1のクラッチ機構と、前記駆動用電
動機と車両に駆動力を伝達する車両駆動軸間との接続ま
たは開放を可能にし前記高圧系バッテリが前記条件のと
き開とする第2のクラッチ機構2と、前記高圧系バッテ
リが前記条件のとき低圧系バッテリにより前記内燃機関
エンジンを始動させる始動用スタータと、前記エンジン
の始動により前記駆動用電動機を発電機としその出力電
圧により前記高圧系バッテリを充電することに特徴があ
る。前記第2のクラッチ機構は手動クラッチでもよい。
【0012】また、前記高圧系バッテリの残存容量を監
視しあらかじめ定められた条件となったとき前記低圧系
バッテリの電圧を昇圧し、昇圧された電圧により前記高
圧系バッテリに代って流体圧力による変速機のための油
圧ポンプ駆動用モータを駆動する制御方法、あるいは前
記高圧系バッテリが前記条件のとき、前記内燃機関エン
ジンと前記駆動用電動機間の駆動軸の接続または開放を
可能にする第1のクラッチ機構を閉とし、前記高圧系バ
ッテリが前記条件のとき前記駆動用電動機と車両に駆動
力を伝達する車両駆動軸間との接続または開放を可能に
する第2のクラッチ機構を開とし、低圧系バッテリによ
り前記内燃機関エンジンを始動し、前記駆動用電動機を
発電機とし、その出力電圧により前記高圧系バッテリを
充電するハイブリッド車両の制御方法に特徴がある。
視しあらかじめ定められた条件となったとき前記低圧系
バッテリの電圧を昇圧し、昇圧された電圧により前記高
圧系バッテリに代って流体圧力による変速機のための油
圧ポンプ駆動用モータを駆動する制御方法、あるいは前
記高圧系バッテリが前記条件のとき、前記内燃機関エン
ジンと前記駆動用電動機間の駆動軸の接続または開放を
可能にする第1のクラッチ機構を閉とし、前記高圧系バ
ッテリが前記条件のとき前記駆動用電動機と車両に駆動
力を伝達する車両駆動軸間との接続または開放を可能に
する第2のクラッチ機構を開とし、低圧系バッテリによ
り前記内燃機関エンジンを始動し、前記駆動用電動機を
発電機とし、その出力電圧により前記高圧系バッテリを
充電するハイブリッド車両の制御方法に特徴がある。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を、図面
を用いて説明する。図1に示したブロック構成図は本発
明によるハイブリッド車両の実施例である。ここで10
a、10bは車輪、11はディファレンシャルギア(D
G)であり、後述する装置により発生する駆動力を車輪
10a,bを介して路面に伝え、該ハイブリッド車両を
駆動する。
を用いて説明する。図1に示したブロック構成図は本発
明によるハイブリッド車両の実施例である。ここで10
a、10bは車輪、11はディファレンシャルギア(D
G)であり、後述する装置により発生する駆動力を車輪
10a,bを介して路面に伝え、該ハイブリッド車両を
駆動する。
【0014】12は内燃機関エンジンであり、このハイ
ブリッド車両の駆動源の一つである。内燃機関(EN
G)12はスターター13によって始動され、またEN
G12は駆動中には低圧系オルタネータ(ALT)14
を回転させ、低圧電力を発生しL−Batt.(22)
を充電する。
ブリッド車両の駆動源の一つである。内燃機関(EN
G)12はスターター13によって始動され、またEN
G12は駆動中には低圧系オルタネータ(ALT)14
を回転させ、低圧電力を発生しL−Batt.(22)
を充電する。
【0015】15はクラッチであり、ENG12と駆動
用電動機(DM)の間に設けられ、動力を車両駆動軸に
接続したり、切り離したりする。16は駆動用電動機
(DM)であり、ハイブリッド車の駆動源の一つとな
る。駆動用電動機16はインバータ17から電力が供給
され作動する。そして低速時駆動、中高速時のトルクア
シスト、減速時のエネルギー回生などの働きをする。
用電動機(DM)の間に設けられ、動力を車両駆動軸に
接続したり、切り離したりする。16は駆動用電動機
(DM)であり、ハイブリッド車の駆動源の一つとな
る。駆動用電動機16はインバータ17から電力が供給
され作動する。そして低速時駆動、中高速時のトルクア
シスト、減速時のエネルギー回生などの働きをする。
【0016】ENG12、またはDM16により発生さ
れた駆動力は、機械式無段変速機18によって変速され
る。機械式無段変速機18は油圧ポンプ19により生成
される油圧によって変速動作をする。なお、ここでは変
速機として機械式無段変速機18を例示したが、油圧、
空気圧、水圧を用いる流体圧力式変速機であれば本発明
の対象として利用可能である。
れた駆動力は、機械式無段変速機18によって変速され
る。機械式無段変速機18は油圧ポンプ19により生成
される油圧によって変速動作をする。なお、ここでは変
速機として機械式無段変速機18を例示したが、油圧、
空気圧、水圧を用いる流体圧力式変速機であれば本発明
の対象として利用可能である。
【0017】20はバックギア(BG)であり、後退時
に用いられる。21は油圧ポンプ駆動用モータ(HD
M)であり、油圧ポンプ(P)19を駆動するために用
いられる。なお、油圧ポンプ駆動用モータ(HDM)は
低価格化のためにはDCモータとチョッパを用いたもの
で構成することができる。22は低圧系バッテリ(L−
Batt.)であり、通常12Vの鉛蓄電池などにより
実現される。23は高圧系バッテリ(H−Batt.)
であり、バッテリセルの直列接続により300V前後の
電圧を蓄電池により実現することができる。低圧系バッ
テリ(L−Batt.)22はスタータ13に接続され
始動用に、また低圧系オルタネータ14に接続され充電
される。高圧系バッテリ23(H−Batt.)はイン
バータ(INV)17、油圧ポンプ駆動用モータ(HD
M)21に接続される。
に用いられる。21は油圧ポンプ駆動用モータ(HD
M)であり、油圧ポンプ(P)19を駆動するために用
いられる。なお、油圧ポンプ駆動用モータ(HDM)は
低価格化のためにはDCモータとチョッパを用いたもの
で構成することができる。22は低圧系バッテリ(L−
Batt.)であり、通常12Vの鉛蓄電池などにより
実現される。23は高圧系バッテリ(H−Batt.)
であり、バッテリセルの直列接続により300V前後の
電圧を蓄電池により実現することができる。低圧系バッ
テリ(L−Batt.)22はスタータ13に接続され
始動用に、また低圧系オルタネータ14に接続され充電
される。高圧系バッテリ23(H−Batt.)はイン
バータ(INV)17、油圧ポンプ駆動用モータ(HD
M)21に接続される。
【0018】24は昇圧コンバータであり、低圧系バッ
テリ22(L−Batt.)の電力を昇圧し、主として
油圧ポンプ駆動用モータHDM21に供給されるが、高
圧系バッテリ23の充電に使用することもできる。25
は昇圧動作開始手段であり、制御装置40からの指令信
号信号により、昇圧コンバータ24の昇圧を開始させ
る。昇圧動作開始手段25は、たとえば機械式無段変速
機18の動作に支障をきたすほど油圧が減少し、さらに
油圧ポンプ19の動作が困難なほど高圧系バッテリ23
の残存容量が減少したときに、昇圧コンバータ24に昇
圧動作を開始させる。
テリ22(L−Batt.)の電力を昇圧し、主として
油圧ポンプ駆動用モータHDM21に供給されるが、高
圧系バッテリ23の充電に使用することもできる。25
は昇圧動作開始手段であり、制御装置40からの指令信
号信号により、昇圧コンバータ24の昇圧を開始させ
る。昇圧動作開始手段25は、たとえば機械式無段変速
機18の動作に支障をきたすほど油圧が減少し、さらに
油圧ポンプ19の動作が困難なほど高圧系バッテリ23
の残存容量が減少したときに、昇圧コンバータ24に昇
圧動作を開始させる。
【0019】一般に機械式無段変速機18は摩擦ベルト
伝動機構により実現されるため、一定以上の油圧などに
よる押し付け圧力がなければベルトがすべり、駆動力の
伝達が不能となる。しかし、油圧ポンプ駆動用モータ
(HDM)21は、発生するトルクの大きさから高圧系
バッテリ23に接続されることが望ましく、この場合高
圧系バッテリ23の残存容量が少ない場合には油圧の発
生が不能となる。本発明はこのような場合でも昇圧手段
から直接モータ(HDM)21に電力を供給するように
している。
伝動機構により実現されるため、一定以上の油圧などに
よる押し付け圧力がなければベルトがすべり、駆動力の
伝達が不能となる。しかし、油圧ポンプ駆動用モータ
(HDM)21は、発生するトルクの大きさから高圧系
バッテリ23に接続されることが望ましく、この場合高
圧系バッテリ23の残存容量が少ない場合には油圧の発
生が不能となる。本発明はこのような場合でも昇圧手段
から直接モータ(HDM)21に電力を供給するように
している。
【0020】またこの場合、昇圧手段の出力を高圧系バ
ッテリ23に電力を供給してH−Batt.23を充電
し、その出力でHDMを駆動することもを可能である。
この場合、まずクラッチ15を切り離し、スタータ13
により内燃機関エンジン12を始動する。スタータ13
は低圧系バッテリ22に接続されているため、高圧系バ
ッテリ23の残存容量が少ない場合でも駆動可能であ
る。次に、低圧系オルタネータ(ALT)14がENG
12の駆動力を用いて低圧系バッテリ(L−Bat
t.)22を充電する。この電力は昇圧コンバータ24
により昇圧され、高圧系バッテリ(H−Batt.)2
3を充電する場合もある。そして高圧系バッテリ23の
残存容量が油圧モータ駆動可能な値まで回復したとき、
油圧ポンプ駆動用モータ21を動作させ、油圧ポンプ1
9により油圧を発生させ、機械式無段変速機18を動作
可能とする。発進時は車両発進クラッチ15を滑らせな
がら接続する。車両が動けば、駆動用モータ(DM)1
6を発電機として用い、高圧系バッテリ(H−Bat
t.)23の充電を効果的に行なうことができる。した
がって、L−Batt.22によるH−Batt.23
の充電は比較的に短時間で済むことになる。
ッテリ23に電力を供給してH−Batt.23を充電
し、その出力でHDMを駆動することもを可能である。
この場合、まずクラッチ15を切り離し、スタータ13
により内燃機関エンジン12を始動する。スタータ13
は低圧系バッテリ22に接続されているため、高圧系バ
ッテリ23の残存容量が少ない場合でも駆動可能であ
る。次に、低圧系オルタネータ(ALT)14がENG
12の駆動力を用いて低圧系バッテリ(L−Bat
t.)22を充電する。この電力は昇圧コンバータ24
により昇圧され、高圧系バッテリ(H−Batt.)2
3を充電する場合もある。そして高圧系バッテリ23の
残存容量が油圧モータ駆動可能な値まで回復したとき、
油圧ポンプ駆動用モータ21を動作させ、油圧ポンプ1
9により油圧を発生させ、機械式無段変速機18を動作
可能とする。発進時は車両発進クラッチ15を滑らせな
がら接続する。車両が動けば、駆動用モータ(DM)1
6を発電機として用い、高圧系バッテリ(H−Bat
t.)23の充電を効果的に行なうことができる。した
がって、L−Batt.22によるH−Batt.23
の充電は比較的に短時間で済むことになる。
【0021】この場合、昇圧された電圧でH−Bat
t.23の充電を行なうとともに同時にHDM21を駆
動する方法であってもよい。
t.23の充電を行なうとともに同時にHDM21を駆
動する方法であってもよい。
【0022】これらの制御は、制御装置(CTR)40
でおこなう。その処理フローを図2により説明する。図
2のステップ42ではH−Batt.(23)の電圧、
すなわちH−Batt.の充電状態SOC(state
of charge)を取り込む(この例ではSOC
について説明しているが、変速のための油圧を取り込ん
だ場合も同様である)。ステップ44ではH−Bat
t.のSOCがあらかじめ定められたSOCmin以下に
なったかどうかを判定する(SOC<SOCmin)。S
OCがSOCmin以下になったときは、制御装置40か
ら昇圧動作開始手段25に指令信号を与え、昇圧を開始
する(ステップ46)。昇圧CONV.24を動作さ
せ、そして昇圧された電圧により油圧ポンプ駆動用モー
タ(HDM)21を駆動し、油圧ポンプの油圧を上昇さ
せ、変速機の動作が可能となる油圧まで上昇したかどう
かをステップ48で判定する。すなわちポンプ19の油
圧HPが充分な油圧HPsになったかどうかを判定する
(HP>HPs)。
でおこなう。その処理フローを図2により説明する。図
2のステップ42ではH−Batt.(23)の電圧、
すなわちH−Batt.の充電状態SOC(state
of charge)を取り込む(この例ではSOC
について説明しているが、変速のための油圧を取り込ん
だ場合も同様である)。ステップ44ではH−Bat
t.のSOCがあらかじめ定められたSOCmin以下に
なったかどうかを判定する(SOC<SOCmin)。S
OCがSOCmin以下になったときは、制御装置40か
ら昇圧動作開始手段25に指令信号を与え、昇圧を開始
する(ステップ46)。昇圧CONV.24を動作さ
せ、そして昇圧された電圧により油圧ポンプ駆動用モー
タ(HDM)21を駆動し、油圧ポンプの油圧を上昇さ
せ、変速機の動作が可能となる油圧まで上昇したかどう
かをステップ48で判定する。すなわちポンプ19の油
圧HPが充分な油圧HPsになったかどうかを判定する
(HP>HPs)。
【0023】充分な油圧が得られたときは、ENG12
を始動し(ステップ50)、昇圧動作を終了し(ステッ
プ52)、走行を開始するとともに、駆動モータ(D
M)を発電機として動作させ(ステップ54)、その発
電機の電圧でH−Batt.23を充電する(ステップ
56)。ステップ46で昇圧を開始しHDM21を駆動
するとともにH−Batt.23を充電する方法であっ
てもよい。しかしそれだけL−Batt.22の負担は
大きくなるが短時間であれば大きな消耗にはならない。
を始動し(ステップ50)、昇圧動作を終了し(ステッ
プ52)、走行を開始するとともに、駆動モータ(D
M)を発電機として動作させ(ステップ54)、その発
電機の電圧でH−Batt.23を充電する(ステップ
56)。ステップ46で昇圧を開始しHDM21を駆動
するとともにH−Batt.23を充電する方法であっ
てもよい。しかしそれだけL−Batt.22の負担は
大きくなるが短時間であれば大きな消耗にはならない。
【0024】この構成には次のような利点がある。上記
のように高圧系バッテリ23の消耗時を考慮すると、流
体圧力利用機械式変速機を有するハイブリッド車は、低
圧系オルタネータ(ALT)14に加え、さらに高圧系
充電専用のオルタネータを備えることが望ましいが、高
圧系オルタネータは扱う電力量が大きいため大型であ
り、小型化が困難であるという問題がある。しかし、本
発明のように低圧系のバッテリーと高圧系のバッテリを
昇圧コンバータで結ぶ構成の場合には、低圧系で扱う電
力が小さいため、容量の小さなコンバータで24で充分
であり、そのため小型のハイブリッド車両駆動システム
を提供できるという利点がある。
のように高圧系バッテリ23の消耗時を考慮すると、流
体圧力利用機械式変速機を有するハイブリッド車は、低
圧系オルタネータ(ALT)14に加え、さらに高圧系
充電専用のオルタネータを備えることが望ましいが、高
圧系オルタネータは扱う電力量が大きいため大型であ
り、小型化が困難であるという問題がある。しかし、本
発明のように低圧系のバッテリーと高圧系のバッテリを
昇圧コンバータで結ぶ構成の場合には、低圧系で扱う電
力が小さいため、容量の小さなコンバータで24で充分
であり、そのため小型のハイブリッド車両駆動システム
を提供できるという利点がある。
【0025】一方、低圧系バッテリ(L−Batt.)
22が消耗した場合には、たとえば別車両の電池を直接
接続して内燃機関エンジン12を始動するといった、従
来車両と全く同様の手段により動作が可能となる。
22が消耗した場合には、たとえば別車両の電池を直接
接続して内燃機関エンジン12を始動するといった、従
来車両と全く同様の手段により動作が可能となる。
【0026】図3に、本発明の他の実施例を示す。26
は非常用クラッチであり、高圧系バッテリ(H−Bat
t.)23の消耗時(前記バッテリー条件時)に切り離
される。その他の状態では、常時接続されている。この
構成のハイブリッド車両において、高圧系バッテリ23
の消耗時には、非常用クラッチ26を開放する。一方、
クラッチ15は接続し、低圧系バッテリ(L−Bat
t.)22の電力を用いてスタータ13を駆動し、内燃
機関エンジン12を始動させる。このとき駆動用電動機
(DM)16はENG12によって回転させられ、高圧
電力を発生し、高圧系バッテリ(H−Batt.)23
を充電することが可能となる。機械式無段変速機18動
作のための油圧が確保できるだけの電力に高圧系バッテ
リ(H−Batt.)23が回復すれば、高圧系バッテ
リ23で油圧ポンプ駆動用モータ(HDM)を動作さ
せ、油圧ポンプ(P)19により油圧を発生させる。そ
してクラッチ15を一旦切り離し、非常用クラッチ26
を接続する。車両の発進は図1の構成例と同様に、クラ
ッチ15を滑らせながら接続することによって行う。
は非常用クラッチであり、高圧系バッテリ(H−Bat
t.)23の消耗時(前記バッテリー条件時)に切り離
される。その他の状態では、常時接続されている。この
構成のハイブリッド車両において、高圧系バッテリ23
の消耗時には、非常用クラッチ26を開放する。一方、
クラッチ15は接続し、低圧系バッテリ(L−Bat
t.)22の電力を用いてスタータ13を駆動し、内燃
機関エンジン12を始動させる。このとき駆動用電動機
(DM)16はENG12によって回転させられ、高圧
電力を発生し、高圧系バッテリ(H−Batt.)23
を充電することが可能となる。機械式無段変速機18動
作のための油圧が確保できるだけの電力に高圧系バッテ
リ(H−Batt.)23が回復すれば、高圧系バッテ
リ23で油圧ポンプ駆動用モータ(HDM)を動作さ
せ、油圧ポンプ(P)19により油圧を発生させる。そ
してクラッチ15を一旦切り離し、非常用クラッチ26
を接続する。車両の発進は図1の構成例と同様に、クラ
ッチ15を滑らせながら接続することによって行う。
【0027】これらの一連の制御は制御装置(CTR)
40により行なわれ、その制御処理フローを図4に示
す。ステップ62は図2のステップ44(Y)に続いて
処理が行なわれる。クラッチ26を開き、クラッチ15
を閉じる。そしてステップ64ではENG12を始動
し、ステップ66ではDMを発電機として作動させ、そ
の発生電圧でH−Batt.23を充電する。そしてス
テップ70では、H−Batt.が充分回復したかどう
かを判定し、回復した場合はステップ72でクラッチ2
6を閉じ、クラッチ15の開く信号を制御装置40から
指令する。そしてステップ74ではDM16を本来の電
動機としてH−Batt.23からINV17を介して
作動させ、駆動力を発生させる。本発明はこのようにD
M16をH−Batt.23の充電用、車両の駆動用に
切り替えて使用することに特徴がある。
40により行なわれ、その制御処理フローを図4に示
す。ステップ62は図2のステップ44(Y)に続いて
処理が行なわれる。クラッチ26を開き、クラッチ15
を閉じる。そしてステップ64ではENG12を始動
し、ステップ66ではDMを発電機として作動させ、そ
の発生電圧でH−Batt.23を充電する。そしてス
テップ70では、H−Batt.が充分回復したかどう
かを判定し、回復した場合はステップ72でクラッチ2
6を閉じ、クラッチ15の開く信号を制御装置40から
指令する。そしてステップ74ではDM16を本来の電
動機としてH−Batt.23からINV17を介して
作動させ、駆動力を発生させる。本発明はこのようにD
M16をH−Batt.23の充電用、車両の駆動用に
切り替えて使用することに特徴がある。
【0028】本実施例においては、非常用クラッチ26
は車軸回転数が0のときに接続または切り離されるよう
動作するため、クラッチ26への負担が軽く、安価なも
のを使用することが可能である。クラッチ26は自動で
接続ないし開放してもよいが、手動クラッチを採用し、
消費電力の低減を図ることも非常に有効である。
は車軸回転数が0のときに接続または切り離されるよう
動作するため、クラッチ26への負担が軽く、安価なも
のを使用することが可能である。クラッチ26は自動で
接続ないし開放してもよいが、手動クラッチを採用し、
消費電力の低減を図ることも非常に有効である。
【0029】以上のように、本実施例によって、高圧系
バッテリがあらかじめ定められた値まで消耗した場合で
あっても車両性能を落とさず、信頼性の高いハイブリッ
ド車両を実現することが可能となる。
バッテリがあらかじめ定められた値まで消耗した場合で
あっても車両性能を落とさず、信頼性の高いハイブリッ
ド車両を実現することが可能となる。
【0030】
【発明の効果】本発明は、内燃機関エンジンと駆動用電
動機と流体圧力利用機械式変速機を有するハイブリッド
車において、高圧系のバッテリが消耗した場合であって
も簡易な構成で、信頼性の高いハイブリッド車を実現す
る事ができる。
動機と流体圧力利用機械式変速機を有するハイブリッド
車において、高圧系のバッテリが消耗した場合であって
も簡易な構成で、信頼性の高いハイブリッド車を実現す
る事ができる。
【図1】本発明によるハイブリッド車の一実施例であ
る。
る。
【図2】図1における制御の説明フロー図である。
【図3】本発明によるハイブリッド車の他の実施例であ
る。
る。
【図4】図3における制御の説明フロー図である。
10…車輪、11…ディファレンシャルギア、12…エ
ンジン、13…スタータ、14…低圧系オルタネータ、
15…クラッチ、16…駆動用電動機、17…インバー
タ(INV)、18…機械式無段変速機、19…油圧ポ
ンプ(P)、20…バックギア(BG)、21…油圧ポ
ンプ駆動用モータ(HDM)、22…低圧系バッテリ
(L−Batt.)、23…高圧系バッテリ(H−Ba
tt.)、24…昇圧コンバータ、25…昇圧動作開始
手段、26…非常用クラッチ
ンジン、13…スタータ、14…低圧系オルタネータ、
15…クラッチ、16…駆動用電動機、17…インバー
タ(INV)、18…機械式無段変速機、19…油圧ポ
ンプ(P)、20…バックギア(BG)、21…油圧ポ
ンプ駆動用モータ(HDM)、22…低圧系バッテリ
(L−Batt.)、23…高圧系バッテリ(H−Ba
tt.)、24…昇圧コンバータ、25…昇圧動作開始
手段、26…非常用クラッチ
───────────────────────────────────────────────────── 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 Q B60K 9/00 E F16D 48/02 F16D 25/14 640S 640W 640Z (72)発明者 本部 光幸 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 小原 三四郎 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 Fターム(参考) 3D039 AA02 AA04 AB26 AC02 AC34 AD23 AD43 AD53 3G093 AA06 AA16 BA04 BA21 CA01 CB14 DB10 DB19 EA00 EB03 EB08 EC02 EC04 3J057 AA03 BB03 EE07 GA21 GA51 GB09 GB10 GB40 GE07 GE10 HH02 HH10 5H115 PA12 PC06 PG04 PI14 PI16 PO17 PU01 PU23 PV09 QE01 SE04 SE05 SE06 SE08 TI02
Claims (5)
- 【請求項1】内燃機関エンジンおよび駆動用電動機を有
する車両であって、前記電動機を力行動作または回生動
作させる高圧系バッテリと、前記車両の補器類を動作さ
せる低圧系バッテリとを有するハイブリッド車両におい
て、流体圧力によって変速動作を行う流体圧力利用機械
変速機と、前記流体圧力利用機械変速機に流体圧力を供
給する油圧ポンプと、前記高圧系バッテリにより駆動さ
れ前記油圧ポンプを駆動する油圧電動機と、前記低圧系
バッテリの電圧の昇圧手段と、前記高圧系バッテリの残
存容量あるいは流体圧力状態があらかじめ定められた条
件のとき前記昇圧手段により前記低圧系バッテリ電圧を
昇圧をする昇圧開始手段とを有し、前記昇圧手段の出力
を前記油圧電動機に供給することを特徴とするハイブリ
ッド車両。 - 【請求項2】内燃機関エンジンおよび駆動用電動機を有
する車両であって、前記電動機を力行動作または回生動
作させる高圧系バッテリと、前記車両の補器類を動作さ
せる低圧系バッテリとを有するハイブリッド車両におい
て、前記内燃機関エンジンと前記駆動用電動機間の駆動
軸に設けられ前記高圧系バッテリの残存容量があらかじ
め定められた条件になったとき閉とする第1のクラッチ
機構と、前記駆動用電動機と車両に駆動力を伝達する車
両駆動軸間に設けられ前記高圧系バッテリが前記条件の
とき開とする第2のクラッチ機構と、前記高圧系バッテ
リの前記条件のとき低圧系バッテリにより前記内燃機関
エンジンを始動させる始動用スタータと、前記エンジン
の始動により前記駆動用電動機を発電機としその出力電
圧により前記高圧系バッテリを充電することを特徴とす
るハイブリッド車両。 - 【請求項3】請求項2において、前記第2のクラッチ機
構は手動クラッチであることを特徴とするハイブリッド
車両。 - 【請求項4】内燃機関エンジンおよび駆動用電動機を有
する車両であって、前記電動機を力行動作または回生動
作させる高圧系バッテリと、前記車両の補器類を動作さ
せる低圧系バッテリとを有するハイブリッド車両におい
て、前記高圧系バッテリの残存容量があらかじめ定めら
れた条件になったとき前記低圧系バッテリの電圧を昇圧
し、昇圧された電圧により前記高圧系バッテリに代って
流体圧力による変速機のための油圧ポンプ駆動用モータ
を駆動することを特徴とするハイブリッド車両の制御方
法。 - 【請求項5】内燃機関エンジンおよび駆動用電動機を有
する車両であって、前記電動機を力行動作または回生動
作させる高圧系バッテリと、前記車両の補器類を動作さ
せる低圧系バッテリとを有するハイブリッド車両におい
て、前記高圧系バッテリの残存容量があらかじめ定めら
れた条件となったとき前記内燃機関エンジンと前記駆動
用電動機間の駆動軸に設けられた第1のクラッチ機構を
閉とし、前記駆動用電動機と車両の駆動軸間に設けられ
た第2クラッチ機構を前記高圧系バッテリが前記条件の
とき開とし、前記高圧系バッテリの前記条件のとき低圧
系バッテリにより前記内燃機関エンジンを始動し、前記
駆動用電動機を発電機とし、その出力電圧により前記高
圧系バッテリを充電することを特徴とするハイブリッド
車両の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000151846A JP2001333506A (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | ハイブリッド車両およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000151846A JP2001333506A (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | ハイブリッド車両およびその制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001333506A true JP2001333506A (ja) | 2001-11-30 |
Family
ID=18657338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000151846A Pending JP2001333506A (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | ハイブリッド車両およびその制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001333506A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003287115A (ja) * | 2002-03-29 | 2003-10-10 | Nissan Motor Co Ltd | ハイブリッド車両の油圧供給装置 |
JP2004197649A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Toyota Motor Corp | エンジン制御装置 |
JP2012228918A (ja) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Aisin Seiki Co Ltd | ハイブリッド車両の駆動装置及びハイブリッド車両における内燃機関のエネルギ回収方法 |
KR101417121B1 (ko) | 2008-11-07 | 2014-07-08 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 차량의 시동 방법 |
KR101904492B1 (ko) * | 2011-06-28 | 2018-10-04 | 르노 에스.아.에스. | 하이브리드 자동차의 전기 구조, 하이브리드 자동차, 및 제어 방법 |
WO2020017168A1 (ja) * | 2018-07-20 | 2020-01-23 | ボッシュ株式会社 | ハイブリッド車両の電力制御装置及び電力制御方法 |
-
2000
- 2000-05-23 JP JP2000151846A patent/JP2001333506A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112399937A (zh) * | 2018-07-20 | 2021-02-23 | 博世株式会社 | 混合动力车辆的电力控制装置及电力控制方法 |
JPWO2020017168A1 (ja) * | 2018-07-20 | 2021-08-05 | ボッシュ株式会社 | ハイブリッド車両の電力制御装置及び電力制御方法 |
US11964587B2 (en) | 2018-07-20 | 2024-04-23 | Bosch Corporation | Power control device and power control method for hybrid vehicle |
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