JP2001352603A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
動発電機を含む高電圧系が故障した際に、車両の駆動を
可能とすることを目的としている。 【構成】 このため、エンジン制御手段とモータ制御手
段とを設け、第1の蓄電池と、第1の蓄電池よりも高電
圧の第2の蓄電池とを備え、エンジンにより駆動され第
1の蓄電池を充電する発電機を設け、第2の蓄電池と電
動発電機とをモータ制御手段を介して連絡して設け、第
1の蓄電池または発電機をモータ制御手段に連絡して設
けるとともに第1の蓄電池または発電機をエンジン制御
手段に連絡して設けている。また、エンジン制御手段の
作動維持用電源を維持すべく第1の蓄電池または発電機
をエンジン制御手段に連絡して設け、第2の蓄電池と電
動発電機とをモータ制御手段を介して連絡して設け、第
2の蓄電池または電動発電機をDC−DCコンバータを
介してモータ制御手段に連絡して設けている。
Description
の制御装置に係り、特に電動発電機を含む高電圧系が故
障した際の車両の駆動を可能とするハイブリッド車両の
制御装置に関するものである。
ジンと電動発電機とを搭載する、いわゆるハイブリッド
車両がある。このハイブリッド車両は、エンジン及び電
動発電機の運転状態を制御するエンジン制御手段及びモ
ータ制御手段を設け、ハイブリッド車両の運転時にエン
ジン及び電動発電機の運転状態を夫々のエンジン制御手
段及びモータ制御手段が検出し、検出したエンジン及び
電動発電機の運転データをエンジン制御手段及びモータ
制御手段間で交換し、エンジン及び電動発電機の運転状
態を関連して制御することにより、要求される性能(燃
費や排気有害成分値、動力性能等)を高次元で達成して
いる。
しては、特開平7−115704号公報や特開平8−9
8318号公報、特開平9−56007号公報、特開平
10−174201号公報に開示されるものがある。
開示されるリターダ装置においては、モータ(12)や
コントローラ(34)、昇圧チョッパ付整流回路(3
2)が故障した際の対応策について言及していない。
されるハイブリッド型電気自動車の制御方法において
は、走行用としてモータ(18)のみが使用できる状態
となっており、エンジンは走行用の駆動源ではなく、発
電機を駆動するのみである。このため、このような構造
では、モータ(18)や走行用バッテリ(20)、EV
−ECU(26)が故障したときに、走行不能となって
しまう。
されるハイブリッド車両においては、12V(24V)
の低電圧系と、36〜228Vの高電圧系とを独立させ
ているが、エンジン始動時の方法、インバータ(30)
への制御用電源(低電圧)及び高電圧系の故障時の対応
策について何ら言及されていない。
報に開示されるハイブリッド電気自動車の補機用電源装
置は、上述した特開平8−98318号公報のものと同
様である。
ブリッド車両の制御装置においては、モータ用高電圧
(150〜300V程度)バッテリからDC−DCコン
バータにより、12Vの通常電源を作り出している。
ものの、発電機であるオルタネータを装備していない状
態となっている。
あり、この高電圧バッテリがダウンすることは、車両と
しての機能を停止することを意味している。
なく、十分な機能を発揮させるためには、ニッケル・水
素電池やリチウム・イオン電池等からなる高価なバッテ
リが必要であるとともに、複雑なバッテリ管理機能をも
持たせる必要があり、実用上不利であるという不都合が
ある。
述不都合を除去するために、エンジンとこのエンジンの
出力軸に接続された電動発電機とを搭載したハイブリッ
ド車両において、前記エンジンの運転状態を制御するエ
ンジン制御手段を設け、前記モータの駆動状態を前記エ
ンジン制御手段によるエンジンの制御から独立して制御
するモータ制御手段を設け、第1の蓄電池と、この第1
の蓄電池よりも高電圧の第2の蓄電池とを備え、前記エ
ンジンにより駆動され前記第1の蓄電池を充電する発電
機を設け、前記第2の蓄電池と電動発電機とを前記モー
タ制御手段を介して連絡して設け、前記モータ制御手段
の作動維持用電源を維持すべく前記第1の蓄電池または
発電機をモータ制御手段に連絡して設けるとともに前記
エンジン制御手段の作動維持用電源を維持すべく前記第
1の蓄電池または発電機を前記エンジン制御手段に連絡
して設けたことを特徴とする。
接続された電動発電機とを搭載したハイブリッド車両に
おいて、前記エンジンの運転状態を制御するエンジン制
御手段を設け、前記モータの駆動状態を前記エンジン制
御手段によるエンジンの制御から独立して制御するモー
タ制御手段を設け、第1の蓄電池と、この第1の蓄電池
よりも高電圧の第2の蓄電池とを備え、前記エンジンに
より駆動され前記第1の蓄電池を充電する発電機を設
け、前記エンジン制御手段の作動維持用電源を維持すべ
く前記第1の蓄電池または発電機を前記エンジン制御手
段に連絡して設け、前記第2の蓄電池と電動発電機とを
前記モータ制御手段を介して連絡して設け、前記モータ
制御手段の作動維持用電源を維持すべく前記第2の蓄電
池または電動発電機をDC−DCコンバータを介してモ
ータ制御手段に連絡して設けたことを特徴とする。
ハイブリット車両の制御装置において、第1の蓄電池ま
たは発電機をモータ制御手段に連絡するとともに、第1
の蓄電池または発電機をエンジン制御手段に連絡し、電
動発電機を含む高電圧系が故障した際に、エンジンより
単独走行を可能としている。
て、第1の蓄電池または発電機をエンジン制御手段に連
絡し、第2の蓄電池と電動発電機とをモータ制御手段を
介して連絡するとともに、第2の蓄電池または電動発電
機をDC−DCコンバータを介してモータ制御手段に連
絡し、エンジンを含む低電圧系統であるエンジン制御手
段側と電動発電機を含む高電圧系統であるモータ駆動手
段側とを完全独立タイプとし、高電圧系統であるモータ
駆動手段側が故障した場合でも、何の影響も受けず、低
電圧系統であるエンジン制御手段側のみで、車両の駆動
を可能としている。
に説明する。
ものである。図3において、2は図示しないハイブリッ
ド車両の車両推進装置、4はエンジン、6は電動発電
機、8はクラッチ、10は変速機である。このハイブリ
ッド車両には、車両推進装置2として、エンジン4とこ
のエンジン4の出力軸(図示せず)に接続された駆動機
能及び発電機能を有する電動発電機6とを搭載して設け
る。
を直結して設け、この電動発電機6にクラッチ8を介し
て変速機10を連結して設けている。前記エンジン4に
は、発電機であるオルタネータ12とA/C(エアコ
ン)コンプレッサ14とスタータモータ16とを設け
る。
変速機10間に配設され、図示しないステータコイルと
フライホイール等のロータ(図示せず)とを有してい
る。
て、エンジン4の運転状態を制御するエンジン制御手段
20を設け、電動発電機6の駆動状態及び発電状態を制
御するモータ制御手段(「インバータ/コントローラ」
ともいう)22を設ける。
24によりエンジン制御手段20に接続され、このエン
ジン制御手段20は、エンジン制御手段用電力線26に
より第1の蓄電池28に接続されている。この第1の蓄
電池28は、エンジン制御用及びランプ、ブロアなど補
機類の駆動用電源であり、例えば12Vバッテリからな
る。また、第1の蓄電池28は、前記オルタネータ12
及びスタータモータ16に第1の蓄電池用電力線30に
より接続されており、オルタネータ12によって、第1
の蓄電池28の充電及び消費対象への供給を行ってい
る。
32によりモータ制御手段22に接続されている。モー
タ制御手段22は、モータ制御手段用副動力線34によ
りDC−DCコンバータ36を介して、前記第1の蓄電
池28よりも高電圧の第2の蓄電池38に接続され、ま
た、モータ制御手段用主動力線40により第2の蓄電池
38に接続されている。この第2の蓄電池38は、電動
発電機6に駆動電力を供給するとともに電動発電機6の
発電電力により充電される。
スタータ信号、車速信号、エンジン回転数信号、水温信
号、吸入負圧信号、アクセル状態信号、クラッチ状態信
号、そしてブレーキ状態信号等を取り込むべく接続され
ている。
るモータ制御部42、駆動回路であるモータ駆動部4
4、入出力処理部(インターフェイス)46を設ける。
サブラジエタ48を設けるとともに、前記モータ制御手
段22によって駆動制御され、電動発電機とエンジン制
御手段とに冷却水を供給する冷却水循環ポンプ50を設
ける。なお、符号52は、前記冷却用サブラジエタ46
近傍に配設されるとともに、DC−DCコンバータ36
に連絡する冷却ファン、54は冷却水循環ポンプ50と
冷却ファン52とを前記DC−DCコンバータ36に接
続させる動力線である。
記電動発電機6を接続して設ける。
に、エンジン4の運転状態を制御するエンジン制御手段
20を設け、電動発電機6の駆動状態及び発電状態を制
御するモータ制御手段22を設ける。このモータ制御手
段22は、エンジン制御手段20との間でデータ交換を
せずに、エンジン制御手段20によるエンジン4の制御
から独立して、電動発電機6の駆動状態及び発電状態を
独自に判断して制御する。
維持用電源を維持するために、前記第1の蓄電池28ま
たは発電機であるオルタネータ12を前記エンジン制御
手段20に連絡して設け、前記第2の蓄電池38と電動
発電機6とを前記モータ制御手段22を介して連絡して
設け、前記モータ制御手段22の作動維持用電源を維持
するために、前記第2の蓄電池38または電動発電機6
をDC−DCコンバータ36を介してモータ制御手段2
2に連絡して設ける。
図2に示す如く、低電圧系統であるエンジン制御手段2
0側と高電圧系統であるモータ駆動手段22側とを完全
独立タイプとするものである。
手段20側に、図2に示す如く、オルタネータ12と、
スタータモータ16と、第1の蓄電池28と、エンジン
制御手段20とを位置させる。
2側には、図2に示す如く、電動発電機6と、モータ駆
動手段22と、DC−DCコンバータ36と、第2の蓄
電池38と、冷却水循環ポンプ50と、冷却ファン52
とを位置させる。
チャートに沿って作用を説明する。
制御用プログラムがスタート(100)すると、低電圧
系においては、スタータモータ16が始動(102)
し、エンジン4を始動(104)させる。
に、エンジン制御手段20によってエンジン制御(10
6)が行われ、リターン(108)に移行する。
よって制御用プログラムがスタート(100)すると、
高電圧系においては、高電圧系システムのチェック(1
10)が行われる。
て、「NG」の場合には、制御動作を停止させる「ST
OP」(112)に移行し、「OK」の場合には、モー
タ制御手段22によってモータ制御(114)が行わ
れ、リターン(116)に移行する。
であるエンジン制御手段20側と電動発電機6を含む高
電圧系統であるモータ駆動手段22側とを完全独立タイ
プとしたハイブリッド車両の制御装置18によって、高
電圧系統であるモータ駆動手段22側が故障した場合で
も、何の影響も受けず、低電圧系統であるエンジン制御
手段20側のみで、車両を駆動させることができ、実用
上有利である。
6が、低電圧系のみに電源を依存していることにより、
たとえ高電圧系が故障しても、エンジンの始動性に影響
を与える惧れがなく、良好なエンジンの始動性を維持し
得る。
である。
例のものと同一機能を果たす箇所には、同一符号を付し
て説明する。
記モータ制御手段22の作動維持用電源を維持すべく低
電圧系バッテリである前記第1の蓄電池28または発電
機であるオルタネータ12をモータ制御手段22に連絡
して設けるとともに、前記エンジン制御手段20の作動
維持用電源を維持すべく前記第1の蓄電池28または発
電機であるオルタネータ12を前記エンジン制御手段2
0に連絡して設けた点にある。
手段20側に、図4に示す如く、オルタネータ12と、
スタータモータ16と、第1の蓄電池28と、エンジン
制御手段20とを位置させ、高電圧系統であるモータ駆
動手段22側には、図4に示す如く、電動発電機6と、
インバータ/コントローラであるモータ駆動手段22
と、高電圧系バッテリである第2の蓄電池38と、冷却
水循環ポンプ50と、冷却ファン52とを位置させる。
タネータ12を、図4に示す如く、電力線62によって
モータ制御手段22に連絡して設けるものである。
電動発電機6を含む高電圧系が故障しても、エンジン4
により単独走行が可能となり、実用上有利であるととも
に、ハイブリッド車両に装着された冷却水循環ポンプ5
0や冷却ファン52等の電装品も、第1の蓄電池28あ
るいはオルタネータ12から電気が供給されることとな
り、何ら問題なく使用することが可能である。
に、電動発電機6を含む高電圧系を付加するのみの構成
であることにより、システムが単純であり、既存の車両
に搭載し易いとともに、製作が容易で、安価とし得るも
のである。
する必要がないとともに、DC−DCコンバータを搭載
する必要がないことにより、システムの簡略化が図れ、
スペースの有効利用が可能であるとともに、部品点数を
減少し得る。
タ16も、低電圧系のみに電源を依存していることによ
り、たとえ高電圧系が故障した場合でも、エンジンの始
動性に影響を与えることがなく、実用上有利である。
である。
電圧系バッテリである第1の蓄電池28を、DC−DC
コンバータ36を介して、高電圧系バッテリである第2
の蓄電池38に接続した点にある。
手段20側に、図5に示す如く、オルタネータ12と、
スタータモータ16と、第1の蓄電池28と、エンジン
制御手段20とを位置させ、高電圧系統であるモータ駆
動手段22側には、図5に示す如く、電動発電機6と、
インバータ/コントローラであるモータ駆動手段22
と、DC−DCコンバータ36と、高電圧系バッテリで
ある第2の蓄電池38と、冷却水循環ポンプ50と、冷
却ファン52とを位置させる。
示す如く、電力線72によって、DC−DCコンバータ
36を介して、第2の蓄電池38にに連絡して設けるも
のである。
電池28へ電力の供給が可能であるが、第1の蓄電池2
8が低電圧系のオルタネータ12からも電力供給を受け
ているので、第2の蓄電池38やDC−DCコンバータ
36が故障した場合でも、低電圧系システムがダウンす
ることはなく、実用上有利である。
蓄電池28に供給することができることにより、電力の
有効活用に貢献し得る。
限定されるものではなく、種々の応用改変が可能であ
る。
は、エンジンの運転状態を制御するエンジン制御手段側
と、モータの駆動状態をエンジン制御手段によるエンジ
ンの制御から独立して制御するモータ制御手段側との電
路を完全に独立させる構成としたが、エンジン制御手段
側とモータ制御手段側との電路を連絡した従来技術の構
成と、この発明の第1実施例の構成とを切り換え可能な
構成とする特別構成とすることも可能である。
著な効果を得ることのできる使用状態があり、このよう
な使用状態を有効利用すべく、従来技術の構成とこの発
明の第1実施例の構成とを切り換える手動式の切換スイ
ッチを設け、事情に応じてこの切換スイッチによって構
成状態を切り換え、夫々の構成における長所を利用しよ
うとするものである。
手動式のみでなく、コンピュータによってハイブリッド
車両の状態を判断し、最良のハイブリッド車両スタイル
とすべく、自動的に切換制御できる特別構成とすること
も可能である。
れば、エンジンとこのエンジンの出力軸に接続された電
動発電機とを搭載したハイブリッド車両において、エン
ジンの運転状態を制御するエンジン制御手段を設け、モ
ータの駆動状態をエンジン制御手段によるエンジンの制
御から独立して制御するモータ制御手段を設け、第1の
蓄電池と、この第1の蓄電池よりも高電圧の第2の蓄電
池とを備え、エンジンにより駆動され第1の蓄電池を充
電する発電機を設け、第2の蓄電池と電動発電機とをモ
ータ制御手段を介して連絡して設け、モータ制御手段の
作動維持用電源を維持すべく第1の蓄電池または発電機
をモータ制御手段に連絡して設けるとともにエンジン制
御手段の作動維持用電源を維持すべく第1の蓄電池また
は発電機をエンジン制御手段に連絡して設けたので、電
動発電機を含む高電圧系が故障しても、エンジンにより
単独走行が可能となり、実用上有利である。また、一般
的なエンジンを搭載した車両に、電動発電機を含む高電
圧系を付加するのみの構成であることにより、システム
が単純であり、既存の車両に搭載し易いとともに、製作
が容易で、安価とし得る。更に、高電圧系から低電圧系
へ電力を供給する必要がないとともに、DC−DCコン
バータを搭載する必要がないことにより、システムの簡
略化が図れ、スペースの有効利用が可能であるととも
に、部品点数を減少し得る。
接続された電動発電機とを搭載したハイブリッド車両に
おいて、エンジンの運転状態を制御するエンジン制御手
段を設け、モータの駆動状態を前記エンジン制御手段に
よるエンジンの制御から独立して制御するモータ制御手
段を設け、第1の蓄電池と、この第1の蓄電池よりも高
電圧の第2の蓄電池とを備え、エンジンにより駆動され
第1の蓄電池を充電する発電機を設け、エンジン制御手
段の作動維持用電源を維持すべく第1の蓄電池または発
電機をエンジン制御手段に連絡して設け、第2の蓄電池
と電動発電機とをモータ制御手段を介して連絡して設
け、モータ制御手段の作動維持用電源を維持すべく第2
の蓄電池または電動発電機をDC−DCコンバータを介
してモータ制御手段に連絡して設けたので、エンジンを
含む低電圧系統であるエンジン制御手段側と電動発電機
を含む高電圧系統であるモータ駆動手段側とを完全独立
タイプとしたハイブリッド車両の制御装置によって、高
電圧系統であるモータ駆動手段側が故障した場合でも、
何の影響も受けず、低電圧系統であるエンジン制御手段
側のみで、車両を駆動させることができ、実用上有利で
ある。
の制御装置の制御用フローチャートである。
である。
る。
の制御装置の概略ブロック図である。
の制御装置の概略ブロック図である。
ラ」ともいう) 28 第1の蓄電池 36 DC−DCコンバータ 38 第2の蓄電池 42 モータ制御部 44 モータ駆動部 46 入出力処理部(インターフェイス) 48 冷却用サブラジエタ 50 冷却水循環ポンプ 52 冷却ファン 54 動力線
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジンとこのエンジンの出力軸に接続
された電動発電機とを搭載したハイブリッド車両におい
て、前記エンジンの運転状態を制御するエンジン制御手
段を設け、前記モータの駆動状態を前記エンジン制御手
段によるエンジンの制御から独立して制御するモータ制
御手段を設け、第1の蓄電池と、この第1の蓄電池より
も高電圧の第2の蓄電池とを備え、前記エンジンにより
駆動され前記第1の蓄電池を充電する発電機を設け、前
記第2の蓄電池と電動発電機とを前記モータ制御手段を
介して連絡して設け、前記モータ制御手段の作動維持用
電源を維持すべく前記第1の蓄電池または発電機をモー
タ制御手段に連絡して設けるとともに前記エンジン制御
手段の作動維持用電源を維持すべく前記第1の蓄電池ま
たは発電機を前記エンジン制御手段に連絡して設けたこ
とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 【請求項2】 前記第1の蓄電池は、DC−DCコンバ
ータを介して第2の蓄電池に接続される請求項1に記載
のハイブリッド車両の制御装置。 - 【請求項3】 エンジンとこのエンジンの出力軸に接続
された電動発電機とを搭載したハイブリッド車両におい
て、前記エンジンの運転状態を制御するエンジン制御手
段を設け、前記モータの駆動状態を前記エンジン制御手
段によるエンジンの制御から独立して制御するモータ制
御手段を設け、第1の蓄電池と、この第1の蓄電池より
も高電圧の第2の蓄電池とを備え、前記エンジンにより
駆動され前記第1の蓄電池を充電する発電機を設け、前
記エンジン制御手段の作動維持用電源を維持すべく前記
第1の蓄電池または発電機を前記エンジン制御手段に連
絡して設け、前記第2の蓄電池と電動発電機とを前記モ
ータ制御手段を介して連絡して設け、前記モータ制御手
段の作動維持用電源を維持すべく前記第2の蓄電池また
は電動発電機をDC−DCコンバータを介してモータ制
御手段に連絡して設けたことを特徴とするハイブリッド
車両の制御装置。
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