JP2002327668A

JP2002327668A - 車両の電池電力配分制御装置

Info

Publication number: JP2002327668A
Application number: JP2001133241A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshiro Kamioka; 清城上岡; Katsuhiko Yamaguchi; 勝彦山口; Yukio Kobayashi; 幸男小林; Osamu Harada; 修原田; Takahiro Nishigaki; 隆弘西垣; Takeshi Kawabata; 剛士川端; Kenji Yamamoto; 健児山本
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の電力源の電力残容量に応じて補機駆動
を制限し、エンジン始動をスムーズに行なうことが出来
る電池電力配分制御装置を提供する。【解決手段】制限値演算部３０にはバッテリのＳＯ
Ｃ、電圧、温度等が入力され、バッテリの電力残容量と
して許容電池出力あるいは電池電圧を把握している。こ
れらの許容電池出力あるいは電池電圧に応じ、制限値演
算部３０によりオイルポンプモータ２２の制限値が演算
され、この制限値がオイルポンプモータ制御部２８に出
力される。オイルポンプモータ制御部２８では、この制
限値に応じてオイルポンプモータ２２のトルクあるいは
回転数を制限する。これにより、クランキングモータ１
０に供給される電力を確保でき、エンジン１２の始動を
スムーズに行なうことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン始動用の
電力を確保し、スムーズなエンジン始動を行わせるため
の電池電力配分制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には、車両の走行及びその制御を補
助する為の各種の補機類等の電気負荷が搭載されてい
る。例えば、各種メーター類、照明類の他、変速用ある
いは潤滑用のオイルを各部に供給する油圧制御装置に使
用されるオイルポンプ等がある。これらはいずれも車両
に搭載された電力源であるバッテリから電力の供給を受
けて動作するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の車
両においては、上述した補機類特に変速機用及び潤滑用
のオイルポンプをエンジン始動前に起動する場合があ
り、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）が低い時あるいはバ
ッテリの温度が低い時には、電動オイルポンプの駆動に
よってバッテリの電力を使い果たしてしまう可能性があ
る。このため、エンジン駆動が行えない場合が生じると
いう問題があった。

【０００４】特に、車両駆動用の電動機によりエンジン
始動を行う型式の車両では、エンジン始動前にエンジン
と電動機とを接続するクラッチを係合する必要がある
が、クラッチを係合するのに必要な油圧を供給するため
電動オイルポンプの駆動が必須となる。したがって、こ
のような型式の車両では、上記問題が特に顕著になる。

【０００５】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、車両の電力源の状態に応じて
補機類等の電気負荷の駆動を制限し、エンジン始動をス
ムーズに行なうことが出来る電池電力配分制御装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジン始動および電気負荷に要する駆
動力を同一の電力源から供給し、エンジン始動に先立ち
電気負荷に電力を供給する車両の電池電力配分制御装置
であって、電力源の状態に応じてエンジン始動前に電気
負荷に用いられる電力を制限することを特徴とする。

【０００７】また、上記車両の電池電力配分制御装置に
おいて、電気負荷に用いられる電力の制限は、電力源の
電力残容量に応じて行われることを特徴とする。

【０００８】また、上記車両の電池電力配分制御装置に
おいて、電気負荷に用いられる電力の制限は、電力源の
温度に応じて行われることを特徴とする。

【０００９】また、上記車両の電池電力配分制御装置に
おいて、電力源はバッテリであることを特徴とする。

【００１０】また、上記車両の電池電力配分制御装置に
おいて、バッテリの電池電圧に応じて電気負荷に用いら
れる電力を制限することを特徴とする。

【００１１】また、上記車両の電池電力配分制御装置に
おいて、バッテリの許容電池出力に応じて電気負荷に用
いられる電力を制限することを特徴とする。

【００１２】また、上記車両の電池電力配分制御装置に
おいて、エンジン始動は電動機により行われ、エンジン
と前記電動機とはクラッチを介して連結され、エンジン
始動に先立ちクラッチを係合することを特徴とする。

【００１３】また、上記車両の電池電力配分制御装置に
おいて、クラッチは油圧作動式クラッチであることを特
徴とする。

【００１４】また、上記車両の電池電力配分制御装置に
おいて、電気負荷にはオイルポンプ用モータを含むこと
を特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）を、図面に従って説明する。

【００１６】図１には、本発明に係る車両の電池電力配
分制御装置を適用したハイブリッド車両の構成図が示さ
れている。図１において、クランキングモータ１０によ
りクランキングされて始動するエンジン１２とモータジ
ェネレータ等の電動機１４との動力を、変速機１６によ
り変速して駆動輪１８に伝達して走行を行なう。また、
上記電動機１４としてモータジェネレータを使用する場
合には、エンジン１２の動力あるいは車両の運動エネル
ギーを電気エネルギーに変換し、図示しないバッテリ
（電力源）への充電も行なう。係るエンジン１２及び電
動機１４及び変速機１６は、クラッチＣ１、Ｃ２より接
続、切り離しが行なわれる。また、上記クランキングモ
ータ１０は、クランキングモータ制御部２０によりトル
ク、回転数が制御される。

【００１７】上記ハイブリッド車両の駆動機構に使用さ
れるオイルは、オイルポンプモータ２２によりオイルポ
ンプ２４が駆動され、このオイルポンプ２４から吐出さ
れたオイルがバルブ２６でそれぞれ切り換えられて潤滑
系、クラッチ、変速機、冷却部等に供給される。このオ
イルポンプモータ２２は、オイルポンプモータ制御部２
８によりその回転数、トルクが制御される。

【００１８】上述したクランキングモータ制御部２０及
びオイルポンプモータ制御部２８は、制限値演算部３０
によって演算された各モータのトルク及び回転数の制限
値に応じて制御動作を行なう。制限値演算部３０では、
図示しないバッテリのＳＯＣ、電圧、温度等が入力さ
れ、これらの値に基づいてエンジン１２の始動時に、ク
ランキングモータ１０によるクランキングが十分に行な
えるだけの電力をバッテリに確保しておけるようにそれ
ぞれの制限値を演算する。この場合、制限値の演算は、
電力残容量、温度等のバッテリの状態を制限値演算部３
０が検知し、これらに基づいて行われる。

【００１９】ハイブリッド車両の中には、クランキング
モータ１０で走行を開始し、走行しながらエンジン１２
を始動する型式のものもある。このような型式では、エ
ンジン１２と駆動輪１８とをクラッチＣ１、Ｃ２により
接続するために、エンジン１２の始動前に、油圧をオイ
ルポンプ２４からクラッチＣ１、Ｃ２に供給する必要が
ある。したがって、上述のようにオイルポンプモータ２
２のトルク及び回転数をバッテリの電力残容量に応じて
制御することにより、クランキングを行なえるだけの電
力をバッテリに十分確保することが可能となる。

【００２０】表１には、制限値演算部３０によって演算
されたクランキングモータ１０及びオイルポンプモータ
２２のトルク及び回転数の制限値の例が示される。この
内、表１（ａ）、（ｂ）には、バッテリの電力残容量を
許容電池出力ＷＯＵＴで把握し、この許容電池出力ＷＯ
ＵＴに対するクランキングモータ１０及びオイルポンプ
モータ２２のトルク制限値の例が示されている。バッテ
リは、その温度あるいはＳＯＣに応じて出力できる電力
の上限値（許容電池出力ＷＯＵＴ）が予め定められてい
る。したがって、制限値演算部３０は、バッテリのＳＯ
Ｃ、温度に応じて予め定まった許容電池出力ＷＯＵＴに
対応して表１（ａ）、（ｂ）に示されるようなトルク制
限値を出力する。ここで、トルク制限値５０％は最大ト
ルクの５０％での運転を意味し、制限値１００％が最大
トルクでの運転即ち無制限を意味する。

【００２１】

【表１】（ａ）、（ｂ）に示されるように、許容電池出力ＷＯＵ
Ｔが５ｋｗの場合には、オイルポンプモータ２２のトル
ク制限値が５０％であり、ＷＯＵＴが１０ｋｗの場合に
は制限値が７５％となっている。この場合に、エンジン
１２のクランキングに使用されるクランキングモータ１
０のトルクは無制限すなわち最大トルクでの運転を許容
されている。これにより、バッテリのＳＯＣ、温度等に
より許容電池出力ＷＯＵＴが低い場合には、オイルポン
プモータ２２のトルクを制限しつつ、クランキングモー
タ１０のトルクを確保し、エンジン１２のクランキング
をスムーズに行なえるように制御される。

【００２２】また、表１（ｃ）、（ｄ）には、バッテリ
の電力残容量を電池電圧ｖｍで把握し、この電池電圧ｖ
ｍに応じたオイルポンプモータ２２及びクランキングモ
ータ１０のトルク制限値の例が示されている。この場合
には、バッテリの電池電圧ｖ表１ｍが２００Ｖ以下まで
低下するとバッテリの使用が許可されずエンジン１２の
クランキングを行なうことが出来ない。これに対して、
バッテリの電池電圧ｖｍが２５０Ｖの場合にはオイルポ
ンプモータ２２のトルクを５０％に制限しつつ、クラン
キングモータ１０のトルク無制限でエンジン１２のクラ
ンキングを行なえるように制御する。また、バッテリの
電池電圧ｖｍが３００Ｖの場合には、何ら制限を行なわ
ずにエンジン１２のクランキングを行なうことが出来
る。

【００２３】さらに、表１（ｅ）には、バッテリの温度
またはエンジン水温に応じてオイルポンプモータ２２の
回転数を制限する例が示される。この場合には、バッテ
リの電池温度またはエンジン水温が−１０℃のときに回
転数を１０００ｒｐｍ、−３０℃のときに７００ｒｐｍ
に制限している。これは、バッテリの温度が低くなった
場合には、前述した許容電池出力ＷＯＵＴが低下するた
め、オイルポンプモータ２２の回転数を低下させて、ク
ランキングモータ１０への電力供給を十分に行ない、エ
ンジン１２のクランキングをスムーズに行なうためであ
る。なお、エンジン水温が低い場合にも、バッテリ温度
が低いと考えられるため、表１（ｅ）のようにエンジン
水温で制御することも可能である。

【００２４】以上のようにして、制限値演算部３０がバ
ッテリの状態を把握し、オイルポンプモータ２２のトル
クあるいは回転数を制限して、クランキングモータ１０
へ十分な電力を供給することにより、エンジン１２のク
ランキングをスムーズに行なえるように電池電力の配分
を制御している。

【００２５】図２には、本発明に係る車両の電池電力配
分制御装置を適用したハイブリッド車両の他の例の構成
図が示されており、図１と同一構成要素には同一符号を
付してその説明を省略する。

【００２６】図２に示された構成では、図１に示された
クランキングモータ１０の代わりに、車両駆動用の電動
機１４によりエンジン１２がクランキングされて始動さ
れる。この電動機１４は、電動機制御部３２によりトル
ク、回転数が制御される。この場合の制限値は、図１の
場合と同様に、制限値演算部３０によって演算される。

【００２７】本実施形態のハイブリッド車両において
は、エンジン１２をクランキングするために、エンジン
１２の始動に先立ちクラッチＣ１を係合する必要があ
る。このクラッチＣが油圧作動式の場合には、オイルポ
ンプモータ２２によりオイルポンプ２４を駆動し、クラ
ッチＣ１に油圧を供給することが必須である。したがっ
て、エンジン１２の始動前に必ずオイルポンプモータ２
２を起動するので、オイルポンプモータ２２の回転数、
トルクを制限して、バッテリの残容量を確保しておく必
要性が高い。以上より、本実施形態においても、図１の
場合と同様に、制限値演算部３０によって演算されたト
ルク及び回転数の制限値に応じてオイルポンプモータ制
御部２８によりオイルポンプモータ２２の回転数、トル
クが制御される。

【００２８】表２には、制限値演算部３０によって演算
された電動機１４及びオイルポンプモータ２２のトルク
及び回転数の制限値の例が示される。表２においては、
表１に示されたクランキングモータトルク制限の代わり
に電動機トルク制限が示されているが、表１と同様の基
準で決定されているので、その説明は省略する。

【００２９】

【表２】以上のようにして、制限値演算部３０がバッテリの状態
を把握し、オイルポンプモータ２２のトルクあるいは回
転数を制限して、電動機１４へ十分な電力を供給するこ
とにより、エンジン１２のクランキングをスムーズに行
なえるように電池電力の配分を制御している。

【００３０】なお、以上に述べた実施形態においては、
オイルポンプモータ２２のトルクあるいは回転数を制限
していたが、これに加えて、その他の補機類への電力供
給を制限あるいは遮断するような構成を追加するのも好
適である。この場合、その他の補機類への電力供給の制
限も、制限値演算部３０により行なわせることができ
る。なお、上記オイルポンプモータ２２及びその他の補
機類が本発明にかかる電気負荷に相当する。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンジン始動及び電気負荷に用いるエネルギを同一の電
力源であるバッテリから供給する構成の車両において、
制限値演算部により補機駆動に用いられる電力をバッテ
リの状態に応じて制限するので、エンジンのクランキン
グのための電力を確保することができ、エンジン始動を
スムーズに行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電池電力配分制御装置を使用し
たハイブリッド車両の構成例を示す図である。

【図２】本発明に係る電池電力配分制御装置を使用し
たハイブリッド車両の他の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１０クランキングモータ、１２エンジン、１４電
動機、１６変速機、１８駆動輪、２０クランキン
グモータ制御部、２２オイルポンプモータ、２４オ
イルポンプ、２６バルブ、２８オイルポンプモータ
制御部、３０制限値演算部、３２電動機制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口勝彦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)発明者小林幸男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)発明者原田修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)発明者西垣隆弘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)発明者川端剛士愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者山本健児愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3G084 BA00 BA28 CA01 DA09 EC01 EC03 FA00 FA03 FA36

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン始動および電気負荷に要する駆
動力を同一の電力源から供給し、エンジン始動に先立ち
電気負荷に電力を供給する車両の電池電力配分制御装置
であって、前記電力源の状態に応じてエンジン始動前に電気負荷に
用いられる電力を制限することを特徴とする車両の電池
電力配分制御装置。
【請求項２】請求項１記載の車両の電池電力配分制御
装置において、前記電気負荷に用いられる電力の制限
は、前記電力源の電力残容量に応じて行われることを特
徴とする車両の電池電力配分制御装置。
【請求項３】請求項１記載の車両の電池電力配分制御
装置において、前記電気負荷に用いられる電力の制限
は、前記電力源の温度に応じて行われることを特徴とす
る車両の電池電力配分制御装置。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれか一項記
載の車両の電池電力配分制御装置において、前記電力源
はバッテリであることを特徴とする車両の電池電力配分
制御装置。
【請求項５】請求項４記載の車両の電池電力配分制御
装置において、前記バッテリの電池電圧に応じて電気負
荷に用いられる電力を制限することを特徴とする車両の
電池電力配分制御装置。
【請求項６】請求項４記載の車両の電池電力配分制御
装置において、前記バッテリの許容電池出力に応じて電
気負荷に用いられる電力を制限することを特徴とする車
両の電池電力配分制御装置。
【請求項７】請求項１から請求項６のいずれか一項記
載の車両の電池電力配分制御装置において、前記エンジ
ン始動は電動機により行われ、エンジンと前記電動機と
はクラッチを介して連結され、前記エンジン始動に先立
ち前記クラッチを係合することを特徴とする車両の電池
電力配分制御装置。
【請求項８】請求項７記載の車両の電池電力配分制御
装置において、前記クラッチは油圧作動式クラッチであ
ることを特徴とする車両の電池電力配分制御装置。
【請求項９】請求項１から請求項８のいずれか一項記
載の車両の電池電力配分制御装置において、前記電気負
荷にはオイルポンプ用モータを含むことを特徴とする車
両の電池電力配分制御装置。