JP2762002B2

JP2762002B2 - ハイブリッド型自動車

Info

Publication number: JP2762002B2
Application number: JP21082492A
Authority: JP
Inventors: 幸蔵山口; 善則宮石
Original assignee: Ekuosu Risaachi Kk
Current assignee: Ekuosu Risaachi Kk
Priority date: 1992-07-14
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-06-04
Also published as: JPH0638306A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばエンジンとモー
タとを備えたハイブリッド型自動車に係り、詳細には、
駆動輪に駆動力を伝達するモータが内燃機関の出力軸に
連結されているハイブリッド型車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球の環境に対する関心が高ま
り、大気汚染による自然環境の破壊や温暖化、騒音によ
る居住空間の悪化の防止といった社会的要請が高まって
いる。これに伴って、排気の原因となるエンジン等の内
燃機関を駆動源とせず、クリーンな電力によって車両を
駆動させる電気自動車が注目されている。電気自動車
は、大容量の駆動用電源から供給される電力によって電
気モータを回転させ、車両の駆動力とするものである。
そして、アクセルの踏み込み量やブレーキの踏み込み量
等の操作量から、要求されているトルク値を算出し、そ
のトルク値に対応した電流を電気モータに供給し、運転
者の要求に応じた適切な走行を実現する。

【０００３】ところが、この電気自動車は駆動用電源を
必要とし、その充電に長時間を要すると共に、駆動用電
源を充電するための設備も必ずしも十分には存在してい
ないのが現状である。そこで、燃料の供給が容易な従来
のエンジンと、エネルギーとしてクリーンなモータとを
組み合わせたハイブリッド型自動車も開発されている。
このハイブリッド型自動車では、エンジンとモータとを
クラッチ等で接続することにより、走行速度や、走行地
域といった各種条件に応じ、駆動源としてのモータとエ
ンジンを適宜切り換えて使用するようになっている。こ
のような従来のハイブリッド型自動車では、モータ出力
軸とエンジン出力軸とを接続し、エンジン単独走行の場
合にはモータが回転し、発電機として利用することによ
りモータの駆動電源を充電可能としている（特開昭５９
−２０４４０２号公報、５頁右上欄）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、モータ軸とエ
ンジン出力軸が直結され、モータがエンジンより駆動輪
に近い位置にあるため、エンジン駆動時にはモータも回
転することとなる。このため、例えば高速走行時にエン
ジンのみによる駆動の場合には、モータが高速で空転す
ることとなる。このため、モータには起電力が誘起さ
れ、この電圧値が駆動電源の電位を越えると、発生した
電流が充電電流としてバッテリに流れる。この充電電流
は、モータに印加する電圧を制御するスイッチング素子
に併設されるフライホイールダイオードを介して駆動電
源に逆流するので、上記スイッチング素子によっては回
生量を制御できず、駆動電源の許容値を越えると、漏液
や極板の損傷等を生じ、駆動電源の性能を劣化させる原
因となっていた。このため、従来のハイブリッド型自動
車では、最高速度をエンジンの能力一杯まで上げること
ができなかった。例えば、搭載エンジンとしては速度１
８０〔ｋｍ／ｈ〕の能力があるにもかかわらず、逆起電
力のために最高速度を１４０〔ｋｍ／ｈ〕に抑えるよう
にしたハイブリッド型自動車も存在していた。

【０００５】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、駆動輪に駆動力を伝達するモータが
内燃機関の出力軸に連結されているハイブリッド型車両
において、電源を劣化させることなくエンジンの性能に
応じた高速走行が可能なハイブリッド型自動車を提供す
ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、出力軸からの駆動力を駆動輪に伝達する内燃機関
と、この内燃機関の出力軸に連結され、駆動輪に駆動力
を伝達するモータと、このモータに電力を供給すると共
に、前記モータからの回生によって充電される電源と、
この電源から前記モータへの電力、および、前記モータ
からの回生を制御する制御手段と、前記モータの非駆動
時において、前記内燃機関の駆動による前記モータの誘
起電圧が前記電源電圧を越え、前記電源を劣化させる充
電が行われるか否かを判断する劣化判断手段と、この劣
化判断手段で前記電源を劣化させる充電が行われると判
断された場合に、前記電源とモータとを電気的に切断す
る切断手段と、をハイブリッド型自動車に具備させて前
記目的と達成する。請求項２に記載の発明では、出力軸
からの駆動力を駆動輪に伝達する内燃機関と、駆動輪に
駆動力を伝達するモータと、前記内燃機関の出力軸と前
記モータとの間に配設され、前記出力軸から前記モータ
への動力伝達を実行又は遮断するクラッチと、前記モー
タに電力を供給すると共に、前記モータからの回生によ
って充電される電源と、この電源から前記モータへの電
力、および、前記モータからの回生を制御する制御手段
と、前記モータの非駆動時において、前記内燃機関の駆
動による前記モータの誘起電圧が前記電源電圧を越え、
前記電源を劣化させる充電が行われるか否かを判断する
劣化判断手段と、この劣化判断手段で前記電源を劣化さ
せる充電が行われると判断された場合に、前記クラッチ
を切断する切断手段と、をハイブリッド型自動車に具備
させて前記目的を達成する。請求項３に記載の発明で
は、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド型自
動車において、前記モータでの誘起電圧を、車速または
前記内燃機関の出力軸の回転速度から算出する誘起電圧
算出手段を具備させ、前記劣化判断手段は、前記誘起電
圧算出手段で算出された誘起電圧が所定値を越えている
か否か、または、前記誘起電圧算出手段で算出された誘
起電圧と前記電源の電圧との差が所定値を越えているか
否かにより、前記電源を劣化させる充電が行われるか否
かを判断する。

【０００７】

【作用】本発明のハイブリッド型自動車では、駆動輪に
駆動力を伝達するモータが内燃機関の出力軸に連結され
ているハイブリッド型車両において、モータの非駆動時
において、内燃機関の駆動によってモータに誘起電圧が
生じ、この誘起電圧が電源電圧を越えることで、電源を
劣化させる充電が行われるか否かを劣化判断手段で判断
する。そして、請求項１に記載のハイブリッド型自動車
では、電源を劣化させる充電が行われると判断された場
合に、電源とモータとを電気的に切断することで充電を
停止する。また請求項２に記載のハイブリッド型自動車
では、電源を劣化させる充電が行われると判断された場
合に、内燃機関の出力軸とモータとの間に配設されたク
ラッチを切断して出力軸からモータへの動力伝達を遮断
し、モータに誘起電圧が生じないようにすることで、電
源の充電を停止する。このように、請求項１及び請求項
２に記載した発明では、電源を劣化させる充電が行われ
ると判断された場合に、電源への充電が停止されるの
で、電源を劣化させることなくエンジンの性能に応じた
高速走行を行うことができる。また、請求項３に記載の
ハイブリッド型自動車では、モータでの誘起電圧を車速
または前記内燃機関の出力軸の回転速度から算出し、算
出された誘起電圧が所定値を越えているか否か、また
は、算出された誘起電圧と前記電源の電圧との差が所定
値を越えているか否かにより、電源を劣化させる充電が
行われるか否かを判断する。

【０００８】

【実施例】以下本発明のハイブリッド型自動車における
好適な実施例について、図１から図９を参照して詳細に
説明する。図１はハイブリッド型自動車における基本構
成を表したものである。このハイブリッド型自動車は第
２駆動手段としてのエンジン１１を備えている。このエ
ンジン１１の出力軸１２は、接断部（クラッチ）１３の
入力軸に接続されている。この接断部１３の出力軸１４
は、第１駆動手段としてのモータ１５のロータ入力側に
固定されている。接断部１３は、クラッチ等から構成さ
れ、出力軸１２との係合、開放を行うことによって、出
力軸１２の回転を、駆動系出力軸１６側に伝達するよう
になっている。一方、モータ１５のロータ出力側も、駆
動系出力軸１６の一端に接続されており、駆動系出力軸
１６の他端はデファレンシャル装置１７に接続されてい
る。このデファレンシャル装置１７の出力回転は、駆動
軸１８を介して駆動輪１９に伝達されるようになってい
る。

【０００９】モータ１５としては、直流電動機等の各種
モータが使用されるが、この実施例では、６極の永久磁
石からなるロータと、３相の巻線からなる電磁コイルす
なわちステータコイルを備えたブラシレスＤＣモータ１
５が使用されている。ハイブリッド型自動車は、このモ
ータ１５を駆動するための電力を供給する、駆動用電源
としての直流電源２１を備えている。この直流電源２１
としては、鉛酸蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ナト
リウム硫黄電池、リチウム２次電池、水素２次電池、レ
ドックス型電池等の各種２次電池が使用される。この直
流電源２１は、例えば２４０〔Ｖ〕の直流電源で構成さ
れている。

【００１０】ハイブリッド型自動車は、これら各部をコ
ントロールする、エンジンコントローラ２２、接断部コ
ントローラ２３、およびモータコントローラ２４を備え
ている。また、各部の状態検出等を行う、電圧検出回路
２６、車速センサ２７、アクセルセンサ２８、ブレーキ
センサ２９、その他、シフトレバーの位置を検出する図
示しないシフトレバーセンサ等を備えている。エンジン
コントローラ２２は、要求される出力トルク値に応じ
て、スロットル・バルブの開度を調整するようになって
いる。接断部コントローラ２３は、エンジン１１の駆動
力とブラシレスＤＣモータ１５の駆動力を、ハイブリッ
ド型自動車の走行モードに応じて選択的に駆動系出力軸
１６に出力するように、接断部１３を制御する。ハイブ
リッド型自動車の走行モードとしては、ブラシレスＤＣ
モータ１５単独で走行を行う第Ｉ走行モード、エンジン
１１単独で走行を行う第ＩＩ走行モード、ブラシレスＤ
Ｃモータ１５とエンジン１１を併用して走行する第ＩＩ
Ｉ走行モードが、車速やアクセル開度に応じて自動的に
選択され、または運転者によって選択される。

【００１１】モータコントローラ２４は、直流電源２１
から供給される電流を、要求されたトルクを発生させる
電流値に変換してブラシレスＤＣモータ１５に供給する
と共に、ブラシレスＤＣモータ１５から直流電源２１へ
の回生を行う。そして、モータ１５の非駆動時に、モー
タから不測の充電電流が電源側に流れないように充電停
止手段を備えている。電圧検出回路２６は、図示しない
アナログ−ディジタル変換回路を備えており、直流電源
２１の電圧を直接検出し、検出した電圧をディジタル値
に変換して電圧値信号を出力するようになっている。車
速センサ２７は駆動系出力軸１６の回転数から車速を検
出し、アクセルセンサ２８はアクセルの開度を検出し、
ブレーキセンサ２９はブレーキペダルの踏み込み量を検
出するようになっている。

【００１２】ハイブリッド型自動車は、また、制御部３
０を備えており、この制御部３０は各種制御を行うＣＰ
Ｕ（中央処理装置）３１を有している。このＣＰＵ３１
にはデータバス等のバスライン３２を介してＲＯＭ（リ
ード・オンリ・メモリ）３３、ＲＡＭ（ランダム・アク
セス・メモリ）３４、出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）
３５、入力Ｉ／Ｆ３６がそれぞれ接続されている。ＲＯ
Ｍ３３には、入力Ｉ／Ｆ３６から入力される各種信号に
基づいてＣＰＵ３１が走行状態等を判断し、各部を適切
に制御するための各種プログラムやデータが格納されて
いる。ＲＡＭ３４は、ＲＯＭ３３に格納されたプログラ
ムやデータに従ってＣＰＵ３１が処理を行うためのワー
キングメモリであり、入力Ｉ／Ｆ３６から入力された各
種信号や、出力Ｉ／Ｆ３５から出力した制御信号が一時
的に格納されるようになっている。

【００１３】制御部３０の出力Ｉ／Ｆ３５には、接断部
コントローラ２３、エンジンコントローラ２２、モータ
コントローラ２４が、それぞれ接続されており、ＣＰＵ
３１から走行条件などに応じて制御信号が供給されるよ
うになっている。一方、入力Ｉ／Ｆ３６には、電圧検出
回路２６、車速センサ２７、アクセルセンサ２８、およ
び、ブレーキセンサ２９が接続されており、ＣＰＵ３１
によってそれぞれの検出信号等が読み込まれるようにな
っている。

【００１４】図２は、ハイブリッド型自動車のモータコ
ントローラ２４の回路構成およびその周辺について表し
たものである。この図に示すように、ブラシレスＤＣモ
ータ１５のロータシャフト４１には、これと一体的に回
転するようにレゾルバ４２の回転子が接続されている。
モータコントローラ２４は、このレゾルバ４２に接続さ
れたレゾルバ回路４３を備えている。レゾルバ回路４３
は、レゾルバ４２にＥｍ sinωｔ及びＥｍ cosωｔの交
流電圧ｘ、ｙを印加すると共に、レゾルバ４２から交流
電圧Ｅｍsin(ωｔ＋θ)のレゾルバ信号ａを受けて、ロ
ータの磁極の絶対位置を検出し、電流波形制御回路４４
に励磁位置信号ｂを出力するようになっている。なお、
ロータの磁極の絶対位置を検出する手段としては、例え
ば光学式のロータリエンコーダや磁気式エンコーダ（例
えば、ホール素子や強磁性薄膜を用いたもの）を使用し
てもよい。

【００１５】この電力波形制御回路４４は、ハイブリッ
ド型自動車の負荷条件、例えばアクセルやブレーキの踏
み込み量などに対応した電流がブラシレスＤＣモータ１
５に供給されて所定のトルクが得られるように制御する
ための回路である。すなわち、制御部３０の出力Ｉ／Ｆ
３５から、要求電流を指令するための電流指令信号ｊ
１、回転方向指令信号ｊ２、回生信号ｊ３、および運転
指令信号ｊ４が供給され、これらの信号に基づいて、要
求電流に対応したデューティ比を有するＵＶＷ相のパル
ス幅変調（ＰＷＭ）信号ｄをベースドライブ回路５２に
出力するようになっている。

【００１６】モータコントローラ２４は、ブラシレスＤ
Ｃモータ１５のステータコイルを励磁するためのブリッ
ジ回路４６を備えている。このブリッジ回路４６は６個
のパワートランジスタ５１〜５６を備えており、各パワ
ートランジスタ５１〜５６のベースにはベースドライブ
回路５２からスイッチング信号としてトランジスタ駆動
信号ｃが供給されるようになっている。ベースドライブ
回路５２は、電流波形制御回路４４から供給されるＰＷ
Ｍ信号ｄに従って、各パワートランジスタ５１〜５６を
駆動する。

【００１７】さらにモータコントローラ２４は、２４０
〔Ｖ〕の直流電源２１を所定の電圧ｑ、ｒに変換する電
源回路５７を備えている。この電源回路５７は、ブリッ
ジ回路４６に対して各パワートランジスタ５１〜５６を
駆動するための駆動電力ｑをベースドライブ回路５２に
供給すると共に、制御電源電圧ｒを制御部３０電流波形
制御回路４４、ベースドライブ回路５２などの各回路に
供給している。

【００１８】また、平滑用を目的とした大容量のコンデ
ンサ５７がブリッジ回路４６と並列に接続され、直流電
源２１からブリッジ回路４６に供給される電圧を安定さ
せている。ブリッジ回路４６からブラシレスＤＣモータ
１５に供給される相電流は電流センサ５８で検出される
ようになっており、Ｕ相電流検出信号ｓ及びＶ相電流検
出信号ｔが電流波形制御回路４４に供給される。電流波
形制御回路４４では、これら検出信号ｓ、ｔ、とレゾル
バ回路４３から供給される励磁位置信号ｂとにより、ブ
リッジ回路４６から供給される相電流の位相および波形
を制御している。

【００１９】モータコントローラ２４は、この実施例に
おいて、ブラシレスＤＣモータ１５の駆動停止時におい
て、このモータ１５から直流電源２１への充電を停止す
る、充電停止手段としての充電停止回路６１を備えてい
る。充電停止回路６１は、ダイオード６２を有してお
り、このダイオード６２は直流電源２１からブリッジ回
路４６方向に順方向接続され、直流電源２１の電力をブ
リッジ回路４６に供給する。このダイオード６２には、
並列にパワートランジスタ６３が接続されており、アノ
ードとエミッタ、カソードとコレクタがそれぞれ接続さ
れている。パワートランジスタ６３のベースには、ベー
スドライブ回路６４が接続されており、このベースドラ
イブ回路６４は、制御部３０から供給される制御信号ｊ
０に応じて、パワートランジスタ６３のスイッチング動
作を制御するようになっている。なお、このパワートラ
ンジスタ６３としては、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ）が使用され、また、ＦＥＴ（電界効果
トランジスタ）、その他の素子を使用してもよい。

【００２０】次に、このように構成されたハイブリッド
型自動車におけるモータ非駆動時の充電現象について説
明する。充電現象の概要エンジンが高速回転すると、これに伴い、モータロータ
も高速回転するが、この時モータの誘起電圧が駆動電源
の電圧よりも高いと、ブリッジ回路４６のスイッチング
素子と逆並列に接続されるフライホイールダイオード等
を介して電流が逆流し、駆動電源を充電する。なお、こ
の充電現象は、回生動作とは区別される。ハイブリッド
型自動車の走行中に回生を行う状態か否かについては制
御部３０が、例えば、シフトレバー位置やアクセル、ブ
レーキの踏み込み量といった負荷条件から判断し、回生
状態の場合、制御部３０がブリッジ回路４６に回生のた
めのスイッチング信号を出力するものである。図３は、
上記充電を停止する充電停止状態を説明するためのもの
である。この図に示すように、充電停止動作としては、
モータコイルに誘起した電圧Ｅが直流電源２１の許容値
Ｅ１を越えた場合、および誘起電圧Ｅと直流電源電圧
（直流電源残量）Ｅ０との差ΔＥが、急速充電状態を起
こす範囲に達した場合に、充電を停止させる。

【００２１】充電停止動作の詳細図４は充電停止の判断処理の詳細について表したもので
ある。ＣＰＵ３１は、現在走行中のモードが、エンジン
１１単独で走行する第ＩＩ走行モードか否かを判断する
（ステップ１１）。第ＩＩ走行モードの場合（ステップ
１１；Ｙ）、ＣＰＵ３１は車速センサ２７から、現在の
車速Ｖを判断する（ステップ１２）。そして、この車速
ＶからブラシレスＤＣモータ１５で発生する誘起電圧Ｅ
を算出し、算出した電圧ＥをＲＡＭ３４に格納する（ス
テップ１３）。なお、図３に示す車速と誘起電圧Ｅとの
関係については、対応する計算式、又はマップがＲＯＭ
３３に格納されている。

【００２２】そして、ＣＰＵ３１は、誘起電圧Ｅが、直
流電源２１の充電許容電圧Ｅ１以上になっているか否か
を判断する（ステップ１４）。充電許容電圧Ｅ１以上の
場合（ステップ１４；Ｙ）、ＣＰＵ３１は、出力Ｉ／Ｆ
３５を介して、モータコントローラ２４の充電停止回路
６１に充電停止信号ｊ０を出力する（ステップ１５）。
この充電停止信号ｊ０が供給されると、充電停止回路６
１のベースドライブ回路６４は、パワートランジスタ６
３に対して、ベース電流の供給を停止する。これによっ
て、パワートランジスタ６３はＯＦＦ状態となり（ステ
ップ１６）、ブラシレスＤＣモータ１５の誘起電圧によ
る充電が停止されるため、直流電源２１を劣化すること
なく、高速走行が継続される。

【００２３】一方、ステップ１４において、誘起電圧Ｅ
が、直流電源２１の充電許容電圧Ｅ１に達していない場
合（ステップ１４；Ｎ）、電圧検出回路２６で検出した
直流電源２１の電圧Ｅ０を取り込む（ステップ１７）。
そして、ステップ１３でＲＡＭ３４に格納した電圧Ｅを
読み出し、電圧Ｅ０との電圧差ΔＥを算出し（ステップ
１８）、この電圧差ΔＥが、直流電源２１の急速充電状
態を起こす範囲であるか否かを判断する（ステップ１
９）。電圧差が急速充電範囲内であれば（ステップ１
９；Ｙ）、ステップ１５に移行して、ブラシレスＤＣモ
ータ１５から直流電源２１への充電を停止する。

【００２４】電圧差ΔＥが急速充電範囲内でない場合
（ステップ１９；Ｎ）、およびステップ１１において第
Ｉ走行モードまたは第ＩＩＩ走行モードであると判断さ
れた場合（ステップ１１；Ｎ）、ＣＰＵ３１は、Ｉ／Ｆ
３５を介して、モータコントローラ２４の電流波形制御
回路４４に対して回生信号ｊ３を供給する（ステップ２
０）。この場合ＣＰＵ３１は、充電停止回路６１に対し
ては充電停止信号ｊ０の出力は行わない。従って、ベー
スドライブ回路６４からベース電流が出力され、パワー
トランジスタ６３がＯＮ状態となる（ステップ２１）。
これにより、ブラシレスＤＣモータ１５で発生した逆起
電力は、ブリッジ回路のトランジスタ又はフライホイー
ルダイオードおよびパワートランジスタ６３を介して直
流電源２１に回生される。

【００２５】以上説明した第１の実施例では、パワート
ランジスタ６３を電子接点として使用し、オン・オフ制
御をベースドライブ回路６４で行うようにしたが、パワ
ートランジスタ６３をブラシレスＤＣモータ１５からの
充電電流の電流制御素子として使用してもよい。すなわ
ち、ＣＰＵ３１において、直流電源２１に対して充電可
能な電流値を算出し、ベースドライブ回路６４からパワ
ートランジスタ６３のベースに供給する電流を制御する
ことによって、充電電流を制限する。例えば、電圧差Δ
Ｅが急速充電範囲の場合、直流電源２１が劣化しない範
囲の充電電流をＣＰＵ２１で算出し、対応するベース電
流をパワートランジスタ６３に供給する。

【００２６】図５は、第２の実施例におけるモータコン
トローラ２４の回路構成およびその周辺について表した
ものである。この第２の実施例では、充電停止手段とし
ての充電停止回路７１を、リレー７２および、このリレ
ー７２の接点をオン・オフ制御するリレー回路７３で構
成したものである。リレー７２としては、ｂ接点が直流
電源２１とブリッジ回路４６間に接続されている。この
第２の実施例では、直流電源２１が劣化することなく充
電可能な状態、および回生の場合、制御部３０から充電
停止信号ｊ０が出力されない。このため、充電停止回路
７１のリレー７２は、ＯＦＦ状態であり、そのｂ接点は
接続状態となり、ブラシレスＤＣモータ１５への電力の
供給、およびブラシレスＤＣモータ１５からの充電又は
回生が行われる。

【００２７】一方、逆起電力の電圧Ｅが直流電源２１の
許容値Ｅ１を越えた場合、および逆起電力の電圧Ｅと直
流電源電圧（直流電源残量）Ｅ０との差ΔＥが、急速充
電状態を起こす範囲に達した場合に、充電を停止させ
る。すなわち、直流電源２１が劣化を生じるため充電を
停止すべき充電停止状態であると制御部３０で判断され
た場合、制御部３０から充電停止信号ｊ０が充電停止回
路７１に供給される。充電停止回路７１では、充電停止
信号ｊ０が供給されると、リレー回路７３がリレー７２
を動作させ、そのｂ接点を切断する。このため、ブラシ
レスＤＣモータ１５と、直流電源２１間が電気的に切断
されて、充電が停止される。

【００２８】次に、第３の実施例について説明する。図
６はハイブリッド型自動車の第３の実施例の構成を表し
たものである。第１および第２の実施例では、ブラシレ
スＤＣモータ１５からの過大電流が流入すること等によ
る直流電源２１の劣化を、両者間に配置した電気回路
（充電停止回路６１、７１）によって遮断または制限す
るようにした。これに対して、この第３の実施例では、
モータ１５と出力軸１４との間をクラッチで接続し、こ
のクラッチを充電停止手段として機能するように構成し
たものである。これによって、エンジン１１単独走行の
第ＩＩ走行モードにおいて、エンジン１１の出力軸１２
に接続されて回転する駆動系出力軸１６からブラシレス
ＤＣモータ１５を切り離し、モータの空転を防止すると
共に、過大電流の回生による劣化から直流電源２１を保
護する。

【００２９】この第３の実施例において、接断部１３
は、エンジン１１の出力軸１２と駆動系出力軸１６とを
接続するクラッチＣ１で構成され、モータ１５は変速装
置８１を備えている。変速装置８１は、プラネタリギア
セット８２、クラッチＣ０およびワンウェイクラッチＦ
０およびブレーキＢ０を備えている。プラネタリギアセ
ット８１は、サンギア８３、複数のピニオン８４、この
ピニオン８４を連結するキャリア８５、およびリングギ
ア８６を有しており、このリングギア８６が駆動系出力
軸１６に接続されている。この実施例においては、クラ
ッチＣ０およびブレーキＢ０は、接断部コントローラ２
３により制御される構成となっている。

【００３０】一方、クラッチＣ０は、サンギア８３とキ
ャリア８５間を接続し、ブレーキＢ０はサンギア８３を
ケース８７に係止するようになっている。ワンウェイク
ラッチＦ０はサンギア８３とキャリア８５間に配設され
ている。ブラシレスＤＣモータ１５は、永久磁石型ロー
タ８８と、三相８極のステータ８９より構成されてお
り、ロータ８８のロータ出力軸９０がキャリア８５に接
続されている。

【００３１】図７は、第３の実施例における、モータコ
ントローラ２４の構成およびその周辺について表したも
のである。この第３の実施例では、クラッチＣ０、ブレ
ーキＢ０が機械的な充電停止手段として機能するため、
第１および第２の実施例における充電停止回路６１、７
１（図２、図５）がない他は同一の構成となっている。
また、第１の実施例と同様に、制御部３０が劣化判断手
段として機能し、直流電源２１が劣化することなく充電
が可能な状態か、劣化を生じるため充電を停止すべき充
電停止状態かを判断する。そして、これら判断された各
状態に応じて、ＣＰＵ３１から出力Ｉ／Ｆ３５を介し
て、接断部コントローラ２３に、ブレーキＢ０、クラッ
チＣ０、およびクラッチＣ１の係合と解放を指示する。

【００３２】このように構成された、第３の実施例の動
作について次に説明する。ブラシレスＤＣモータ１５駆動時ブラシレスＤＣモータ１５単独走行時、ＣＰＵ３１は、
出力Ｉ／Ｆ３５を介して接断部コントローラ２３に、ク
ラッチＣ１の開放を指示すると共に、低速段、高速段の
選択に応じて、ブレーキＢ０とクラッチＣ０の係合また
は解放を指示する。低速段が選択されている場合には、
ブレーキＢ０によりケース８７にサンギア８３を係止す
る。このとき、キャリア８５から入力されるロータ８８
の回転は、減速されてリングギア８６に出力される。一
方、高速段が選択されている場合には、ブレーキＢ０を
開放して、クラッチＣ０（ワンウェイクラッチＦ０）に
より、サンギア８３とキャリア８５とを連結する。これ
によって、ロータ８８の回転は、同速にてリングギア８
６から駆動系出力軸１６に出力される。

【００３３】エンジン１１駆動時エンジン１１の駆動時に、ＣＰＵ３１は、出力Ｉ／Ｆ３
５から接断部コントローラ２３に対して、クラッチＣ１
の係合を指示する。そして、充電を行う場合に、直流電
源２１が劣化することなく充電可能な状態であると制御
部３０で判断されると、ブレーキＢ０とクラッチＣ０の
係合と解放を適宜指示し、駆動系出力軸１６の回転をリ
ングギア８６からロータに取り込む。このロータの回転
によって誘起電力が発生し、直流電源２１の電位を越え
ると該電源に充電される。

【００３４】一方、直流電源２１が劣化を生じるため充
電を停止すべき充電停止状態であると制御部３０で判断
されると、ＣＰＵ３１は接断部コントローラ２３に、ク
ラッチＣ１の係合と共に、ブレーキＢ０とクラッチＣ０
の開放を指示する。これによって、エンジン１１の駆動
トルクがクラッチＣ１を介して駆動系出力軸１６に伝達
される。このとき、リングギア８６も回転するが、ブレ
ーキＢ０およびクラッチＣ０が開放されているので（ワ
ンウェイクラッチＦ０はフリー方向となる。）、キャリ
ア８５はフリーとなり、ロータ８８は回転しない。従っ
て、エンジン１１の回転によって駆動系出力軸１６が高
速回転しても、その回転はブラシレスＤＣモータ１５に
伝達されず空転しないため、過大電流の発生と共に直流
電源２１の劣化が防止される。

【００３５】図８はハイブリッド型自動車の第４の実施
例における、接断部１３の構成とその周辺について表し
たものである。この第４の実施例は、第３の実施例と同
様に、モータ出力軸とエンジン出力軸の連結をクラッチ
で遮断することによって、モータの空転を防止するもの
である。また、この第４の実施例におけるモータコント
ローラ２４の構成は、図７に示した構成と同一である。

【００３６】このハイブリッド型自動車の駆動装置おい
て、駆動系出力軸１６には、クラッチＣ２を介してブラ
シレスＤＣモータ１５のロータ出力軸９０が接続される
と共に、変速装置８１とクラッチＣ１を介してエンジン
１１が接続されている。エンジン１１の出力軸１２はク
ラッチＣ１に接続され、クラッチＣ１は変速装置８１の
一部を構成するプラネタリギアセット８２のキャリア８
５に接続されている。そして、プラネタリギアセット８
２のリングギア８６が駆動系出力軸１６に接続されてい
る。前記した第３の実施例ではブレーキＢ０およびクラ
ッチＣ０の双方を同時に開放することによってロータを
フリーにしているのに対して、この第４の実施例におけ
るハイブリッド型自動車では、ブレーキＢ０とクラッチ
Ｃ０の作動が選択的である為、クラッチＣ２によってロ
ータをフリーにするようになっている。すなわち、クラ
ッチＣ２を開放することによって、ブラシレスＤＣモー
タ１５を駆動系出力軸１６から切り離し、直流電源２１
が劣化するようなロータの空転が防止される。

【００３７】図９はハイブリッド型自動車の第５の実施
例における、接断部１３の構成とその周辺について表し
たものである。この第５の実施例も、第３の実施例と同
様に、モータ出力軸とエンジン出力軸の連結をクラッチ
で遮断することによって、モータの空転を防止するもの
である。そしてこの実施例では、エンジン側２段、モー
タ側に２段の接続クラッチが配置されている。なお、モ
ータコントローラ２４の構成も、図７に示した構成と同
一である。

【００３８】このハイブリッド型自動車の駆動装置おい
て、駆動系出力軸１６には、変速装置８１を構成するプ
ラネタリギアセット８２のリングギア８６が接続されて
いる。プラネタリギアセット８２のキャリア８５には、
クラッチＣ２を介してブラシレスＤＣモータ１５が接続
されると共に、クラッチＣ１を介してエンジン１１が接
続されている。このように構成された第４の実施例にお
いても、クラッチＣ２を開放することによって、ブラシ
レスＤＣモータ１５を駆動系出力軸１６から切り離し、
直流電源２１が劣化するようなロータの空転が防止され
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源を劣化させる充電が行われると判断された場合に、
電源への充電が停止されるので、電源を劣化させること
なくエンジンの性能に応じた高速走行を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハイブリッド型自動車における一実施
例の基本構成図である。

【図２】同上、ハイブリッド型自動車のモータコントロ
ーラの回路構成図およびその周辺図である。

【図３】同上、回生を停止する充電停止状態の説明図で
ある。

【図４】同上、ハイブリッド型自動車による回生動作の
回生判断処理を示すフローチャートである。

【図５】同上、第２の実施例におけるモータコントロー
ラ回路構成図およびその周辺図である。

【図６】同上、第３の実施例における、接断部の構成図
およびその周辺図である。

【図７】同上、第３の実施例における、モータコントロ
ーラの構成図およびその周辺図である。

【図８】同上、第４の実施例における、接断部の構成図
およびその周辺図である。

【図９】同上、第５の実施例における、接断部の構成図
およびその周辺図である。

【符号の説明】

１１エンジン１３接断部１５ブラシレスＤＣモータ１６駆動系出力軸２１直流電源２６電圧検出回路２７車速センサ３０制御部３１ＣＰＵ４６ブリッジ回路６１充電停止回路６３パワートランジスタ６４ベースドライブ回路８１変速装置８２プラネタリギアセット８３サンギア８４ピニオン８５キャリア８６リングギア８８永久磁石型ロータ８９ステータ８９９０ロータ出力軸Ｂ０ブレーキＣ０、Ｃ１、Ｃ２クラッチＦ０ワンウェイクラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60L 11/14 B60K 25/02 B60L 7/12 H02J 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】出力軸からの駆動力を駆動輪に伝達する
内燃機関と、この内燃機関の出力軸に連結され、駆動輪に駆動力を伝
達するモータと、このモータに電力を供給すると共に、前記モータからの
回生によって充電される電源と、この電源から前記モータへの電力、および、前記モータ
からの回生を制御する制御手段と、前記モータの非駆動時において、前記内燃機関の駆動に
よる前記モータの誘起電圧が前記電源電圧を越え、前記
電源を劣化させる充電が行われるか否かを判断する劣化
判断手段と、この劣化判断手段で前記電源を劣化させる充電が行われ
ると判断された場合に、前記電源とモータとを電気的に
切断する切断手段と、を具備することを特徴とするハイブリッド型自動車。
【請求項２】出力軸からの駆動力を駆動輪に伝達する
内燃機関と、駆動輪に駆動力を伝達するモータと、前記内燃機関の出力軸と前記モータとの間に配設され、
前記出力軸から前記モータへの動力伝達を実行又は遮断
するクラッチと、前記モータに電力を供給すると共に、前記モータからの
回生によって充電される電源と、この電源から前記モータへの電力、および、前記モータ
からの回生を制御する制御手段と、前記モータの非駆動時において、前記内燃機関の駆動に
よる前記モータの誘起電圧が前記電源電圧を越え、前記
電源を劣化させる充電が行われるか否かを判断する劣化
判断手段と、この劣化判断手段で前記電源を劣化させる充電が行われ
ると判断された場合に、前記クラッチを切断する切断手
段と、を具備することを特徴とするハイブリッド型自動車。
【請求項３】前記モータでの誘起電圧を、車速または
前記内燃機関の出力軸の回転速度から算出する誘起電圧
算出手段を備え、前記劣化判断手段は、前記誘起電圧算出手段で算出され
た誘起電圧が所定値を越えているか否か、または、前記
誘起電圧算出手段で算出された誘起電圧と前記電源の電
圧との差が所定値を越えているか否かにより、前記電源
を劣化させる充電が行われるか否かを判断することを特
徴とする請求項１または、請求項２に記載のハイブリッ
ド型自動車。