JP3408974B2 - ハイブリッド車駆動装置及び駆動方法 - Google Patents
ハイブリッド車駆動装置及び駆動方法Info
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- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
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Description
/ジェネレータの双方を駆動源とするハイブリッド車の
駆動装置及び駆動方法に関する。
載されているように、エンジンの発電機を駆動して電力
を発生させ、その電力で走行用モータを駆動して走行す
るハイブリッド車両が知られている。
おいて、燃費低減及び排気浄化は、走行状態に応じ適切
に駆動源を切り換える、例えば排気ガスが問題となる発
進、加速時にモータ駆動とすることなどにより行なわれ
ている。また、アイドリング時にエンジンを停止させる
ことも、排気ガス対策として、有効な方法である。
リーに十分な電力を確保して走行距離の延長を図りなが
ら、かつ良好な運転特性の維持を図るためには、まだ、
解決すべき問題がある。
のように車両が一時停止した時にエンジンのアイドリン
グを停止させて有害排気ガスの排出量を低減させようと
するものにおいて、エンジンを一旦停止させた後、エン
ジンを再始動させようとしてもバッテリーに十分な電力
が確保されていなければ、スムーズにエンジンを再始動
させ加速運転を行わせることが出来ない。また、車両の
一時停止時にエンジンの冷却水温等の環境条件が適切な
範囲にないと、その直後にエンジンをスムーズに再始動
させることができない場合がある。
し、バッテリーに常時十分な電力を確保しつつ運転特性
にも優れたハイブリッド車の駆動装置及び駆動方法を提
供することにある。
車両の一時停止時にエンジンのアイドリングを停止させ
て有害排気ガスの排出量を低減させる場合に、アイドリ
ング停止後の再始動や加速運転をスムーズに行わせるこ
とが出来るハイブリッド車の駆動装置及び駆動方法を提
供することにある。。
に、本発明は、エンジンと、該エンジンに連結されたモ
ータ/ジェネレータと、該モータ/ジェネレータに電力
変換器を介して接続されたメインバッテリーと、該メイ
ンバッテリーに接続された補機バッテリーと、該補機バ
ッテリーから供給された電力によって運転される補助機
器類と、前記エンジン及び前記モータ/ジェネレータを
制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、
車の運転状態及び前記メインバッテリーの充電率に応じ
て前記エンジン及び前記モータ/ジェネレータを制御す
るための複数の運転モードを有しており、前記メインバ
ッテリーの充電率に関する2つの所定値をVBMH、VBML
としたとき(但し、VBMH>VBML)、前記メインバッテ
リーの充電率が前記2つの所定値の一方(VBMH)より
も低く且つ前記エンジンを操作するアクセルの開度が所
定値TAよりも小さいとき及び前記メインバッテリーの
充電率が前記2つの所定値の他方(VBML)よりも低く
かつ前記アクセルの開度が前記所定値TAよりも大きい
ときは、前記エンジンを車及び前記モータ/ジェネレー
タの駆動源として運転し、該モータ/ジェネレータで発
電された電力を前記メインバッテリーに回収するエンジ
ン走行発電モードとし、前記メインバッテリーの充電率
が前記2つの所定値の他方(VBML)よりも高くかつ前
記アクセルの開度が前記所定値TAよりも大きいとき
は、前記エンジン及び前記モータ/ジェネレータを車の
駆動源として運転する加速モードとし、前記メインバッ
テリーの充電率が前記2つの所定値の一方(VBMH)よ
りも高くかつ前記アクセルの開度が前記所定値TAより
も小さいときは、前記エンジンのみを車の駆動源として
運転させるエンジン走行モードとし、キースイッチがオ
ンで、前記アクセルがオフでかつ車の速度が所定値以
下、さらに前記メインバッテリーの充電率が前記2つの
所定値の他方(VBML)以上、かつ、前記エンジンの冷
却水温度が所定値以上又は停止状態の車の傾斜角度が所
定値以下のときは、前記エンジンを停止させるエンジン
停止モードとし、前記エンジンの停止後、前記キースイ
ッチがオンのままで前記アクセルがオンのときは、前記
モータ/ジェネレータで前記エンジンを始動させる始動
モードと する。
が、前記アクセルがオフでかつ前記エンジン停止モード
が成立しない場合には前記エンジンのアイドリング運転
を継続し、その後、前記エンジン停止モードが成立した
場合に前記エンジンを停止させることにある。
が、前記加速モード時に、前記アクセルの開度に応じた
トルク指令を前記モータ/ジェネレータに与えることに
ある。
ジンに連結されたモータ/ジェネレータと、該モータ/
ジェネレータに電力変換器を介して接続されたメインバ
ッテリーと、該メインバッテリーに接続された補機バッ
テリーと、該補機バッテリーから供給された電力によっ
て運転される補助機器類と、車の運転状態及び前記メイ
ンバッテリーの充電率に応じて前記エンジン及び前記モ
ータ/ジェネレータを制御するコントローラとを備えた
ハイブリッド車を駆動するにあたり、前記メインバッテ
リーの充電率に関する2つの所定値をVBMH、VBMLとし
たとき(但し、VBMH>VBML)、前記メインバッテリー
の充電率が前記2つの所定値の一方(VBMH)よりも低
く且つ前記エンジンを操作するアクセルの開度が所定値
TAよりも小さいとき及び前記メインバッテリーの充電
率が前記2つの所定値の他方(VBML)よりも低くかつ
前記エンジンを操作するアクセルの開度が前記所定値T
Aよりも大きいときは、エンジン走行発電モードとし
て、前記エンジンを車及び前記モータ/ジェネレータの
駆動源として運転し、該モータ/ジェネレータで発電さ
れた電力を前記メインバッテリーに回収し、前記メイン
バッテリーの充電率が前記2つの所定値の他方(VBM
L)よりも高くかつ前記アクセルの開度が前記所定値TA
よりも大きいときは、加速モードとして、前記エンジン
及び前記モータ/ジェネレータを車の駆動源として運転
し、前記メインバッテリーの充電率が前記2つの所定値
の一方(VBMH)よりも高くかつ前記アクセルの開度が
前記所定値TAよりも小さいときは、エンジン走行モー
ドとして、前記エンジンのみを車の駆動源として運転
し、前記キースイッチがオンで、前記アクセルがオフで
かつ車の速度が所定値以下、さらに、前記メインバッテ
リーの充電率が前記2つの所定値の他方(VBML)以
上、かつ、前記エンジンの冷却水温度が所定値以上又は
停止状態の車の傾斜角度が所定値以下のときはエンジン
停止モードとして、前記エンジンを停止し、前記エンジ
ンの停止後、前記キースイッチがオンのままで前記アク
セルがオンのときは始動モードとして、前記モータ/ジ
ェネレータで前記エンジンを始動させることにある。
減や加速などの運転特性の改善を図ることか可能とな
る。特に、キースイッチがオンでも、アクセルがオフに
なると所定の条件でエンジンのアイドリングを停止させ
るため、排気ガス対策として車両の一時停止時にエンジ
ンのアイドリングを停止させて有害排気ガスの排出量を
低減させることができ、かつ、一時停止時の運転操作が
簡単になると共に、その停止後の再始動や加速運転をス
ムーズに行わせることが出来る。
施例を説明する。図1は、本発明の第一の実施例になる
ハイブリッド車駆動装置の全体構成図を示すものであ
る。図1において、1はコントローラであり、車の運転
状態に応じてエンジン2やモータ/ジェネレータ3等を
制御する。モータ/ジェネレータ3とトランスミッショ
ン10の間にクラッチ9が設けられている。自動変速機
構を採用する場合、クラッチ9は省略される。モータ/
ジェネレータ3は、インバーター4を介してメインバッ
テリー5から電力の供給を受けると共に、モータ/ジェ
ネレータ3により発電された電力がインバーター4を介
してメインバッテリー5に所要の電圧で充電される。7
Aは比較的高い電圧を電源とするのに適した負荷、例え
ばエンジン2のインジェクタの電磁コイルや給排気弁駆
動用電磁バルブ等である。
エンジン2のクランク軸21に直結されている。32は
モータ/ジェネレータ3のステーター、33は永久磁石
である。なお、モータ/ジェネレータ3のローター31
とエンジン2のクランク軸21とは、歯車などの動力伝
達機構を介して連結しても良い。
補機バッテリーであり、スイッチング素子(例えばFE
T素子)8を介してメインバッテリー5に接続されてい
る。補機バッテリー6は、スイッチング素子8を約10
0KHZの周波数でオンオフ制御してメインバッテリー
5から充電される。メインバッテリー5の電圧は60V
以下でかつ補機バッテリー6よりも高い電圧、例えば4
8Vや36Vに制御される。エンジン2の燃料噴射弁を
駆動する電磁コイル等の電源をメインバッテリー5とす
ることにより、例えば燃料噴射弁の応答性を高くするこ
とができる。一方、補機バッテリー6の電圧はメインバ
ッテリー5の電圧よりも低い値、例えば12Vまたは2
4Vに制御される。
電害が回避出来ることから、メインバッテリー5と補機
バッテリー6のマイナス(アース)ラインは共通とし、
特別の配線を省略することが出来る。ただし、必要に応
じて、メインバッテリー5と補機バッテリー6のプラス
ラインとマイナス(アース)ラインを個別に設ける二線
方式としても良い。
バッテリーの充電状態に応じてエンジン2やモータ/ジ
ェネレータ3等の動作を制御する。車の走行中モータ/
ジェネレータ3により発電され、メインバッテリー5に
貯蔵された電力は、排気ガスが問題となる発進、加速時
や動力不足時等に、エンジンに替えてあるいはエンジン
を補助する動力源として、モータ/ジェネレータ3を駆
動するのに利用される。また、得られた電力はランプそ
の他の補機電装品に使用しても差し支えない。ただし、
メインバッテリー5の貯蔵量が予め決めた値以下の場合
には、補機への電力供給は行わない。
す。コントローラ1は、統合制御ユニット11、モータ
/ジェネレータコントローラ12、エンジンコントロー
ラ13、補機バッテリーコントローラ14から構成され
る。
処理部を有しており、キースイッチ、アクセルスイッチ
(アクセルのオンオフ)、アクセル開度センサー、ブレ
ーキスイッチ、車速センサー、傾斜スイッチ、バッテリ
ー電圧センサー等の各情報が入力される。統合制御ユニ
ット11はこれらの情報をもとに車の運転モードを判定
し、運転指令NMG*、τMG*、τNE*、VBs*、S*の演算
をおこない、各運転指令をモータ/ジェネレータコント
ローラ12、エンジンコントローラ13、補機バッテリ
ーコントローラ14、変速機8にそれぞれ出力する。
は、運転指令NMG*、τMG*、とモータ/ジェネレータ3
の回転数や電流の情報から、インバーター4を制御する
PWM信号を生成し出力する。なお、モータ/ジェネレ
ータは、運転指令τMG*、が+のときは電動機、運転指
令τMG*、が−のときは発電機として機能する。
Ne*とエンジン回転数Nに基づいて、燃料の噴射量や点
火時期、給排気弁の開閉を制御する。
バッテリーの電圧が指令VBs*に一致するように、PW
M信号を生成出力し、スイッチング素子8をチョッパ制
御し、補機バッテリーの充電率を所定値に維持する。
ラ12の詳細構成例を示す。モータ/ジェネレータコン
トローラ12は、idiq検出手段124、id、iq
電流制御手段125、2/3相変換手段121、PWM
制御手段122及び位相演算手段120、速度演算手段
123を備えている。速度演算手段123は、エンコー
ダ15に接続され、位相演算手段120は磁極位置検出
手段16に接続されている。モータ/ジェネレータコン
トローラ12はさらに、トルク指令生成部128、Iq
制御手段127及びId制御手段126を備えている。
*または目標トルク指令τMG*が入力される。エンジン
のクランキング時のように、モータ/ジェネレータの回
転数を所定値に正確に制御したい場合には、モータ/ジ
ェネレータの回転数NMGを直接指示する運転指令NMG*
が与えられる。また、加速運転時のように、モータ/ジ
ェネレータに所定トルクを発生させたい場合には、直
接、目標トルク指令τM*が与えられる。さらに、モー
タ/ジェネレータを発電機として作用させる場合には、
与えられる目標トルク指令τMG*の値が負となる。
指令演算部128は、運転指令NMG*とエンコーダ15
からのパルス信号から速度演算手段123で演算した回
転数をもとに、トルク指令値τMG*を演算する。このト
ルク指令値τMG*または直接与えられた目標トルク指令
τMG*をもとに、Iq制御手段127において、トルク
分電流に相当するq軸電流の指令値Iq*を算出する。
一方、d軸電流の指令値Id*は、Id制御手段126
において、トルク指令値τMG*と速度演算手段123で
演算した回転数をもとに、損失最小となるId*を算出
する。このようにして、モータ/ジェネレータコントロ
ーラ12は、モータ/ジェネレータ3の高効率制御に必
要な電流指令値Iq*,Id*を算出する。
7で検出した電動機電流の3相交流電流について3相/
2相の座標変換してd、q軸電流Id,Iqを処理し算
出する。これらの検出値と指令値Iq*,Id*をもとに
IdIq電流制御手段125は、比例あるいは比例積分
電流制御処理を行い、電圧指令値Vq*,Vd*を算出す
る。
て、2相/3相の座標変換をして3相交流電圧指令値V
U*,VV*,VW*を算出する。PWM制御手段122
はこの電圧指令値VU*,VV*,VW*から三角波信号
の搬送波信号との比較処理を行って、インバータ4のP
WM信号を発生し、インバータ4を駆動する。このよう
にしてモータ/ジェネレータ3にPWM制御された電圧
を印加することにより、電動機電流を電流指令値Iq
*,Id*に制御する。
検出手段124の座標変換処理で使用する位相角θ1,
θ2は、位相演算手段120において、モータ/ジェネ
レータ3の誘起電圧と同位相の信号を出力する磁極位置
検出器16、回転角度信号(パルス信号)を出力するエ
ンコーダ15の各出力から算出する。
レータ3はトルク指令値τM*のトルクで、かつ損失最
小の高効率で制御される。
のエンジンコントローラ13で制御されるエンジンの構
成例を示す。
えた絞弁組立体すなわちスロットルボディであり、21
にはエアクリーナ、出口にはエンジン26の各気筒に空
気を分岐供給する複数の吸気分岐管22が接続されてい
る。23は吸気分岐管22に取付けられた電子制御式の
燃料噴射弁である。エンジンの吸込側には電磁弁25で
駆動される吸気弁24があり、吐出側には電磁弁30で
駆動される排気弁29が設けられている。排気管28に
はO2センサ31が設けられている。エンジンコントロ
ーラ13には、水温センサ32,カム角センサ18,吸
気分岐管22の圧力センサ,絞弁の開度を検知するスロ
ットルセンサ等の各出力を入力として、燃料噴射弁2
3、イグニッションコイル27,ISCバルブ、燃料ポ
ンプ32等に対して制御信号を出力する。31は燃料ポ
ンプリレーである。30は燃料室であり、燃料は、燃料
ポンプ32により吸い出され、燃料配管33を経てプレ
ッシャーレギュレータで調圧された後、燃料噴射弁23
に至る。燃料噴射弁23の適正な噴射量は、各種センサ
からの入力を基にエンジンコントローラ13により算出
されて決定される。
/D変換部132、中央演算部133、ROM138、
RAM139、及び出力回路136を含んだコンピュー
タにより構成されている。入力回路131は、入力信号
130(例えば、運転指令τNE*や冷却水温センサやス
ロットル開度センサ等からの信号)を受け付けて、該信
号からノイズ成分の除去等を行い、当該信号をA/D変
換部132に出力する。A/D変換部132は、該信号
をA/D変換し、中央演算部133に出力する。中央演
算部133は、該A/D変換結果を取り込み、ROM1
38等の媒体に記憶された燃料噴射制御プログラムやそ
の他の制御のために所定の制御プログラムを実行するこ
とによって、前記各制御を行う機能を備えている。
は、RAM139に一時保管されると共に、該演算結果
は、出力回路136を通じて制御出力信号137として
出力され、燃料噴射弁23、イグニッションコイル2
7,ISCバルブ、電磁弁25、30及び燃料ポンプ3
2等の制御に用いられる。電磁弁25、30の開閉のタ
イミングは、カム角センサ18の出力をもとに演算され
る。
電磁弁30の電力は、バッテリ5から供給される。
に一例を示すような、所定の運転モードに基づき駆動さ
れる。すなわち、あらかじめ設定された複数の運転モー
ドのいずれかを車の運転状態、例えばアクセル開度や変
速機の状態などにもとづいて選択し、各運転モードに応
じて、車両の目標トルクや車両速度などの走行条件を決
定し、有害排気ガスの低減や燃費の向上の観点から最適
な駆動源を選定する。車両の駆動装置が出力すべき目標
トルクは、例えば演算により求められる。
のようなものがあり、これらは、車両のアクセルやクラ
ッチのオン、オフに応じて、いずれかが選定される。
の時、モータ/ジェネレータを回転させ、エンジンを起
動させる。運転指令として、エンジン回転50〜100
RPMに相当するNMG*を出力する。なお、τNE*=0、VB
s*=OFF、S*=OFFとする。モータ/ジェネレータ
の代わりにスターターモータ(図示せず)を用いても良
い。
後、アクセルスイッチがオン、クラッチがオフの状態
で、モータ/ジェネレータまたはスターターモータによ
りエンジンを始動させる。運転指令NMG*は、始動モー
ド1の場合と同じ。
ッチがオフで、かつ、エンジン停止モードが成立しない
場合、エンジンをアイドル回転させる。バッテリーの充
電率が高いときは、運転指令として、エンジンのアイド
リング回転数600〜700rpmに相当するNMG*を
出力する。なお、τMG*=0、VBs*=OFF、S*=O
FFとする。ただし、メインバッテリーの充電率が低
い、例えばバッテリー電圧VBMが所定値以下の場合に
は、所定のτNE*を出力し、(τMG*>0)、モータ/ジ
ェネレータを回転させて、メインバッテリーの充電も行
う。
%)に達していない場合、モータ/ジェネレータを発電
機として使用し、バッテリーを充電しながら走行する。
アクセル開度が大きいとき(目標トルクTA 以上)は、
メインバッテリーの充電率が所定値VBML (例えば40
%)以下で、エンジン走行発電モードとする。このとき
は、運転指令S*=ON、VBs*=ONとする。また、τ
MG* として、アクセル開度に対応したエンジン回転数相
当値に、モータ/ジェネレータを駆動するためのトルク
相当値を加算して出力する。モータ/ジェネレータは、
例えば、48Vで3KW〜4KWの出力を発生する。τ
NE* は、モータ/ジェネレータが所定の定格電力を発生
するような値とする。
で、かつ、アクセル開度が大きいとき(目標トルクTA
以上)、エンジンのみならず、モータ/ジェネレータも
車の加速のための動力源として利用する。運転指令S*
=ONとする。また、エンジンとモータ/ジェネレータ
によりアクセル開度に対応した加速トルクが出力される
ように、τMG*、τNE*を決定し、出力する。なお、VBs
* =OFFとするのが望ましい。
合で、かつ、アクセル開度が大きくないとき(目標トル
クTA未満)、エンジンのみで運転する。運転指令S*=
ONとする。また、τMG*=0とし、τNE*はアクセル開
度に対応したエンジン回転数相当値を出力する。
つ、車の速度が0より大きく、かつ、バッテリーの充電
率が所定値(VBMH)に達していない場合、モータ/ジェ
ネレータを発電機として使用し、バッテリーを充電しな
がら減速走行する。運転指令S*=ON、VBs*=ONと
し、τNE*=0とする。τMG*は負として、モータ/ジェ
ネレータが所定の定格電力を発電するような値とする。
ブレーキスイッチがオンの場合は、τMG*を増加させて
制動力を増加させる。バッテリーの充電率が所定値以上
のときは、τMG*=0とする。
き、エンジンを停止させる。
ッチがオフで、かつ、車速が0、バッテリーの充電率が
所定値以上(またはバッテリ電圧が所定値VBML 以上)
である。要件として、さらに、エンジンの冷却水温度が
所定値TS 以上、停止状態の車体の傾斜角度が所定値θ
以下であり、エアコンなどの補助機器類のスイッチがオ
フになっている場合などを付加してもよい。
OFF、VBs*=OFF、τNE*=0、NMG*=0とす
る。
再スタートや安全に配慮したものである。例えば、バッ
テリ電圧が低かったりエンジンの冷却水温度が低いと、
一時停止の後の再スタートの際、エンジンの始動が困難
になる。そこで、エンジンの再始動に適さない状態のと
きは、アクセルスイッチがオフとなった後も若干の時間
エンジンのアイドリンク運転を継続し、バッテリーを充
電したりエンジンを温めておく。また、傾斜地に一時的
に停止する場合、車が自重で走り出さないように、エン
ジンのアイドリンク運転を継続して必要なトルクを確保
する。さらに、補機バッテリの電圧がエアコンなどの補
助機器類の運転を継続させるのに十分でないときは、ア
イドリンク運転を継続して必要な動力を確保する。
ーの概要を示す図である。キースイッチがオンの場合、
起動モード1で運転を開始する。初期設定として始動モ
ード1の設定を行い、モータ/ジェネレータ3の運転指
令NMG*を出力し、モータ/ジェネレータ3のみで運転す
る(ステップ602、604)。ただし、メインバッテ
リー5の貯蔵量(充電率)が予め決めた値以下の場合に
は、貯蔵量を確保するための必要な手段をとる。つぎ
に、アクセルの開度、クラッチ、キースイッチなどの状
態を検知する。また車両速度、、エンジン回転数、エン
ジンの冷却水温度、傾斜センサ、補助機器類のスイッチ
のオン、オフ状態も検知する(ステップ606)。
リー6の電圧により、バッテリーの貯蔵量(充電率)を
求める(ステップ608)。
の変更が必要か否か判断する(ステップ610)。も
し、運転モードを変更する必要がある場合、運転モード
の変更を行う(ステップ612)。次に、設定された運
転モードに従って前記検出値に基づき運転指令NMG*又
はτMG*、NE*、VB*、S*の演算を行い、出力する(ス
テップ614)。この処理を、キースイッチがオフにな
るまで繰り返す。キースイッチがオフになれば、運転停
止の処理を行う(ステップ616、618)。
よる、走行時の運転条件と各駆動源の動作状態との関係
の一例を示している。キースイッチがオン(T0)とな
り起動状態となった後、まず、モータ/ジェネレータ3
をエンジンクランキング用のモータとして機能させてエ
ンジンを始動させ、燃料噴射を開始する。さらに、エン
ジンが始動しアイドリング回転数に達した(T2)後、
クラッチ9をオンにし、車に駆動力を伝達する。アイド
リング時にバッテリーの充電率が低いときは、モータ/
ジェネレータ3を発電機として駆動し、バッテリーを充
電する。
み込まれた(T3)後は、アクセル開度に応じて、エン
ジンの回転数も増大し、車速が増大する。バッテリーの
充電率が高く、アクセル開度すなわち目標トルクが大き
いときは、加速モードとなり、メインバッテリー5に蓄
えられた電力によりモータ/ジェネレータ3をモータとし
て駆動し、車の加速を助ける。
SAを超え、かつアクセル開度が比較的小さいときは
(T4)、モータ/ジェネレータ3を停止させ、エンジン
のみで運転する(エンジン運転モード)。
T6)、エンジン走行発電モードとなり、エンジンの余
力を利用してモータ/ジェネレータ3を発電機として駆
動し、主バッテリーや補機バッテリーを充電する。バッ
テリーが十分に充電されたときは、モータ/ジェネレー
タ3の駆動を停止する。
態すなわちアクセルの踏み込みが停止された(T6)後
は、減速状態となる。減速時にバッテリーの充電率が低
いときは、回生モードとなり、モータ/ジェネレータ3
は、車の慣性エネルギーを利用した発電機として機能
し、メインバッテリー5に電力を回収する。バッテリー
が十分に充電されたときは、モータ/ジェネレータ3の
駆動を停止する。
値、例えばゼロまで減速したとき(T7)、エンジン停
止モードが成立するか判定する。キースイッチがオンで
も、アクセルスイッチがオフで、かつ、車速が0、バッ
テリ電圧が所定値VBS以上である場合、エンジン停止モ
ードが成立するので、エンジンを停止させる。エンジン
停止モードの条件として、さらに、エンジンの冷却水温
度が所定値TS以上、停止状態の車体の傾斜角度が所定
値θ以下であり、エアコンなどの補助機器類のスイッチ
がオフになっているなどの条件を付加してもよい。
立しない場合には、アイドリングモードを継続しエンジ
ンの回転を持続させる。その間に、エンジンの冷却水温
度の上昇などエンジン停止モードが成立する状態になれ
ば(T8)、エンジンを停止させる。
ままで、アクセルスイッチが再びオンになれば(T
9)、始動モード2によりエンジンの始動を行い(T1
0)、アクセル開度に応じた加速運転を行う(T12)。
ンジン停止モードが成立するので、エンジンを停止させ
る。
の運転条件とに基づいて、各駆動源の動作状態の関係を
適正に制御することにより、ハイブリッド車駆動システ
ム全体としての燃費や運転特性の向上を図りつつ、有害
排気ガス成分の排出量の低減を図ることが出来る。
の減速、(T7)〜(T9)は信号待ちの状態とした場
合、(T8)〜(T9)の期間は、エンジンのアイドリン
グを停止させ、有害排気ガスの排出量を抑制することが
出来る。また、(T7)〜(T8)の期間で、バッテリ電
圧やエンジンの冷却水温度の維持に配慮しているので、
(T9)では、アイドリングを停止した後であるにもか
かわらず、スムーズにエンジンを再始動させることが出
来る。
は、図8に示すように、ディューティ演算部141と、
PWM制御部142とを備えている。ディューティ演算
部141は、メインバッテリー5の充電率(電圧VBM)
に対して所定の関係にある指令VBs*と補機バッテリー
の電圧VBsとから、ディューティαを演算する。図9に
示すように、電圧VBMが大きくなるほど、ディューティ
αは小さくなる。PWM制御部142は、ディューティ
αに対応したPWM信号を生成し、スイッチング素子8
をチョッパ制御する。
ッド車の燃費低減や加速などの運転特性の改善を図るこ
とか可能となる。特に、キースイッチがオンでも、アク
セルがオフになると所定の条件でエンジンのアイドリン
グを停止させるため、排気ガス対策として車両の一時停
止時にエンジンのアイドリングを停止させて有害排気ガ
スの排出量を低減させることができ、かつ、一時停止時
の運転操作が簡単になると共に、その停止後の再始動や
加速運転をスムーズに行わせることが出来る。
動装置の全体構成を示す図である。
細構成例を示す図。
コントローラで制御されるエンジンの構成例を示す図。
の例を示す図。
図。
の運転条件と各駆動源の動作状態の関係の一例を示す
図。
示す図。
補機バッテリーの電圧VBsの関係を示す図。
レータ、4…インバーター、5…メインバッテリー、6
…補機バッテリー、8…スイッチング素子、11…統合
制御ユニット11、12…モータ/ジェネレータコント
ローラ、13…エンジンコントローラ、14…補機バッ
テリーコントローラ
Claims (6)
- 【請求項1】エンジンと、該エンジンに連結されたモー
タ/ジェネレータと、該モータ/ジェネレータに電力変
換器を介して接続されたメインバッテリーと、該メイン
バッテリーに接続された補機バッテリーと、該補機バッ
テリーから供給された電力によって運転される補助機器
類と、前記エンジン及び前記モータ/ジェネレータを制
御するコントローラとを備え、前記コントローラは、車
の運転状態及び前記メインバッテリーの充電率に応じて
前記エンジン及び前記モータ/ジェネレータを制御する
ための複数の運転モードを有しており、 前記メインバッテリーの充電率に関する2つの所定値を
VBMH、VBMLとしたとき(但し、VBMH>VBML)、前記
メインバッテリーの充電率が前記2つの所定値の一方
(VBMH)よりも低く且つ前記エンジンを操作するアク
セルの開度が所定値TAよりも小さいとき及び前記メイ
ンバッテリーの充電率が前記2つの所定値の他方(VBM
L)よりも低くかつ前記アクセルの開度が前記所定値TA
よりも大きいときは、前記エンジンを車及び前記モータ
/ジェネレータの駆動源として運転し、該モータ/ジェ
ネレータで発電された電力を前記メインバッテリーに回
収するエンジン走行発電モードとし、 前記メインバッテリーの充電率が前記2つの所定値の他
方(VBML)よりも高くかつ前記アクセルの開度が前記
所定値TAよりも大きいときは、前記エンジン及び前記
モータ/ジェネレータを車の駆動源として運転する加速
モードとし、 前記メインバッテリーの充電率が前記2つの所定値の一
方(VBMH)よりも高くかつ前記アクセルの開度が前記
所定値TAよりも小さいときは、前記エンジンのみを車
の駆動源として運転させるエンジン走行モードとし、 キースイッチがオンで、前記アクセルがオフでかつ車の
速度が所定値以下、さらに前記メインバッテリーの充電
率が前記2つの所定値の他方(VBML)以上、かつ、前
記エンジンの冷却水温度が所定値以上又は停止状態の車
の傾斜角度が所定値以下のときは、前記エンジンを停止
させるエンジン停止モードとし、 前記エンジンの停止後、前記キースイッチがオンのまま
で前記アクセルがオンのときは、前記モータ/ジェネレ
ータで前記エンジンを始動させる始動モードとすること
を特徴とするハイブリッド車駆動装置。 - 【請求項2】請求項1に記載のハイブリッド車駆動装置
において、前記コントローラは、前記アクセルがオフで
かつ前記エンジン停止モードが成立しない場合には前記
エンジンのアイドリング運転を継続し、その後、前記エ
ンジン停止モードが成立した場合に前記エンジンを停止
させることを特徴とするハイブリッド車駆動装置。 - 【請求項3】請求項1に記載のハイブリッド車駆動装置
において、前記コントローラは、前記加速モード時に、
前記アクセルの開度に応じたトルク指令を前記モータ/
ジェネレータに与えることを特徴とするハイブリッド車
駆動装置。 - 【請求項4】請求項1に記載のハイブリッド車駆動装置
において、前記コントローラは、前記キースイッチがオ
ン、前記アクセルがオフでかつ車の速度が0より大きく
かつ前記バッテリーの充電率が所定値に達していないと
きは、前記モータ/ジェネレータを発電機として使用
し、前記バッテリーを充電する回生モードとすることを
特徴とするハイブリッド車駆動装置。 - 【請求項5】請求項4に記載のハイブリッド車駆動装置
において、前記コントローラは、前記ブレーキスイッチ
がオンの場合、前記モータ/ジェネレータに対するトル
ク指令を増加させて制動力を増大させることを特徴とす
るハイブリッド車駆動装置。 - 【請求項6】 エンジンと、該エンジンに連結されたモー
タ/ジェネレータと、該モータ/ジェネレータに電力変
換器を介して接続されたメインバッテリーと、該メイン
バッテリーに接続された補機バッテリーと、該補機バッ
テリーから供給された電力によって運転される補助機器
類と、車の運転状態及び前記メインバッテリーの充電率
に応じて前記エンジン及び前記モータ/ジェネレータを
制御するコントローラとを備えたハイブリッド車を駆動
するにあたり、 前記メインバッテリーの充電率に関する2つの所定値を
VBMH、VBMLとしたとき(但し、VBMH>VBML)、前記
メインバッテリーの充電率が前記2つの所定値の一方
(VBMH)よりも低く且つ前記エンジンを操作するアク
セルの開度が所定値TAよりも小さいとき及び前記メイ
ンバッテリーの充電率が前記2つの所定値の他方(VBM
L)よりも低くかつ前記エンジンを操作するアクセルの
開度が前記所定値TAよりも大きいときは、エンジン走
行発電モードとして、前記エンジンを車及び前記モータ
/ジェネレータの駆動源として運転し、該モータ/ジェ
ネレータで発電された電力を前記メインバッテリーに回
収し、 前記メインバッテリーの充電率が前記2つの所定値の他
方(VBML)よりも高くかつ前記アクセルの開度が前記
所定値TAよりも大きいときは、加速モードとして、前
記エンジン及び前記モータ/ジェネレータを車の駆動源
として運転し、 前記メインバッテリーの充電率が前記2つの所定値の一
方(VBMH)よりも高くかつ前記アクセルの開度が前記
所定値TAよりも小さいときは、エンジン走行モードと
して、前記エンジンのみを車の駆動源として運転し、 前記キースイッチがオンで、前記アクセルがオフでかつ
車の速度が所定値以下、さらに、前記メインバッテリー
の充電率が前記2つの所定値の他方(VBML)以上、か
つ、前記エンジンの冷却水温度が所定値以上又は停止状
態の車の傾斜角度が所定値以下のときはエンジン停止モ
ードとして、前記エンジンを停止し、 前記エンジンの停止後、前記キースイッチがオンのまま
で前記アクセルがオンのときは始動モードとして、前記
モータ/ジェネレータで前記エンジンを始動させること
を特徴とするハイブリッド車の駆動方法。
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JP27500398A JP3408974B2 (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | ハイブリッド車駆動装置及び駆動方法 |
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KR100460881B1 (ko) * | 2002-06-28 | 2004-12-09 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 하이브리드 전기자동차의 동력분배 제어시스템및 제어방법 |
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JP2013199175A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車両 |
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