JP5976297B2 - ハイブリッド車両の走行不可を判断する装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に係り、より詳しくは、ハイブリッド車両の走行不可を判断する装置に関する。

車両の燃費向上に対する要求、各国の排出ガス規制の強化による環境に優しい自動車に対する要求が増加しており、これに対する現実的な対策としてハイブリッド車両が注目されている。

ハイブリッド車両は、エンジン、変速機、モータ、インバータ、そしてバッテリーを含み、前記エンジン、変速機、モータ、インバータ、そしてバッテリーは、制御部によって制御されて、目標駆動力を生成する。

ガソリンまたはディーゼル車両の場合、エンジンの完爆（ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ）によってエンジンが始動されたかを運転者が知ることができる。しかし、ハイブリッド車両の場合、モータによって駆動することもできるため、始動された後にもエンジンが稼動しないことがある。したがって、ハイブリッド車両は、現在車両が走行可能な状態であるかを運転者に知らせなければならない。通常、ハイブリッド車両では、クラスタに装着されたシステムレディー表示灯（ｓｙｓｔｅｍ ｒｅａｄｙ ｌａｍｐ）を点灯させることによって、車両が走行可能な状態であることを表示する。
（特許文献１）

ここで、本明細書では、「システムレディー」は、車両が走行可能な状態であることを意味する。

しかし、システムレディー表示灯が点灯された後、正常走行中に車両が走行不可能になる場合が発生することがある。例えば、変速機が故障すると、車両が走行不可能である。この場合、運転者に車両が走行不可能な状態であることを知らせなければならない。

特開２００７−１２５９２１号公報

本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、車両が走行不可能な状態であることを運転者に知らせて、運転者がその状態に備えることができるようにする、ハイブリッド車両の走行不可を判断する装置を提供することにある。

このような目的を達成するための、本発明のハイブリッド車両の走行不可を判断する装置は、直流電源が保存されたバッテリーと、前記バッテリーの直流電源を交流電源に変換するインバータと、前記インバータから交流電源を受けて、駆動力を発生させるモータとを含む車両用電力機器、燃料を燃焼させ、駆動力を発生させて、前記モータと選択的に連結されるエンジン、前記モータ及びエンジンを選択的に連結させるエンジンクラッチ、前記モータに連結されて、モータまたはエンジンの駆動力が伝達される変速機、そして前記車両用電力機器、エンジン、そしてエンジンクラッチの作動を制御する制御部、を含み、前記制御部は、システムレディー（ｓｙｓｔｅｍ ｒｅａｄｙ）が表示されて、車両が停止した状態で、変速機が故障したと判断された場合に、前記システムレディーの表示を消すことを特徴とする。

前記制御部は、前記変速機が故障していない場合に、前記車両用電力機器が故障して、エンジンが停止した状態であれば、前記システムレディーの表示を消すことを特徴とする。

前記制御部は、前記車両用電力機器が故障して、エンジンが稼動中である場合に、エンジンクラッチが故障した状態であれば、前記システムレディーの表示を消すことを特徴とする。

前記制御部は、前記変速機が故障しておらず、前記車両用電力機器が故障していない場合には、システムレディーの表示を維持することを特徴とする。

前記制御部は、前記変速機が故障しておらず、前記車両用電力機器が故障して、前記エンジンが稼動中で、前記エンジンクラッチが故障していない場合には、システムレディーの表示を維持することを特徴とする。

本発明の他の実施例によるハイブリッド車両の走行不可を判断する装置は、直流電源が保存されたバッテリーと、前記バッテリーの直流電源を交流電源に変換するインバータと、前記インバータから交流電源を受けて、駆動力を発生させるモータとを含む車両用電力機器、燃料を燃焼させ、駆動力を発生させて、前記モータと選択的に連結されるエンジン、前記モータ及びエンジンを選択的に連結させるエンジンクラッチ、前記モータに連結されて、モータまたはエンジンの駆動力が伝達される変速機、前記変速機からモータまたはエンジンの駆動力が伝達されて、ホイールを駆動するディファレンシャル、そして前記車両用電力機器、エンジン、そしてエンジンクラッチの作動を制御する制御部、を含み、前記制御部は、システムレディーが表示されて、車両が停止した状態で、モータまたはエンジンの駆動力が正常に前記ディファレンシャルに伝達されない場合に、前記システムレディーの表示を消すことを特徴とする。

モータまたはエンジンの駆動力が前記ディファレンシャルに伝達されない場合として、前記変速機が故障したり、前記車両用電力機器が故障して、エンジンが停止したり、前記車両用電力機器が故障して、エンジンが稼動中で、エンジンクラッチが故障した場合を含むことを特徴とする。

本発明は、ハイブリッド車両において、車両の走行不可状態を運転者に知らせて、運転者がそれに備えることができる効果がある。

本発明の実施例によるハイブリッド車両の概略図である。 本発明の実施例によるハイブリッド車両の走行不可を判断する装置のブロック図である。 本発明の実施例によるハイブリッド車両の走行不可を判断する方法のフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の実施例によるハイブリッド車両の概略図である。

図１に示しているように、本発明の実施例によるハイブリッド車両は、エンジン１０、モータ４０、インバータ５０、バッテリー６０、複合起動発電機（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒａｎｄ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、ＩＳＧ）２０、エンジンクラッチ３０、変速機７０、そしてディファレンシャル８０を含む。

エンジン１０は、燃料の燃焼によって駆動力を生成するもので、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ‐Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ‐Ｇａｓ、ＬＰＧ）エンジン、メタノールエンジン、または水素エンジンなどが使用される。

［課題を解決する手段］で記載したとおり、モータ４０、インバータ５０、そしてバッテリー６０を車両用電力機器と称する。

モータ４０は、バッテリー６０から電源が入力されて、駆動力を生成する。前記モータ４０は、エンジンクラッチ３０を通して前記エンジン１０と選択的に連結されて、エンジン１０で発生した駆動力が伝達される。また、前記モータ４０は、変速機７０と連結されて、エンジン１０の駆動力及び／またはモータ４０の駆動力を変速機７０に伝達する。

インバータ５０は、バッテリー６０の直流電源を交流電源に変換して、前記モータ４０に前記交流電源を印加する。また、ある場合には、モータ４０またはＩＳＧ２０の回転によって発生した交流電源を直流電源に変換して、バッテリー６０に前記直流電源を印加する。これによって、前記バッテリー６０は充電される。

バッテリー６０は、直流電源が保存されて、インバータ５０に前記直流電源を供給したり、インバータ５０から直流電源が供給される。

ＩＳＧ２０は、エンジン１０に連結されていて、ハイブリッド車両を始動させたり、低いエンジン回転数で駆動させる。

エンジンクラッチ３０は、エンジン１０とモータ４０との間に配置されていて、前記エンジン１０をモータ４０に選択的に連結させる。つまり、エンジンクラッチ３０が作動すると、エンジン１０がモータ４０に連結されて、エンジン１０の駆動力がモータ４０に伝達される。これとは異なって、エンジンクラッチ３０が作動しなければ、エンジン１０がモータ４０に連結されない。

変速機７０は、モータ４０に連結されていて、エンジン１０の駆動力及び／またはモータ４０の駆動力が伝達される。前記変速機７０は、エンジン１０及び／またはモータ４０から受けた駆動力の大きさを（同期されたギヤ比によって回転速度を変化させることによって）変化させる。

ディファレンシャル８０は、変速機７０から伝達された駆動力をホイール９０に伝達して、ハイブリッド車両が走行するようにする。

図２は本発明の実施例によるハイブリッド車両の走行不可を判断する装置のブロック図である。

図２に示すように、本発明の実施例によるハイブリッド車両の走行不可を判断する装置は、検出部１００、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１０、ＴＣＵ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１２０、ＨＣＵ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１３０、ＢＭＳ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）１４０、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１５０を含む。

検出部１００は、加速ペダルの変位、ブレーキペダルの変位、車速、エンジン速度、バッテリー６０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、現在同期された変速段などの情報を検出して、それに対する情報をＨＣＵ１３０に提供する。

ＥＣＵ１１０は、ネットワークに連結されるＨＣＵ１３０と連動して、エンジン１０の諸般の動作を制御する。

ＴＣＵ１２０は、ネットワークに連結されるＨＣＵ１３０の制御によって変速機７０に備えられたアクチュエーターを制御して、目標変速段への変速を制御し、エンジンクラッチ３０に供給される流体の圧力を制御して、エンジンクラッチ３０の結合及び解除を行い、エンジン１０の駆動力の伝達を断続する。

ＨＣＵ１３０は、最上位制御機であって、ネットワークに連結される下位制御機を統合制御して、ハイブリッド車両の全般的な動作を制御する。

ＢＭＳ１４０は、バッテリー６０の電圧、電流、温度などの情報を検出して、バッテリー６０の充電状態を管理し、バッテリー６０の充電電流量または放電電流量を制御して、限界電圧以下に過放電したり、限界電圧以上に過充電されないようにする。

ＰＣＵ１５０は、ＭＣＵ（Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と複数の電力スイッチング素子から構成されるインバータ５０及び保護回路を含み、前記ＨＣＵ１３０から印加される制御信号によってバッテリー６０から供給される直流電源を交流電源に変換して、モータ４０の駆動を制御する。

また、前記ＰＣＵ１５０は、モータ４０で発電される電源を利用して、バッテリー６０を充電させる。

前記ＰＣＵ１５０に含まれる電力スイッチング素子は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ、トランジスター、リレーのうちのいずれか１つから構成される。

本明細書では、前記ＥＣＵ１１０、ＴＣＵ１２０、ＨＣＵ１３０、ＢＭＳ１４０、そしてＰＣＵ１５０を全て制御部と通称する。

図３は本発明の実施例によるハイブリッド車両の走行不可を判断する方法のフローチャートである。

図３に示すように、本発明の実施例によるハイブリッド車両の走行不可を判断する方法が開始すると、制御部は、システムレディー状態であるかを判断する（Ｓ２００）。前記のように、システムレディー状態は、ハイブリッド車両が走行可能な状態、つまり、始動が成功的に行われて、変速機７０、エンジンクラッチ３０、そしてモータ４０、インバータ５０、バッテリー６０を含む車両用電力機器が故障していない状態を意味する。

前記Ｓ２００段階で、システムレディー状態でなければ、制御部は、システムレディー表示灯を消したり消えた状態を維持する。

前記Ｓ２００段階で、システムレディー状態であれば、制御部は、システムレディー表示灯を点灯させる（Ｓ２１０）。この状態では、運転者がハイブリッド車両を自由に運行することができる。

運転者がハイブリッド車両を運行している状態で、制御部は、車両が停止したかを判断する（Ｓ２２０）。

前記Ｓ２２０段階で、車両が停止しなければ、制御部は開始段階に戻る。

前記Ｓ２２０段階で、車両が停止すれば、制御部は変速機７０が故障したかを判断する（Ｓ２３０）。変速機７０が故障した場合には、変速レバーが故障した場合、または検出部１００が検出した変速段のギヤ比と変速機７０の入力及び出力から計算したギヤ比とに差がある場合がある。

前記Ｓ２３０段階で、変速機７０が故障していれば、モータ４０またはエンジン１０の駆動力がディファレンシャル８０に正常に伝達されないので、制御部は、システムレディー表示灯を消して（Ｓ２７０）、開始段階に戻る。

前記Ｓ２３０段階で、変速機７０が故障していなければ、制御部は、車両用電力機器が故障したかを判断する（Ｓ２４０）。

車両用電力機器が故障した場合として、バッテリーセルの過電圧、バッテリーセルの低電圧、バッテリーの過温、絶縁破壊（絶縁抵抗が設定された抵抗より低い場合）、リレーモジュールの故障、モータケーブルの短絡または断線、ＩＧＢＴの短絡または断線、パワーモジュールの故障、電流センサの故障、モータ位置センサの故障、リゾルバ信号の異常、インバータの過温、モータの過温、またはモータの過電流などがある。

前記Ｓ２４０段階で、車両用電力機器が故障していなければ、制御部は、開始段階に戻る。

前記Ｓ２４０段階で、車両用電力機器が故障していれば、制御部は、エンジン１０が停止したかを判断する（Ｓ２５０）。

前記Ｓ２５０段階で、エンジン１０が停止していれば、車両用電力機器の故障によってエンジン１０を始動させることができないので、制御部はシステムレディー表示灯を消して（Ｓ２７０）、開始段階に戻る。

前記Ｓ２５０段階で、エンジン１０が稼動中であれば、制御部はエンジンクラッチ３０が故障したかを判断する（Ｓ２６０）。

前記Ｓ２６０段階で、エンジンクラッチ３０が故障していれば、エンジン１０の駆動力が変速機７０に伝達されないので、制御部はシステムレディー表示灯を消して（Ｓ２７０）、開始段階に戻る。

前記Ｓ２６０段階で、エンジンクラッチ３０が故障していなければ、エンジン１０の駆動力によって車両を運行することができるので、制御部は開始段階に戻る。

本明細書では、システムレディー表示灯を点灯することによって、システムレディー状態が表示されることを例示したが、これに限定されない。つまり、システムレディー状態を表示することができるいかなる手段を使用してもよい。

以上で、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって同一技術範囲内において容易に変更することができる。

本発明は、ハイブリッド車両の走行不可を判断する装置の分野に適用できる。

１０ エンジン
２０ ＩＳＧ（複合起動発電機）
３０ エンジンクラッチ
４０ モータ
５０ インバータ
６０ バッテリー
７０ 変速機
８０ ディファレンシャル
９０ ホイール
１００ 検出部
１１０ ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）
１２０ ＴＣＵ（変速機制御ユニット）
１３０ ＨＣＵ（ハイブリッド制御ユニット）
１４０ ＢＭＳ（バッテリー マネジメント システム）
１５０ ＰＣＵ（電力部品制御ユニット）

Claims (4)

1. 直流電源が保存されたバッテリーと、前記バッテリーの直流電源を交流電源に変換するインバータと、前記インバータから交流電源を受けて、駆動力を発生させるモータとを含む車両用電力機器、
   燃料を燃焼させ、駆動力を発生させて、前記モータと選択的に連結されるエンジン、
   前記モータ及びエンジンを選択的に連結させるエンジンクラッチ、
   前記モータに連結されて、モータまたはエンジンの駆動力が伝達される変速機、
   前記変速機からモータまたはエンジンの駆動力が伝達されて、ホイールを駆動するディファレンシャル、そして
   前記車両用電力機器、前記エンジン、さらに前記エンジンクラッチの作動を制御する制御部、を含み、
   前記制御部は、
   システムレディー状態であるか否かを判断し、システムレディー状態でなければ、システムレディー表示灯を消灯するか又は消灯を維持し、システムレディー状態であれば、前記システムレディー表示灯を点灯するか又は点灯を維持するハイブリッド車両のシステムレディー表示灯の制御において、
   運転者が車両を使用している場合に、車両が停止したか否かを判断し、車両が停止していれば、変速機の故障の有無を判断し、
   前記システムレディー表示灯が点灯されて、車両が停止した状態で、変速機が故障したと判断された場合に、前記システムレディー表示灯を消灯し、
   前記変速機の故障の有無の判断において、変速機が故障していなければ、車両用電力機器の故障の有無を判断し、車両用電力機器が故障していれば、エンジンの停止の有無を判断し、
   前記変速機が故障していない場合に、車両用電力機器が故障して、エンジンが停止した状態であれば、前記システムレディー表示灯を消灯し、
   前記エンジンの停止の有無の判断において、エンジンが稼動中であれば、エンジンクラッチの故障の有無を判断し、
   前記車両用電力機器が故障して、エンジンが稼動中である場合に、エンジンクラッチが故障した状態であれば、前記システムレディー表示灯を消灯することを特徴とする、ハイブリッド車両の走行不可を判断する装置。
2. 前記制御部は、
   前記システムレディー表示灯が点灯されて、車両が停止した状態で、変速機が故障しておらず、車両用電力機器が故障していない場合には、前記システムレディー表示灯の点灯を維持することを特徴とする、
   請求項１に記載のハイブリッド車両の走行不可を判断する装置。
3. 前記制御部は、
   前記システムレディー表示灯が点灯されて、車両が停止した状態で、変速機が故障しておらず、車両用電力機器が故障して、エンジンが稼動中で、エンジンクラッチが故障していない場合には、前記システムレディー表示灯の点灯を維持することを特徴とする、
   請求項１に記載のハイブリッド車両の走行不可を判断する装置。
4. 前記制御部は、
   前記システムレディー表示灯が点灯されて、車両が停止した状態で、モータまたはエンジンの駆動力が正常にディファレンシャルに伝達されない場合に、前記システムレディー表示灯を消灯し、
   モータまたはエンジンの駆動力が前記ディファレンシャルに伝達されない場合として、変速機が故障したり、車両用電力機器が故障して、エンジンが停止したり、車両用電力機器が故障して、エンジンが稼動中で、エンジンクラッチが故障した場合を含むことを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド車両の走行不可を判断する装置。
   

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