JPH05328530A - ハイブリッド車用電源装置 - Google Patents

ハイブリッド車用電源装置

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JPH05328530A
JPH05328530A JP4264798A JP26479892A JPH05328530A JP H05328530 A JPH05328530 A JP H05328530A JP 4264798 A JP4264798 A JP 4264798A JP 26479892 A JP26479892 A JP 26479892A JP H05328530 A JPH05328530 A JP H05328530A
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JP
Japan
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power supply
power
power source
voltage
starter motor
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JP4264798A
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Ryoji Oki
良二 沖
Masayuki Furuya
昌之 古谷
Koji Nakamura
好志 中村
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御部の電源電圧の低下を防止する。 【構成】 主バッテリ10の電圧が低下した場合にEV
−ECU36がスタータモータ24を回転しエンジン2
6を始動して発電を開始する。このとき、スタータモー
タ24へは主としてパワーコンデンサ34から電流が供
給され、ECU36、38には補機バッテリ22が接続
されているので、スタータモータ24の駆動の際にも、
ECU36、38の電源電圧を所定のものに維持するこ
とができる。また、比較器40により、補機バッテリ2
2の上流側電圧が所定値以下である場合には、スタータ
モータ24の駆動を行わない。このため、パワーコンデ
ンサ34の充電状態が十分でない場合には、スタータモ
ータ24の駆動による補機バッテリ22の電圧低下状態
が継続することを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両走行用の駆動モー
タの他に発電用のエンジンを搭載したハイブリッド車に
用いられる電源装置、特に発電用エンジン始動用のスタ
ータモータの駆動制御に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電気自動車の低公害性と、エ
ンジン車並の連続走行が可能なハイブリッド車が提案さ
れている。このハイブリッド車は、通常時は、主バッテ
リからの電力によりモータを駆動して電気自動車として
走行する。また、走行中のバッテリの充電状態(SO
C:State Of Charge)を監視してお
き、これが所定の低レベル値以下になった場合に、エン
ジンを始動し、発電しながら走行する。そして、発電機
からの電流により、主バッテリを充電し、SOCが所定
の高レベル値にまで回復した場合には、エンジンを停止
し、通常の電気自動車としての走行に戻る。
【0003】このように、ハイブリッド車においてもエ
ンジンを有しているが、このエンジンはバッテリの充電
のために駆動するものであるため、一定負荷、一定回転
数での運転が行える。そこで、エンジンを駆動源として
用いるエンジン車と異なり、騒音の発生が少なく、かつ
排ガス中の汚染物質含有量も非常に少なくできる(例え
ば特開昭56−166704号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで、ハイブリッド
車は、モータの駆動状態の制御やエンジンの始動の制御
等、各種の制御を行うための制御装置(ECU:Ele
ctronic Contorol Unit)や、ラ
イト等の補機に電力を供給するために、補機バッテリを
搭載しており、主バッテリからの電力をDC−DCコン
バータにより補機バッテリに供給している。
【0005】一方、この補機バッテリは、エンジン始動
用のスタータモータにも電力を供給する。このスタータ
モータの駆動は、補機バッテリにおいて、最も大きな電
力を放出する作業である。そして、このエンジンの始動
は、上述のように主バッテリのSOCに応じて行う。こ
のため、スタータモータが駆動されるタイミングは通常
制御ができない。そこで、夜間、雨天時等ヘッドライ
ト、ワイパ等駆動により補機バッテリの電圧が低下して
いる時や、エンジン始動ミスにより連続してスタータモ
ータを駆動する場合等に、補機バッテリの電圧が大きく
低下することも考えられる。
【0006】そして、補機バッテリの電圧が大きく低下
した場合には、ECUが誤動作し、モータへの電力供給
等を十分に行えなくなってしまうという問題点があっ
た。
【0007】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、ECUの誤動作を確実に
防止できるハイブリッド車用電源装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明の第1の発明に係るハイブリッド車用電源
装置は、駆動モータを駆動するための駆動用電源と、エ
ンジン始動用のスタータモータと、駆動用電源から電力
の供給を受けるとともにスタータモータに電力を供給す
る第一の電源手段と、駆動用電源から電力の供給を受
け、スタータモータの駆動を制御する制御部と、駆動用
電源と制御部との間に制御部と並列に接続され、制御部
の電源電圧を保持するための第二の電源手段とを備える
ものである。
【0009】第2の発明に係るハイブリッド車用電源装
置は、駆動モータを駆動するための駆動用電源と、エン
ジン始動用のスタータモータと、駆動用電源から電力の
供給を受けるとともにスタータモータに電力を供給する
第一の電源手段と、第一の電源手段から電力の供給を受
け、スタータモータの駆動を制御する制御部と、第一の
電源手段と制御部との間に第一の電源手段と並列に接続
され、制御部の電源電圧を保持するための第二の電源手
段と、スタータモータ作動時に第一の電源手段から制御
部及び第二の電源手段を分離する分離手段とを備えるも
のである。
【0010】第3の発明に係るハイブリッド車用電源装
置は、第一の電源手段と第二の電源手段との少なくとも
一方をバッテリとしたものである。
【0011】第4の発明に係るハイブリッド車用電源装
置は、制御部の電源電圧を検出する電圧検出手段を備
え、制御部は、電圧検出手段によって検出した制御部の
電源電圧が所定値以下である場合には、スタータモータ
の駆動を禁止することを特徴とするものである。
【0012】
【作用】このように、本発明においては、スタータモー
タに電力を供給する第一の電源手段と制御部の電源電圧
を保持するための第二の電源手段の2個の電源手段を設
けたので、スタータモータの作動は第一の電源手段から
の電力で賄われ、スタータモータの作動中に制御部の電
源電圧を維持することができ、制御部の誤動作を防止す
ることができる。
【0013】また、本発明においては、第一の電源手段
と第二の電源手段との間に分離手段を設けることもでき
るので、制御部の電源電圧を第二の電源手段によって保
持し、スタータモータ作動時に分離手段によって第一の
電源手段から制御部及び第二の電源手段を分離でき、ス
タータモータの作動中において、第一の電源手段の電圧
が一時的に低下しても、制御部の電源電圧を維持するこ
とができ、制御部の誤動作を防止することができる。さ
らに、この制御部の電源電圧が所定値以下であった場合
には、スタータモータの駆動を禁止するため、制御部の
電源電圧の低下をより確実に防止することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。図1は、実施例の全体構成を示すブロッ
ク図である。主バッテリ10には、インバータ12を介
しモータ14が接続されている。また、この主バッテリ
10からの直流電力は、インバータ12により三相交流
電流に変換され、交流誘導モータ14に供給される。そ
して、このモータ14の駆動により、車両が走行する。
【0015】また、主バッテリ10にはDC−DCコン
バータ20を介し第一の電源手段としてのパワーコンデ
ンサ34が接続されている。そこで、主バッテリ10か
らの電流によってパワーコンデンサ34を充電すること
ができる。なお、主バッテリ10の電圧は、通常100
V程度であり、パワーコンデンサ34の電圧は12V程
度である。
【0016】パワーコンデンサ34にはスタータモータ
24が接続されており、主としてパワーコンデンサ34
からの電流によってスタータモータ24が駆動される。
一方、スタータモータ24の回転軸は、エンジン26に
接続されており、スタータモータ24によりエンジン2
6を始動することができる。また、エンジン26には、
減速機28を介し発電機30が接続されている。そこ
で、エンジンの回転により発電機30において、電力を
発生することができる。そして、発電機30の出力端
は、主バッテリ10に接続されているため、発電機30
の発電電力により、主バッテリ10を充電することがで
きる。
【0017】さらに、主バッテリ10にはDC−DCコ
ンバータ20を介し第二の電源手段としての補機バッテ
リ22、制御部としてのEV−ECU36、及びE/G
−ECU38も接続されている。従って、主バッテリ1
0からの電力によってEV−ECU36及びE/G−E
CU38を動作させることができる。また、EV−EC
U36及びE/G−ECU38の電源は、主バッテリ1
0に接続されているとともに、補機バッテリ22によっ
て電圧が保持される。
【0018】従って、スタ−タモ−タ24の駆動時にお
いても、スタ−タモ−タ24の駆動用の電力は主として
パワーコンデンサ34から供給され、EV−ECU36
及びE/G−ECU38の電源電圧は補機バッテリ22
によって一定に保持され、制御部の誤動作を防止してい
る。
【0019】図2は、本発明の他の実施例の全体構成を
示すブロック図である。図2では図1と共通の構成要素
は図1と同一の符号で示されている。図2においては、
第一の電源手段として補機バッテリ22が使用され、第
二の電源手段としてパワーコンデンサ34が使用されて
おり、主バッテリ10にはDC−DCコンバータ20を
介し第一の電源手段としての補機バッテリ22が接続さ
れている。従って、スタ−タモ−タ24は補機バッテリ
22からの電流によって駆動される。
【0020】また、補機バッテリ22には、分離手段と
してのダイオード32を介しパワーコンデンサ34、制
御部としてのEV−ECU36、及びE/G−ECU3
8が接続されている。従って、補機バッテリ22の電力
によって、EV−ECU36及びE/G−ECU38を
動作させることができる。また、EV−ECU36及び
E/G−ECU38の電源は、補機バッテリ22にダイ
オード32を介し接続されているとともに、パワーコン
デンサ34によって電圧が保持される。このため、補機
バッテリ22の電圧が低下しても、ダイオード32によ
って電流がパワーコンデンサ34から補機バッテリ22
へ向かって流れることがなく、パワーコンデンサ34に
よってEV−ECU36及びE/G−ECU38の電源
電圧を一定に保持し、制御部の誤動作を防止することが
できる。
【0021】さらに、上述の実施例においては、第二の
電源手段の上流側の電圧、すなわちECU36、38の
電源電圧は、所定の基準電圧Vref との比較により、電
圧検出手段として動作する比較器40に入力されている
のが好ましい。そして、この比較器40の比較結果の信
号は、EV−ECU36に入力される。さらに、主バッ
テリ10には、SOC25が接続されており、主バッテ
リの充電状態についての信号がEV−ECU36に供給
される。なお、EV−ECU36には、エンジン26の
回転数nについての信号も入力されている。
【0022】このような装置において、通常の走行時
は、主バッテリ10からの電流をインバータ12を介し
モータ14に供給し、このモータの回転により電気自動
車として走行する。すなわち、アクセルの踏込み状態等
に応じて、インバータ12をEV−ECU36が制御
し、モータ14の回転数で回転する。
【0023】そして、主バッテリ10の充電状態をSO
Cメータ25により常時監視し、EV−ECU36が、
主バッテリ10のSOCが常時所定範囲内にあるように
主バッテリ10への充電を制御する。すなわち、図3に
示すように、SOCは例えば20%(b点)に至った場
合に発電(充電)を開始し、これにより主バッテリ10
を充電し、SOCが50%(a点)に至った場合に発電
を停止する。そこで、通常の場合、主バッテリ10のS
OCは、20〜50%の間にセットされる。なお、発電
のオンオフにヒステリシスをもたせるのは、エンジン2
6の始動回数を減少するためである。また、発電開始、
停止のSOCは、上述の値に限らず、20〜80%等の
範囲としてもよい。また、主バッテリ10には、回生制
動による充電電流も供給されるため、これを効率良く受
け入れるために、充電時のSOCを100%以下とし、
SOCが0%まで放電すると、走行が不可能となるた
め、完全に放電する前に発電を開始するとよい。
【0024】図4には、図1の他の実施例を示してい
る。すなわち第一の電源手段と第二の電源手段の両方を
補機バッテリ22とし、2つの電源手段の間に分離手段
としての断続スイッチ42が接続されている。
【0025】スタ−タモ−タ24の非駆動時には、断続
スイッチ42を閉として第一の電源手段としての補機バ
ッテリ22を充電し、EV−ECU36及びE/G−E
CU38は第二の電源手段としての他の補機バッテリ2
2によって電源電圧が補持される。
【0026】一方、スタ−タモ−タ24の駆動時には、
EV−ECU36からの指令により断続スイッチ42を
開として第一の電源手段としての補機バッテリ22とス
タ−タモ−タ24とをECU36、38から切り離し、
第一の電源手段としての補機バッテリ22の電圧低下に
よってECU36、38の電源電圧が低下することを防
止する。
【0027】図2において一点鎖線で囲んだ部分の他の
実施例を図5および図6に示す。図5は、第一の電源手
段及び第二の電源手段としての補機バッテリ22及びパ
ワ−コンデンサ34を互いに入れ替えた例である。この
例では、スタ−タモ−タ24はパワ−コンデンサ34か
らの電流によって駆動され、EV−ECU36及びE/
G−ECU38はパワ−コンデンサ34より容量の大き
い補機バッテリ22からの電流によって動作される。こ
れによりECU36、38の電源電圧がより安定化され
る。
【0028】上述の実施例では第一の電源手段及び第二
の電源手段のいずれか一方を補機バッテリ他方をパワ−
コンデンサとしたが、図4の実施例と同様に両方の電源
手段を補機バッテリとすることもできる。
【0029】図6は、分離手段としてダイオ−ド32の
かわりに断続スイッチ42を使用した例である。断続ス
イッチ42は図4の実施例と同様のものである。断続ス
イッチ42は通常閉となっており、補機バッテリ22か
らの電流によってEV−ECU36及びE/G−ECU
38が動作している。一方、スタ−タモ−タ24の作動
時には、EV−ECU36からの指令により断続スイッ
チ42が開となって補機バッテリ22からECU36、
38およびパワ−コンデンサ34を分離する。この場
合、ECU36、38はパワ−コンデンサ34からの電
流のみにより動作しており、補機バッテリ22の電圧が
スタ−タモ−タ24の作動によって一時的に低下しても
ECU36、38の電源電圧を維持することができる。
【0030】次に、図2の実施例における発電の開始の
動作について、図7に基づいて説明する。まず、イグニ
ッションキーがオンされ(S1)、車両が動作状態にお
かれた場合には、EV−ECU36は、SOCメータ2
5の検出値を取り込み、これが20%以下であるかを判
定する(S2)。SOCが20%以上であれば、充電の
必要はないため、発電は行わず主バッテリ10からの電
力によってモータ14を駆動し、通常の電気自動車(E
V)として走行する(S3)。
【0031】一方、SOCが20%以下であった場合に
は、比較器40からの検出結果を取り込み、第二の電源
手段としてのパワーコンデンサ34の上流側の電圧Va
が基準値Vref 以上であるかを判定する(S4)。そし
て、電源電圧Va が基準電圧Vref 以下であった場合に
は、スタータモータ24の駆動は行わず、DC−DCコ
ンバータ20の能力をアップする(S5)。すなわち、
パワーコンデンサ34の上流側の電圧Va が所定値以下
であるということは、第一の電源手段としての補機バッ
テリ22の電圧が低いことを意味している。そこで、こ
の状態においてスタータモータ24が駆動されれば、補
機バッテリ22の電圧はさらに低いものとなる。このた
め、このスタータモータ24を駆動している期間中は、
パワーコンデンサ34に対する電流供給は行われない。
そこで、パワーコンデンサ34の上流側電圧は、ECU
36、38への電流供給によって、さらに低下すること
となる。そして、この電圧Va がECU36、38の動
作の最低補償電圧を下回った場合には、これらの動作が
所定のものとできなくなる。そこで、本実施例において
は、DC−DCコンバータ20の能力をアップし、補機
バッテリ22への充電量を増加し、この補機バッテリ2
2の電圧を回復させる。そして、この補機バッテリ22
の電圧が回復されるということは、パワーコンデンサ3
4へも電流が供給されることを意味し、これによってパ
ワーコンデンサ34の上流側の電圧Va を基準電圧V
ref 以上にまで回復することができる。
【0032】一方、電圧Va が基準電圧Vref 以上であ
った場合には、パワーコンデンサ34が十分充電されて
いるため、スタータモータ24をオンする(S6)。す
なわち、補機バッテリ22からの電力供給によってスタ
ータモータ24を駆動し、エンジン26を始動する。こ
こで、スタータモータ24の始動により、補機バッテリ
22の電圧は低下するが、分離手段としてのダイオード
32があるため、パワーコンデンサ34から補機バッテ
リ側へ電流が流れることはない。そこで、パワーコンデ
ンサ34に充電されている電力によって、ECU36、
38の電源電圧が保持され、ECU36、38が誤動作
することを防止できる。このために、パワーコンデンサ
34の容量は、通常のスタータモータの一回の駆動期間
に対応した時間ECU36、38を動作させるだけの容
量を持つことが必要である。
【0033】そして、一定時間tref だけ経過したか否
かを判定し(S7)、エンジン26の回転数が一定回転
数nref に達したか否かを判定する(S8)。この規定
回転数nref は、エンジンが始動したか否かを判定する
ための値であり、エンジン26の回転数がこの規定回転
数以上であったことでエンジンがスタートしたことを判
断する。そこで、規定回転数に達していなかった場合に
は、S4を経てS6に戻り、スタータの回転を継続す
る。一方、S7において、時間が規定時間trefを越え
たということは、スタータモータ24が規定時間以上回
転しているにもかかわらず、エンジンが始動していない
ことを意味する。そこで、スタータをオフし(S9)、
DC−DCコンバータ20の能力をアップし(S5)、
電気自動車としても走行を行う(S3)。
【0034】一方、S8においてエンジン回転数nが規
定回転数nref 以上となり、エンジン26が始動した場
合には、スタータモータ24をオフし(S10)、エン
ジンを始動し、発電機30からの電力を主バッテリ10
に供給しながら走行を行う(S11)。そして、DC−
DCコンバータ20の能力を通常のものに戻しておく
(S12)。
【0035】このように発電を行いながらハイブリット
車としての走行を行うことで、主バッテリ10のSOC
が回復する。そこで、上述のようにして主バッテリ10
のSOCが所定値に達した場合に、EV−ECU36は
E/G−ECU38にエンジン停止指令を送り、E/G
−ECU38がエンジン26を停止させる。
【0036】このように、本実施例の装置によれば、E
CU36、38の電源電圧は低い場合には、スタータモ
ータ24への電流供給を行わない。そこで、ECU3
6、38の電源電圧が所定値以下になることを未然に防
止することができる。また、この場合に補機バッテリ2
2への充電電流を増加するため、補機バッテリの電圧を
回復することができ、スタータモータ24を駆動し、ハ
イブリット車としての走行を行うことが可能となる。そ
こで、主バッテリ10のSOCを回復することができ
る。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るハイ
ブリッド車用電源装置は、スタータモータに電力を供給
する第一の電源手段と制御部の電源電圧を保持するため
の第二の電源手段の2個の電源手段を設けており、また
制御部の電源電圧を維持するための分離手段を設けるこ
ともできるので、スタータモータに電力を供給している
ときに、制御部の電圧が低下することを防止できる。ま
た、制御部の電源電圧が所定値以下である場合には、ス
タータモータの駆動を禁止するため、制御部の電源電圧
低下をさらに確実に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の全体構成を示すブロック図である。
【図2】他の実施例の全体構成を示すブロック図であ
る。
【図3】発電の開始停止のタイミングを示す説明図であ
る。
【図4】図1の他の実施例の全体構成を示すブロック図
である。
【図5】図2の一点鎖線で囲んだ部分の他の実施例の部
分構成を示すブロック図である。
【図6】図2の一点鎖線で囲んだ部分のさらに他の実施
例の部分構成を示すブロック図である。
【図7】エンジン始動時の動作を説明するフローチャー
トである。
【符号の説明】
10 主バッテリ 14 モータ 20 DC−DCコンバータ 22 補機バッテリ 24 スタータモータ 25 SOCメータ 26 エンジン 30 発電機 32 ダイオード 34 パワーコンデンサ 36 EV−ECU 38 E/G−ECU 40 比較器 42 断続スイッチ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両走行用の駆動モータの他に発電用の
    エンジンを搭載したハイブリッド車に用いられるハイブ
    リッド車用電源装置であって、 前記駆動モータを駆動するための駆動用電源と、 エンジン始動用のスタータモータと、 前記駆動用電源から電力の供給を受けるとともに前記ス
    タータモータに電力を供給する第一の電源手段と、 前記駆動用電源から電力の供給を受け、前記スタータモ
    ータの駆動を制御する制御部と、 前記駆動用電源と前記制御部との間に前記制御部と並列
    に接続され、前記制御部の電源電圧を保持するための第
    二の電源手段とを備えるハイブリッド車用電源装置。
  2. 【請求項2】 車両走行用の駆動モータの他に発電用の
    エンジンを搭載したハイブリッド車に用いられるハイブ
    リッド車用電源装置であって、 前記駆動モータを駆動するための駆動用電源と、 エンジン始動用のスタータモータと、 前記駆動用電源から電力の供給を受けるとともに前記ス
    タータモータに電力を供給する第一の電源手段と、 前記第一の電源手段から電力の供給を受け、前記スター
    タモータの駆動を制御する制御部と、 前記第一の電源手段と前記制御部との間に前記第一の電
    源手段と並列に接続され、前記制御部の電源電圧を保持
    するための第二の電源手段と、 スタータモータ作動時に前記第一の電源手段から前記制
    御部及び前記第二の電源手段を分離する分離手段とを備
    えるハイブリッド車用電源装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の装置で
    あって、前記第一の電源手段と前記第二の電源手段との
    少なくとも一方をバッテリとしたハイブリッド車用電源
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれか一項に
    記載のハイブリッド車用電源装置が、更に前記制御部の
    電源電圧を検出する電圧検出手段を備え、 前記制御部は、前記電圧検出手段によって検出した前記
    制御部の電源電圧が所定値以下である場合には、前記ス
    タータモータの駆動を禁止することを特徴とするハイブ
    リッド車用電源装置。
JP4264798A 1992-03-16 1992-10-02 ハイブリッド車用電源装置 Pending JPH05328530A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4264798A JPH05328530A (ja) 1992-03-16 1992-10-02 ハイブリッド車用電源装置
US08/028,182 US5285862A (en) 1992-03-16 1993-03-09 Power supply system for hybrid vehicles

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4-58370 1992-03-16
JP5837092 1992-03-16
JP4264798A JPH05328530A (ja) 1992-03-16 1992-10-02 ハイブリッド車用電源装置

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