ハイブリッド車の駆動システム
【課題】昇圧システムを用いることなくモータを小型化することができるハイブリッド車の駆動システムを提供する。
【解決手段】ハイブリッド車の駆動システムにおいて、車両を駆動するモータ１と、モータ１に電力を供給するバッテリ３と、内燃機関により駆動されて発電するジェネレータ２と、車両の速度を検出する車速検出手段と、バッテリ３からモータ１へ電力を供給する電力線の断接切替を行うスイッチ７と、車速検出手段により検出される速度が所定の速度より大きい場合に、スイッチ７を断作動させると共にジェネレータ２による発電電力をモータ１に供給してモータ１を駆動させるように制御する制御手段とを備えた。
【解決手段】ハイブリッド車の駆動システムにおいて、車両を駆動するモータ１と、モータ１に電力を供給するバッテリ３と、内燃機関により駆動されて発電するジェネレータ２と、車両の速度を検出する車速検出手段と、バッテリ３からモータ１へ電力を供給する電力線の断接切替を行うスイッチ７と、車速検出手段により検出される速度が所定の速度より大きい場合に、スイッチ７を断作動させると共にジェネレータ２による発電電力をモータ１に供給してモータ１を駆動させるように制御する制御手段とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車の駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド車に搭載されるモータは、車両の軽量化やコスト低減を目的として、小型化される傾向にある。そして、モータを小型化する手法として、減速ギヤ比を高くし、モータの回転数を高くして、モータのトルクを低減させることにより搭載するモータを小型化する方法が採用されている。この方法の場合、モータの回転数を高くするために高電圧が必要となるため、バッテリ電圧を昇圧する昇圧システムが必要となる（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３００２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した昇圧システムは、大型のリアクトル及び半導体素子等から構成されており、モータの小型化のために昇圧システムを用いた場合には、車両の重量の増加やコスト増加を生じてしまうという問題がある。
【０００５】
また、車両の定常走行時等、特に昇圧を必要としない走行状態であっても、常に昇圧システム内の半導体素子においてエネルギー損失が発生してしまい、このエネルギー損失によりエネルギー効率が低下し、車両の航続距離が減少してしまうという問題がある。
【０００６】
以上のことから、本発明は、昇圧システムを用いることなくモータを小型化することができるハイブリッド車の駆動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、
車両を駆動するモータと、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
内燃機関により駆動されて発電するジェネレータと、
前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記バッテリから前記モータへ電力を供給する電力線の断接切替を行うスイッチと、
前記車速検出手段により検出される速度が所定の速度より大きい場合に、前記スイッチを断作動させると共に前記ジェネレータによる発電電力を前記モータに供給して前記モータを駆動させるように制御する制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
【０００８】
上記の課題を解決するための第２の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにおいて、
前記バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を更に備え、
前記制御手段は、
前記車速検出手段により検出される速度が前記所定の速度以下の場合であって前記充電状態検出手段により検出される充電値が所定の充電値以下の場合に、前記スイッチを接作動させると共に前記ジェネレータの発電電力を前記モータ及び前記バッテリに供給する
ことを特徴とする。
【０００９】
上記の課題を解決するための第３の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、第２の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにおいて、
前記制御手段は、前記車速検出手段により検出される速度が前記所定の速度以下の場合であって前記充電状態検出手段により検出される充電値が前記所定の充電値より大きい場合に、前記スイッチを接作動させると共に前記ジェネレータの発電を停止させて、前記バッテリから供給される電力により前記モータを駆動する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、昇圧システムを用いることなくモータを小型化することができるハイブリッド車の駆動システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの要部の構成を示した模式図である。
【図２】本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの構成を示した模式図である。
【図３】本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの制御ブロック図である。
【図４】本発明に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モード切替マップを示した図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【図７】ジェネレータとバッテリの時間に対する温度の変化を示した図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムについて、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの第１の実施例について説明する。
はじめに、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの装置構成について説明する。
図２は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムの構成を示した模式図である。
図２に示すように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムは、車輪１１を駆動し車両１０を走行させるモータ１と、モータ１において消費される電力を発電するジェネレータ２と、モータ１を駆動するための電力を貯えるバッテリ３と、モータ１及びジェネレータ２を制御するモータ・ジェネレータコントロールユニット４と、ジェネレータ２を駆動する内燃機関１２と、車両１０に搭載される各種装置を制御すると共にモータ・ジェネレータコントロールユニット４を制御する電子制御装置（制御手段）１３等により構成されている。
【００１４】
図１は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムの要部の構成を示した模式図である。
図１に示すように、モータ・ジェネレータコントロールユニット４は、ジェネレータ２により発電した三相交流の電流を直流電流に変換するジェネレータ側インバータ５と、バッテリ３及びジェネレータ側インバータ５からの直流電流を三相交流の電流に変換しモータ１を駆動させるモータ側インバータ６と、バッテリ３とジェネレータ側インバータ５及びモータ側インバータ６との電気的接続のＯＮとＯＦＦとを切り替えるリレー等のスイッチ７と、バッテリ３及びジェネレータ側インバータ５からの電力をモータ側インバータ６に安定して供給するための平滑コンデンサ８とを備えている。また、バッテリ３とモータ１とジェネレータ２とは電力線９により相互に電気的に接続されている。
【００１５】
図３は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムの制御ブロック図である。
図３に示すように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおいては、車両１０の走行速度を検出する車輪１１の回転速度を検出するセンサ等の車速検出器（社則検出手段）２０と、モータ１の温度を検出するモータ温度検出器２１と、ジェネレータ２の温度を検出するジェネレータ温度検出器２２と、バッテリ３の電圧を検出するバッテリ電圧検出器２３と、バッテリ３の電流を検出するバッテリ電流検出器２４と、バッテリ３の温度を検出するバッテリ温度検出器２５と、バッテリ３を制御するバッテリ制御手段２６とを備えている。
【００１６】
バッテリ制御手段２６は、バッテリ３の充電状態（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出して検出するＳＯＣ算出手段（充電状態検出手段）２７を備えている。また、バッテリ制御手段２６は、バッテリ電圧検出器２３、バッテリ電流検出器２４及びバッテリ温度検出器２５と接続されている。そして、バッテリ制御手段２６は、バッテリ電圧検出器２３において検出したバッテリ電圧と、バッテリ電流検出器２４において検出したバッテリ電流と、バッテリ温度検出器２５において検出したバッテリ温度とに基づき、ＳＯＣ算出手段２７によりＳＯＣを算出する。なお、本実施例においては、ＳＯＣは、バッテリ３の満充電時を１００［％］として、パーセンテージで示すこととする。
【００１７】
電子制御装置１３は、モータ・ジェネレータコントロールユニット４に設置されるスイッチ７を切り替えるスイッチ切替手段２８を備えている。また、電子制御装置１３は、車速検出器２０、モータ温度検出器２１、ジェネレータ温度検出器２２、バッテリ制御手段２６及びモータ・ジェネレータコントロールユニット４と接続されている。
【００１８】
そして、電子制御装置１３は、車速検出器２０において検出した車速と、モータ温度検出器２１において検出したモータ温度と、ジェネレータ温度検出器２２において検出したジェネレータ温度と、バッテリ制御手段２６において算出したＳＯＣとに基づき、スイッチ切替手段２８によりモータ・ジェネレータコントロールユニット４のスイッチ７のＯＮとＯＦＦとを切り替える。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムの装置構成である。
【００１９】
次に、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御について説明する。
図４は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モード切替マップを示した図である。
図４に示すように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおいては、車速が所定値α未満で、ＳＯＣが所定値β以上（図４中にＡで示す領域）の場合、バッテリ３の電力のみにより車両１０を走行させるＥＶ走行モードとする。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、ＥＶ走行モード時は、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて、バッテリ３からの電流Ｉbのみによりモータ１を駆動して走行する。
【００２１】
本実施例においては、例えば、車両１０の常用速度域を１００［ｋｍ／ｈ］未満であるとした場合には「α＝１００［ｋｍ／ｈ］」とし、バッテリ３の充電が必要であると判断するＳＯＣを３０［％］とした場合には「β＝３０［％］」とすると、車速が１００［ｋｍ／ｈ］未満で、ＳＯＣが３０［％］以上の場合にＥＶ走行となる。このとき、例えば、バッテリ３の電圧が２００Ｖであるとすると、２００Ｖの電圧でモータ１を駆動することとなる。
【００２２】
これにより、ＳＯＣが十分な状態の場合には、ＥＶ走行モードとすることができる。したがって、排気ガスを排出することがなく、環境に対して低負荷な走行ができる。
【００２３】
また、車速が所定値α未満で、ＳＯＣが所定値β未満（図４中にＢで示す領域）の場合、ジェネレータ２により発電したバッテリ電圧と同一の電圧の電力により車両１０を走行させ、同時にジェネレータ２により発電したバッテリ電圧と同一の電圧の電力によりバッテリ３を充電する低電圧シリーズ走行モードとする。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、低電圧シリーズ走行モード時は、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて、ジェネレータ２により発電したバッテリ電圧と同一の電圧の電流Ｉgによりモータ１を駆動して走行し、同時にジェネレータ２により発電したバッテリ電圧と同一の電圧の電流Ｉgによりバッテリ３を充電する。
【００２５】
本実施例においては、例えば、車両１０の常用速度域を１００［ｋｍ／ｈ］未満であるとした場合には「α＝１００［ｋｍ／ｈ］」とし、バッテリ３の充電が必要であると判断するＳＯＣを３０［％］とした場合には「β＝３０［％］」とすると、車速が１００［ｋｍ／ｈ］未満で、ＳＯＣが３０［％］未満の場合に低電圧シリーズ走行となる。このとき、例えば、電圧が２００Ｖであるとすると、ジェネレータ２により発電した電力によりモータ１を駆動して走行し、同時にバッテリ３を充電することとなるため、ジェネレータ２の電圧はバッテリ３の電圧と同一の２００Ｖとなり、バッテリ３の電圧と同一の２００Ｖの電圧でモータ１を駆動することとなる。
【００２６】
これにより、ＳＯＣが低下した場合に、ＥＶ走行モードから低電圧シリーズ走行モードへ移行することができ、低下したＳＯＣをジェネレータ２の発電電力により回復させることができる。したがって、極度なＳＯＣの低下を回避することができる。
【００２７】
また、車速が所定値α以上（図４中にＣで示す領域）の場合、ジェネレータ２により発電した高電圧の電力のみにより車両１０を走行させる高電圧シリーズ走行モードとする。
【００２８】
図１（ｃ）に示すように、高電圧シリーズ走行モード時は、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて、ジェネレータ２からの高電圧の電流Ｉgのみによりモータ１を駆動して走行する。
【００２９】
本実施例においては、例えば、車両１０の常用速度域を１００［ｋｍ／ｈ］未満であるとした場合には「α＝１００［ｋｍ／ｈ］」とした場合には、車速が１００［ｋｍ／ｈ］以上の場合に高電圧シリーズ走行となる。このとき、例えば、ジェネレータ２により発電する電圧を６００Ｖとすると、６００Ｖの高電圧でモータ１を駆動することとなる。
【００３０】
ここで、高電圧シリーズ走行モードの場合には、電子制御装置１３はスイッチ７をＯＦＦとするが、スイッチ７をＯＦＦとすることによりバッテリ３とモータ１の電気的接続又はバッテリ３とジェネレータ２との電気的接続が断たれることとなる。これにより、モータ１及びジェネレータ２はバッテリ３から遮断されることとなりバッテリ３の電圧的影響を受けることがなくなる。よって、バッテリ３に影響をうけることなく、バッテリ３の電圧以上の発電をジェネレータ２が行うことができ、この発電電力をモータ１に供給することができる。したがって、昇圧システムを用いることなく、高電圧でモータ１を駆動することができる。
【００３１】
なお、本実施例においては、例として、所定値α及び所定値βは一定の値を設定することとして説明したが、ＳＯＣに応じて所定値αを変化させる、又は、車速に応じて所定値βを変化させる関数として設定することも可能である。すなわち、図４中に示す各領域の境界線に傾きを持たせることも可能である。
【００３２】
次に、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順について説明する。
図５は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
図５に示すように、ステップＰ１０において、電子制御装置１３は、車速及びＳＯＣを検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ１０の実行後、ステップＰ１１を実行する。
【００３３】
ステップＰ１１において、電子制御装置１３は、検出された速度が所定値α未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出された速度が所定値α未満である場合、ステップＰ１２を実行する。また、電子制御装置１３は、検出された速度が所定値α未満でない場合、後述するステップＰ１５を実行する。
【００３４】
ステップＰ１２において、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが所定値β以上であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが所定値β以上である場合は、ステップＰ１３を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが所定値β以上でない場合は、ステップＰ１４を実行する。
【００３５】
ステップＰ１３において、図１（ａ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードをＥＶ走行とする。
【００３６】
ステップＰ１４において、図１（ｂ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを低電圧シリーズ走行とする。
【００３７】
ステップＰ１５において、図１（ｃ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを高電圧シリーズ走行とする。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順である。
【００３８】
以上説明したように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムによれば、昇圧システムを用いることなくモータを小型化することができるハイブリッド車の駆動システムを実現することができる。
【００３９】
したがって、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムを用いることにより、新たにスイッチ７としてリレー等が必要となるものの、大型のリアクトルや半導体素子等から構成される昇圧システムを用いる場合に比べ、大幅な車体の重量低減やコスト低減を図ることができる。
【００４０】
また、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムを用いることにより、半導体素子によるエネルギー損失をなくし、エネルギー効率を高めることができるため、航続距離の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００４１】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの第２の実施例について説明する。
なお、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムは、第１の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムとほぼ同様の構成であるが、車速及びＳＯＣと、ジェネレータ２の温度とバッテリ３の温度との差に基づき所定値α及び所定値βを補正する点が異なっている。すなわち、ジェネレータ２の温度とバッテリ３の温度との差に基づき、図４に示した領域Ａ，Ｂ，Ｃの面積を変更する。
【００４２】
図７は、ジェネレータ２とバッテリ３の時間に対する温度の変化を示した図である。なお、図７において、ジェネレータ２の温度を実線で示し、バッテリ３の温度を破線で示す。
本実施例においては、例えば、バッテリ３の温度が低い場合、すなわちジェネレータ２の温度とバッテリ３の温度との差が大きい場合には図４に示した領域Ａの面積を大きくし、バッテリ３の温度が高い場合、すなわちジェネレータ２の温度とバッテリ３の温度との差が小さい場合には図４に示した領域Ａの面積を小さくする。
【００４３】
本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順について説明する。
図６は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【００４４】
図６に示すように、ステップＰ２０において、電子制御装置１３は、車速及びＳＯＣを検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ２０の実行後、ステップＰ２１を実行する。
ステップＰ２１において、電子制御装置１３は、バッテリ温度及びジェネレータ温度を検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ２１の実行後、ステップＰ２２を実行する。
【００４５】
ステップＰ２２において、電子制御装置１３は、ジェネレータ温度Ｔgとバッテリ温度Ｔbとの差δＴを下記式（１）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ２２の実行後、ステップＰ２３を実行する。
【数１】
【００４６】
ステップＰ２３にいて、電子制御装置１３は、算出したジェネレータ温度Ｔgとバッテリ温度Ｔbとの差δＴに基づき、所定値αの補正値α’を下記式（２）により算出し、所定値βの補正値β’を下記式（３）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ２３の実行後、ステップＰ２４を実行する。
【数２】
式（２），（３）において、Ｆ1，Ｆ2は所定の関数を意味する。
【００４７】
ステップＰ２４において、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満である場合、ステップＰ２５を実行する。また、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満でない場合、後述するステップＰ２８を実行する。
【００４８】
ステップＰ２５において、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上である場合は、ステップＰ２６を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上でない場合は、ステップＰ２７を実行する。
【００４９】
ステップＰ２６において、図１（ａ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードをＥＶ走行モードとする。
【００５０】
ステップＰ２７において、図１（ｂ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを低電圧シリーズ走行モードとする。
【００５１】
ステップＰ２７において、図１（ｃ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを高電圧シリーズ走行モードとする。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順である。
【００５２】
以上説明したように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムによれば、第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにより奏する効果に加え、ジェネレータ２とバッテリ３の状態に応じて車両１０の走行モードを適切に切り替えることができるため、温度上昇による性能低下や破損からバッテリ３及びジェネレータ２を保護しつつ、バッテリ３及びジェネレータ２の性能を最大限に発揮させることができる。
【実施例３】
【００５３】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの第３の実施例について説明する。
なお、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムは、第１の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムとほぼ同様の構成であるが、バッテリ３の温度及びジェネレータ２の微小時間当たりの温度の増加率とに基づき所定値α及び所定値βを補正する点が異なっている。すなわち、バッテリ３の温度及びジェネレータ２の微小時間当たりの温度の増加率とに基づき、図４に示した領域Ａ，Ｂ，Ｃの面積を変更する。
【００５４】
図７は、ジェネレータ２とバッテリ３の時間に対する温度の変化を示した図である。なお、図７において、ジェネレータ２の温度を実線で示し、バッテリ３の温度を破線で示す。
本実施例においては、例えば、バッテリ３の温度が低い場合には図４に示した領域Ａの面積を大きくし、バッテリ３の温度が高い場合には、ジェネレータ２の微小時間当たりの温度の増加率に応じ図４に示した領域Ａの面積を小さくする。
【００５５】
本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順について説明する。
図８は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【００５６】
図８に示すように、ステップＰ３０において、電子制御装置１３は、車速及びＳＯＣを検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３０の実行後、ステップＰ３１を実行する。
ステップＰ３１において、電子制御装置１３は、バッテリ温度及びジェネレータ温度を検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３１の実行後、ステップＰ３２を実行する。
【００５７】
ステップＰ３２において、電子制御装置１３は、検出されたバッテリ温度が所定値Ｔr未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたバッテリ温度が所定値Ｔr未満である場合、ステップＰ３３を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたバッテリ温度が所定値Ｔr未満でない場合、後述するステップＰ３５を実行する。
【００５８】
ステップＰ３３において、電子制御装置１３は、ジェネレータ温度の微小時間δｔ当たりの増加率Ｔg’を下記式（４）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３３の実行後、ステップＰ３４を実行する。
【数３】
【００５９】
ステップＰ３４において、電子制御装置１３は、算出したジェネレータ温度の微小時間δｔ当たりの増加率Ｔg’に基づき、所定値αの補正値α’を下記式（５）により算出し、所定値βの補正値β’を下記式（６）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３４の実行後、ステップＰ３６を実行する。
【数４】
式（５），（６）において、Ｆ11，Ｆ12は所定の関数を意味する。
【００６０】
ステップＰ３５において、電子制御装置１３は、検出したバッテリ温度Ｔｂに基づき、所定値αの補正値α’を下記式（７）により算出し、所定値βの補正値β’を下記式（８）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３５の実行後、ステップＰ３６を実行する。
【数５】
式（７），（８）において、Ｆ21，Ｆ22は所定の関数を意味する。
【００６１】
ステップＰ３６において、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満である場合、ステップＰ３７を実行する。また、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満でない場合、後述するステップＰ４０を実行する。
【００６２】
ステップＰ３７において、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上である場合は、ステップＰ３８を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上でない場合は、ステップＰ３９を実行する。
【００６３】
ステップＰ３８において、図１（ａ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードをＥＶ走行モードとする。
【００６４】
ステップＰ３９において、図１（ｂ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを低電圧シリーズ走行モードとする。
【００６５】
ステップＰ４０において、図１（ｃ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを高電圧シリーズ走行モードとする。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順である。
【００６６】
以上説明したように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムによれば、第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにより奏する効果に加え、バッテリ３の温度及びジェネレータ２の微小時間当たりの温度の増加率とに基づき車両１０の走行モードを適切に切り替えることができるため、温度上昇による性能低下や破損からバッテリ３及びジェネレータ２の両方を保護しつつも、より高価なバッテリ３の保護を重視することができる。
【実施例４】
【００６７】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの第４の実施例について説明する。
なお、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムは、第１の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムとほぼ同様の構成であるが、モータ１の温度に基づき所定値αを補正し、ジェネレータ２の温度に基づき所定値βを補正する点が異なっている。すなわち、モータ１の温度とジェネレータ２の温度に基づき、図４に示した領域Ａ，Ｂ，Ｃの面積を変更する。
【００６８】
本実施例においては、例えば、モータ１の温度が低い場合には図４に示した領域Ａの面積を大きくし、モータ１の温度が高い場合には、ジェネレータ２の温度に応じ図４に示した領域Ａの面積を小さくする。
【００６９】
本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順について説明する。
図９は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【００７０】
図９に示すように、ステップＰ５０において、電子制御装置１３は、車速及びＳＯＣを検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ５０の実行後、ステップＰ５１を実行する。
ステップＰ５１において、電子制御装置１３は、モータ温度及びジェネレータ温度を検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ５１の実行後、ステップＰ５２を実行する。
【００７１】
ステップＰ５２において、電子制御装置１３は、検出したモータ温度Ｔmに基づき、所定値αの補正値α’を下記式（９）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ５２の実行後、ステップＰ５３を実行する。
【数６】
式（９）において、Ｆmは所定の関数を意味する。
【００７２】
ステップＰ５３において、電子制御装置１３は、検出したジェネレータ温度Ｔｇに基づき、所定値βの補正値β’を下記式（１０）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ５３の実行後、ステップＰ５４を実行する。
【数７】
式（１０）において、Ｆgは所定の関数を意味する。
【００７３】
ステップＰ５４において、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満である場合、ステップＰ５５を実行する。また、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満でない場合、後述するステップＰ５８を実行する。
【００７４】
ステップＰ５５において、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上である場合は、ステップＰ５６を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上でない場合は、ステップＰ５７を実行する。
【００７５】
ステップＰ５６において、図１（ａ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードをＥＶ走行モードとする。
【００７６】
ステップＰ５７において、図１（ｂ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを低電圧シリーズ走行モードとする。
【００７７】
ステップＰ５８において、図１（ｃ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを高電圧シリーズ走行モードとする。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順である。
【００７８】
以上説明したように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムによれば、第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにより奏する効果に加え、モータ１の温度とジェネレータ２の温度に基づき、車両１０の走行モードを適切に切り替えることができるため、温度上昇による性能低下や破損からモータ１を保護することができる。
【００７９】
なお、上述した各実施例に係るハイブリッド車の駆動システムについては、シリーズ方式のハイブリッド車に適用する場合を例として説明したが、パラレル方式のハイブリッド車においても適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、例えば、ハイブリッド車の駆動システム、特に、シリーズハイブリッド車の駆動システムに利用することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１ モータ
２ ジェネレータ
３ バッテリ
４ モータ・ジェネレータコントロールユニット
５ ジェネレータ側インバータ
６ モータ側インバータ
７ スイッチ
８ 平滑コンデンサ
９ 電力線
１０ 車両
１１ 車輪
１２ 内燃機関
１３ 電子制御装置（制御手段）
２０ 車速検出器（車速検出手段）
２１ モータ温度検出器
２２ ジェネレータ温度検出器
２３ バッテリ電圧検出器
２４ バッテリ電流検出器
２５ バッテリ温度検出器
２６ バッテリ制御手段
２７ ＳＯＣ算出手段（充電状態検出手段）
２８ スイッチ切替手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車の駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド車に搭載されるモータは、車両の軽量化やコスト低減を目的として、小型化される傾向にある。そして、モータを小型化する手法として、減速ギヤ比を高くし、モータの回転数を高くして、モータのトルクを低減させることにより搭載するモータを小型化する方法が採用されている。この方法の場合、モータの回転数を高くするために高電圧が必要となるため、バッテリ電圧を昇圧する昇圧システムが必要となる（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３００２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した昇圧システムは、大型のリアクトル及び半導体素子等から構成されており、モータの小型化のために昇圧システムを用いた場合には、車両の重量の増加やコスト増加を生じてしまうという問題がある。
【０００５】
また、車両の定常走行時等、特に昇圧を必要としない走行状態であっても、常に昇圧システム内の半導体素子においてエネルギー損失が発生してしまい、このエネルギー損失によりエネルギー効率が低下し、車両の航続距離が減少してしまうという問題がある。
【０００６】
以上のことから、本発明は、昇圧システムを用いることなくモータを小型化することができるハイブリッド車の駆動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、
車両を駆動するモータと、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
内燃機関により駆動されて発電するジェネレータと、
前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記バッテリから前記モータへ電力を供給する電力線の断接切替を行うスイッチと、
前記車速検出手段により検出される速度が所定の速度より大きい場合に、前記スイッチを断作動させると共に前記ジェネレータによる発電電力を前記モータに供給して前記モータを駆動させるように制御する制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
【０００８】
上記の課題を解決するための第２の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにおいて、
前記バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を更に備え、
前記制御手段は、
前記車速検出手段により検出される速度が前記所定の速度以下の場合であって前記充電状態検出手段により検出される充電値が所定の充電値以下の場合に、前記スイッチを接作動させると共に前記ジェネレータの発電電力を前記モータ及び前記バッテリに供給する
ことを特徴とする。
【０００９】
上記の課題を解決するための第３の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、第２の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにおいて、
前記制御手段は、前記車速検出手段により検出される速度が前記所定の速度以下の場合であって前記充電状態検出手段により検出される充電値が前記所定の充電値より大きい場合に、前記スイッチを接作動させると共に前記ジェネレータの発電を停止させて、前記バッテリから供給される電力により前記モータを駆動する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、昇圧システムを用いることなくモータを小型化することができるハイブリッド車の駆動システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの要部の構成を示した模式図である。
【図２】本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの構成を示した模式図である。
【図３】本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの制御ブロック図である。
【図４】本発明に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モード切替マップを示した図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【図７】ジェネレータとバッテリの時間に対する温度の変化を示した図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【図９】本発明の第４の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムについて、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの第１の実施例について説明する。
はじめに、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの装置構成について説明する。
図２は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムの構成を示した模式図である。
図２に示すように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムは、車輪１１を駆動し車両１０を走行させるモータ１と、モータ１において消費される電力を発電するジェネレータ２と、モータ１を駆動するための電力を貯えるバッテリ３と、モータ１及びジェネレータ２を制御するモータ・ジェネレータコントロールユニット４と、ジェネレータ２を駆動する内燃機関１２と、車両１０に搭載される各種装置を制御すると共にモータ・ジェネレータコントロールユニット４を制御する電子制御装置（制御手段）１３等により構成されている。
【００１４】
図１は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムの要部の構成を示した模式図である。
図１に示すように、モータ・ジェネレータコントロールユニット４は、ジェネレータ２により発電した三相交流の電流を直流電流に変換するジェネレータ側インバータ５と、バッテリ３及びジェネレータ側インバータ５からの直流電流を三相交流の電流に変換しモータ１を駆動させるモータ側インバータ６と、バッテリ３とジェネレータ側インバータ５及びモータ側インバータ６との電気的接続のＯＮとＯＦＦとを切り替えるリレー等のスイッチ７と、バッテリ３及びジェネレータ側インバータ５からの電力をモータ側インバータ６に安定して供給するための平滑コンデンサ８とを備えている。また、バッテリ３とモータ１とジェネレータ２とは電力線９により相互に電気的に接続されている。
【００１５】
図３は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムの制御ブロック図である。
図３に示すように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおいては、車両１０の走行速度を検出する車輪１１の回転速度を検出するセンサ等の車速検出器（社則検出手段）２０と、モータ１の温度を検出するモータ温度検出器２１と、ジェネレータ２の温度を検出するジェネレータ温度検出器２２と、バッテリ３の電圧を検出するバッテリ電圧検出器２３と、バッテリ３の電流を検出するバッテリ電流検出器２４と、バッテリ３の温度を検出するバッテリ温度検出器２５と、バッテリ３を制御するバッテリ制御手段２６とを備えている。
【００１６】
バッテリ制御手段２６は、バッテリ３の充電状態（ＳＯＣ；Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を算出して検出するＳＯＣ算出手段（充電状態検出手段）２７を備えている。また、バッテリ制御手段２６は、バッテリ電圧検出器２３、バッテリ電流検出器２４及びバッテリ温度検出器２５と接続されている。そして、バッテリ制御手段２６は、バッテリ電圧検出器２３において検出したバッテリ電圧と、バッテリ電流検出器２４において検出したバッテリ電流と、バッテリ温度検出器２５において検出したバッテリ温度とに基づき、ＳＯＣ算出手段２７によりＳＯＣを算出する。なお、本実施例においては、ＳＯＣは、バッテリ３の満充電時を１００［％］として、パーセンテージで示すこととする。
【００１７】
電子制御装置１３は、モータ・ジェネレータコントロールユニット４に設置されるスイッチ７を切り替えるスイッチ切替手段２８を備えている。また、電子制御装置１３は、車速検出器２０、モータ温度検出器２１、ジェネレータ温度検出器２２、バッテリ制御手段２６及びモータ・ジェネレータコントロールユニット４と接続されている。
【００１８】
そして、電子制御装置１３は、車速検出器２０において検出した車速と、モータ温度検出器２１において検出したモータ温度と、ジェネレータ温度検出器２２において検出したジェネレータ温度と、バッテリ制御手段２６において算出したＳＯＣとに基づき、スイッチ切替手段２８によりモータ・ジェネレータコントロールユニット４のスイッチ７のＯＮとＯＦＦとを切り替える。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムの装置構成である。
【００１９】
次に、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御について説明する。
図４は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モード切替マップを示した図である。
図４に示すように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおいては、車速が所定値α未満で、ＳＯＣが所定値β以上（図４中にＡで示す領域）の場合、バッテリ３の電力のみにより車両１０を走行させるＥＶ走行モードとする。
【００２０】
図１（ａ）に示すように、ＥＶ走行モード時は、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて、バッテリ３からの電流Ｉbのみによりモータ１を駆動して走行する。
【００２１】
本実施例においては、例えば、車両１０の常用速度域を１００［ｋｍ／ｈ］未満であるとした場合には「α＝１００［ｋｍ／ｈ］」とし、バッテリ３の充電が必要であると判断するＳＯＣを３０［％］とした場合には「β＝３０［％］」とすると、車速が１００［ｋｍ／ｈ］未満で、ＳＯＣが３０［％］以上の場合にＥＶ走行となる。このとき、例えば、バッテリ３の電圧が２００Ｖであるとすると、２００Ｖの電圧でモータ１を駆動することとなる。
【００２２】
これにより、ＳＯＣが十分な状態の場合には、ＥＶ走行モードとすることができる。したがって、排気ガスを排出することがなく、環境に対して低負荷な走行ができる。
【００２３】
また、車速が所定値α未満で、ＳＯＣが所定値β未満（図４中にＢで示す領域）の場合、ジェネレータ２により発電したバッテリ電圧と同一の電圧の電力により車両１０を走行させ、同時にジェネレータ２により発電したバッテリ電圧と同一の電圧の電力によりバッテリ３を充電する低電圧シリーズ走行モードとする。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、低電圧シリーズ走行モード時は、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて、ジェネレータ２により発電したバッテリ電圧と同一の電圧の電流Ｉgによりモータ１を駆動して走行し、同時にジェネレータ２により発電したバッテリ電圧と同一の電圧の電流Ｉgによりバッテリ３を充電する。
【００２５】
本実施例においては、例えば、車両１０の常用速度域を１００［ｋｍ／ｈ］未満であるとした場合には「α＝１００［ｋｍ／ｈ］」とし、バッテリ３の充電が必要であると判断するＳＯＣを３０［％］とした場合には「β＝３０［％］」とすると、車速が１００［ｋｍ／ｈ］未満で、ＳＯＣが３０［％］未満の場合に低電圧シリーズ走行となる。このとき、例えば、電圧が２００Ｖであるとすると、ジェネレータ２により発電した電力によりモータ１を駆動して走行し、同時にバッテリ３を充電することとなるため、ジェネレータ２の電圧はバッテリ３の電圧と同一の２００Ｖとなり、バッテリ３の電圧と同一の２００Ｖの電圧でモータ１を駆動することとなる。
【００２６】
これにより、ＳＯＣが低下した場合に、ＥＶ走行モードから低電圧シリーズ走行モードへ移行することができ、低下したＳＯＣをジェネレータ２の発電電力により回復させることができる。したがって、極度なＳＯＣの低下を回避することができる。
【００２７】
また、車速が所定値α以上（図４中にＣで示す領域）の場合、ジェネレータ２により発電した高電圧の電力のみにより車両１０を走行させる高電圧シリーズ走行モードとする。
【００２８】
図１（ｃ）に示すように、高電圧シリーズ走行モード時は、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて、ジェネレータ２からの高電圧の電流Ｉgのみによりモータ１を駆動して走行する。
【００２９】
本実施例においては、例えば、車両１０の常用速度域を１００［ｋｍ／ｈ］未満であるとした場合には「α＝１００［ｋｍ／ｈ］」とした場合には、車速が１００［ｋｍ／ｈ］以上の場合に高電圧シリーズ走行となる。このとき、例えば、ジェネレータ２により発電する電圧を６００Ｖとすると、６００Ｖの高電圧でモータ１を駆動することとなる。
【００３０】
ここで、高電圧シリーズ走行モードの場合には、電子制御装置１３はスイッチ７をＯＦＦとするが、スイッチ７をＯＦＦとすることによりバッテリ３とモータ１の電気的接続又はバッテリ３とジェネレータ２との電気的接続が断たれることとなる。これにより、モータ１及びジェネレータ２はバッテリ３から遮断されることとなりバッテリ３の電圧的影響を受けることがなくなる。よって、バッテリ３に影響をうけることなく、バッテリ３の電圧以上の発電をジェネレータ２が行うことができ、この発電電力をモータ１に供給することができる。したがって、昇圧システムを用いることなく、高電圧でモータ１を駆動することができる。
【００３１】
なお、本実施例においては、例として、所定値α及び所定値βは一定の値を設定することとして説明したが、ＳＯＣに応じて所定値αを変化させる、又は、車速に応じて所定値βを変化させる関数として設定することも可能である。すなわち、図４中に示す各領域の境界線に傾きを持たせることも可能である。
【００３２】
次に、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順について説明する。
図５は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
図５に示すように、ステップＰ１０において、電子制御装置１３は、車速及びＳＯＣを検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ１０の実行後、ステップＰ１１を実行する。
【００３３】
ステップＰ１１において、電子制御装置１３は、検出された速度が所定値α未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出された速度が所定値α未満である場合、ステップＰ１２を実行する。また、電子制御装置１３は、検出された速度が所定値α未満でない場合、後述するステップＰ１５を実行する。
【００３４】
ステップＰ１２において、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが所定値β以上であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが所定値β以上である場合は、ステップＰ１３を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが所定値β以上でない場合は、ステップＰ１４を実行する。
【００３５】
ステップＰ１３において、図１（ａ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードをＥＶ走行とする。
【００３６】
ステップＰ１４において、図１（ｂ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを低電圧シリーズ走行とする。
【００３７】
ステップＰ１５において、図１（ｃ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを高電圧シリーズ走行とする。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順である。
【００３８】
以上説明したように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムによれば、昇圧システムを用いることなくモータを小型化することができるハイブリッド車の駆動システムを実現することができる。
【００３９】
したがって、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムを用いることにより、新たにスイッチ７としてリレー等が必要となるものの、大型のリアクトルや半導体素子等から構成される昇圧システムを用いる場合に比べ、大幅な車体の重量低減やコスト低減を図ることができる。
【００４０】
また、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムを用いることにより、半導体素子によるエネルギー損失をなくし、エネルギー効率を高めることができるため、航続距離の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００４１】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの第２の実施例について説明する。
なお、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムは、第１の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムとほぼ同様の構成であるが、車速及びＳＯＣと、ジェネレータ２の温度とバッテリ３の温度との差に基づき所定値α及び所定値βを補正する点が異なっている。すなわち、ジェネレータ２の温度とバッテリ３の温度との差に基づき、図４に示した領域Ａ，Ｂ，Ｃの面積を変更する。
【００４２】
図７は、ジェネレータ２とバッテリ３の時間に対する温度の変化を示した図である。なお、図７において、ジェネレータ２の温度を実線で示し、バッテリ３の温度を破線で示す。
本実施例においては、例えば、バッテリ３の温度が低い場合、すなわちジェネレータ２の温度とバッテリ３の温度との差が大きい場合には図４に示した領域Ａの面積を大きくし、バッテリ３の温度が高い場合、すなわちジェネレータ２の温度とバッテリ３の温度との差が小さい場合には図４に示した領域Ａの面積を小さくする。
【００４３】
本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順について説明する。
図６は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【００４４】
図６に示すように、ステップＰ２０において、電子制御装置１３は、車速及びＳＯＣを検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ２０の実行後、ステップＰ２１を実行する。
ステップＰ２１において、電子制御装置１３は、バッテリ温度及びジェネレータ温度を検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ２１の実行後、ステップＰ２２を実行する。
【００４５】
ステップＰ２２において、電子制御装置１３は、ジェネレータ温度Ｔgとバッテリ温度Ｔbとの差δＴを下記式（１）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ２２の実行後、ステップＰ２３を実行する。
【数１】
【００４６】
ステップＰ２３にいて、電子制御装置１３は、算出したジェネレータ温度Ｔgとバッテリ温度Ｔbとの差δＴに基づき、所定値αの補正値α’を下記式（２）により算出し、所定値βの補正値β’を下記式（３）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ２３の実行後、ステップＰ２４を実行する。
【数２】
式（２），（３）において、Ｆ1，Ｆ2は所定の関数を意味する。
【００４７】
ステップＰ２４において、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満である場合、ステップＰ２５を実行する。また、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満でない場合、後述するステップＰ２８を実行する。
【００４８】
ステップＰ２５において、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上である場合は、ステップＰ２６を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上でない場合は、ステップＰ２７を実行する。
【００４９】
ステップＰ２６において、図１（ａ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードをＥＶ走行モードとする。
【００５０】
ステップＰ２７において、図１（ｂ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを低電圧シリーズ走行モードとする。
【００５１】
ステップＰ２７において、図１（ｃ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを高電圧シリーズ走行モードとする。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順である。
【００５２】
以上説明したように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムによれば、第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにより奏する効果に加え、ジェネレータ２とバッテリ３の状態に応じて車両１０の走行モードを適切に切り替えることができるため、温度上昇による性能低下や破損からバッテリ３及びジェネレータ２を保護しつつ、バッテリ３及びジェネレータ２の性能を最大限に発揮させることができる。
【実施例３】
【００５３】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの第３の実施例について説明する。
なお、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムは、第１の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムとほぼ同様の構成であるが、バッテリ３の温度及びジェネレータ２の微小時間当たりの温度の増加率とに基づき所定値α及び所定値βを補正する点が異なっている。すなわち、バッテリ３の温度及びジェネレータ２の微小時間当たりの温度の増加率とに基づき、図４に示した領域Ａ，Ｂ，Ｃの面積を変更する。
【００５４】
図７は、ジェネレータ２とバッテリ３の時間に対する温度の変化を示した図である。なお、図７において、ジェネレータ２の温度を実線で示し、バッテリ３の温度を破線で示す。
本実施例においては、例えば、バッテリ３の温度が低い場合には図４に示した領域Ａの面積を大きくし、バッテリ３の温度が高い場合には、ジェネレータ２の微小時間当たりの温度の増加率に応じ図４に示した領域Ａの面積を小さくする。
【００５５】
本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順について説明する。
図８は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【００５６】
図８に示すように、ステップＰ３０において、電子制御装置１３は、車速及びＳＯＣを検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３０の実行後、ステップＰ３１を実行する。
ステップＰ３１において、電子制御装置１３は、バッテリ温度及びジェネレータ温度を検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３１の実行後、ステップＰ３２を実行する。
【００５７】
ステップＰ３２において、電子制御装置１３は、検出されたバッテリ温度が所定値Ｔr未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたバッテリ温度が所定値Ｔr未満である場合、ステップＰ３３を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたバッテリ温度が所定値Ｔr未満でない場合、後述するステップＰ３５を実行する。
【００５８】
ステップＰ３３において、電子制御装置１３は、ジェネレータ温度の微小時間δｔ当たりの増加率Ｔg’を下記式（４）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３３の実行後、ステップＰ３４を実行する。
【数３】
【００５９】
ステップＰ３４において、電子制御装置１３は、算出したジェネレータ温度の微小時間δｔ当たりの増加率Ｔg’に基づき、所定値αの補正値α’を下記式（５）により算出し、所定値βの補正値β’を下記式（６）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３４の実行後、ステップＰ３６を実行する。
【数４】
式（５），（６）において、Ｆ11，Ｆ12は所定の関数を意味する。
【００６０】
ステップＰ３５において、電子制御装置１３は、検出したバッテリ温度Ｔｂに基づき、所定値αの補正値α’を下記式（７）により算出し、所定値βの補正値β’を下記式（８）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ３５の実行後、ステップＰ３６を実行する。
【数５】
式（７），（８）において、Ｆ21，Ｆ22は所定の関数を意味する。
【００６１】
ステップＰ３６において、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満である場合、ステップＰ３７を実行する。また、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満でない場合、後述するステップＰ４０を実行する。
【００６２】
ステップＰ３７において、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上である場合は、ステップＰ３８を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上でない場合は、ステップＰ３９を実行する。
【００６３】
ステップＰ３８において、図１（ａ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードをＥＶ走行モードとする。
【００６４】
ステップＰ３９において、図１（ｂ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを低電圧シリーズ走行モードとする。
【００６５】
ステップＰ４０において、図１（ｃ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを高電圧シリーズ走行モードとする。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順である。
【００６６】
以上説明したように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムによれば、第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにより奏する効果に加え、バッテリ３の温度及びジェネレータ２の微小時間当たりの温度の増加率とに基づき車両１０の走行モードを適切に切り替えることができるため、温度上昇による性能低下や破損からバッテリ３及びジェネレータ２の両方を保護しつつも、より高価なバッテリ３の保護を重視することができる。
【実施例４】
【００６７】
以下、本発明に係るハイブリッド車の駆動システムの第４の実施例について説明する。
なお、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムは、第１の実施例に係るハイブリッド車の駆動システムとほぼ同様の構成であるが、モータ１の温度に基づき所定値αを補正し、ジェネレータ２の温度に基づき所定値βを補正する点が異なっている。すなわち、モータ１の温度とジェネレータ２の温度に基づき、図４に示した領域Ａ，Ｂ，Ｃの面積を変更する。
【００６８】
本実施例においては、例えば、モータ１の温度が低い場合には図４に示した領域Ａの面積を大きくし、モータ１の温度が高い場合には、ジェネレータ２の温度に応じ図４に示した領域Ａの面積を小さくする。
【００６９】
本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順について説明する。
図９は、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順を示したフローチャートである。
【００７０】
図９に示すように、ステップＰ５０において、電子制御装置１３は、車速及びＳＯＣを検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ５０の実行後、ステップＰ５１を実行する。
ステップＰ５１において、電子制御装置１３は、モータ温度及びジェネレータ温度を検出する。電子制御装置１３は、ステップＰ５１の実行後、ステップＰ５２を実行する。
【００７１】
ステップＰ５２において、電子制御装置１３は、検出したモータ温度Ｔmに基づき、所定値αの補正値α’を下記式（９）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ５２の実行後、ステップＰ５３を実行する。
【数６】
式（９）において、Ｆmは所定の関数を意味する。
【００７２】
ステップＰ５３において、電子制御装置１３は、検出したジェネレータ温度Ｔｇに基づき、所定値βの補正値β’を下記式（１０）により算出する。電子制御装置１３は、ステップＰ５３の実行後、ステップＰ５４を実行する。
【数７】
式（１０）において、Ｆgは所定の関数を意味する。
【００７３】
ステップＰ５４において、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満であるか判断する。電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満である場合、ステップＰ５５を実行する。また、電子制御装置１３は、検出された速度が補正値α’未満でない場合、後述するステップＰ５８を実行する。
【００７４】
ステップＰ５５において、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上であるか判断する。電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上である場合は、ステップＰ５６を実行する。また、電子制御装置１３は、検出されたＳＯＣが補正値β’以上でない場合は、ステップＰ５７を実行する。
【００７５】
ステップＰ５６において、図１（ａ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＦＦ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させず、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードをＥＶ走行モードとする。
【００７６】
ステップＰ５７において、図１（ｂ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＮとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを低電圧シリーズ走行モードとする。
【００７７】
ステップＰ５８において、図１（ｃ）に示すように、電子制御装置１３は、スイッチ切替手段２８によりスイッチ７をＯＦＦとし、ジェネレータ側インバータ５をＯＮ、すなわちジェネレータ側インバータ５を作動させ、モータ側インバータ６をＯＮ、すなわちモータ側インバータ６を作動させて車両１０の走行モードを高電圧シリーズ走行モードとする。
以上が本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムにおける走行モードの切り替え制御の処理の手順である。
【００７８】
以上説明したように、本実施例に係るハイブリッド車の駆動システムによれば、第１の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにより奏する効果に加え、モータ１の温度とジェネレータ２の温度に基づき、車両１０の走行モードを適切に切り替えることができるため、温度上昇による性能低下や破損からモータ１を保護することができる。
【００７９】
なお、上述した各実施例に係るハイブリッド車の駆動システムについては、シリーズ方式のハイブリッド車に適用する場合を例として説明したが、パラレル方式のハイブリッド車においても適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、例えば、ハイブリッド車の駆動システム、特に、シリーズハイブリッド車の駆動システムに利用することが可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１ モータ
２ ジェネレータ
３ バッテリ
４ モータ・ジェネレータコントロールユニット
５ ジェネレータ側インバータ
６ モータ側インバータ
７ スイッチ
８ 平滑コンデンサ
９ 電力線
１０ 車両
１１ 車輪
１２ 内燃機関
１３ 電子制御装置（制御手段）
２０ 車速検出器（車速検出手段）
２１ モータ温度検出器
２２ ジェネレータ温度検出器
２３ バッテリ電圧検出器
２４ バッテリ電流検出器
２５ バッテリ温度検出器
２６ バッテリ制御手段
２７ ＳＯＣ算出手段（充電状態検出手段）
２８ スイッチ切替手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するモータと、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
内燃機関により駆動されて発電するジェネレータと、
前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記バッテリから前記モータへ電力を供給する電力線の断接切替を行うスイッチと、
前記車速検出手段により検出される速度が所定の速度より大きい場合に、前記スイッチを断作動させると共に前記ジェネレータによる発電電力を前記モータに供給して前記モータを駆動させるように制御する制御手段と
を備える
ことを特徴とするハイブリッド車の駆動システム。
【請求項２】
前記バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記車速検出手段により検出される速度が前記所定の速度以下の場合であって前記充電状態検出手段により検出される充電値が所定の充電値以下の場合に、前記スイッチを接作動させると共に前記ジェネレータの発電電力を前記モータ及び前記バッテリに供給する
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動システム。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記車速検出手段により検出される速度が前記所定の速度以下の場合であって前記充電状態検出手段により検出される充電値が前記所定の充電値より大きい場合に、前記スイッチを接作動させると共に前記ジェネレータの発電を停止させて、前記バッテリから供給される電力により前記モータを駆動する
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車の駆動システム。
【請求項１】
車両を駆動するモータと、
前記モータに電力を供給するバッテリと、
内燃機関により駆動されて発電するジェネレータと、
前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記バッテリから前記モータへ電力を供給する電力線の断接切替を行うスイッチと、
前記車速検出手段により検出される速度が所定の速度より大きい場合に、前記スイッチを断作動させると共に前記ジェネレータによる発電電力を前記モータに供給して前記モータを駆動させるように制御する制御手段と
を備える
ことを特徴とするハイブリッド車の駆動システム。
【請求項２】
前記バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記車速検出手段により検出される速度が前記所定の速度以下の場合であって前記充電状態検出手段により検出される充電値が所定の充電値以下の場合に、前記スイッチを接作動させると共に前記ジェネレータの発電電力を前記モータ及び前記バッテリに供給する
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動システム。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記車速検出手段により検出される速度が前記所定の速度以下の場合であって前記充電状態検出手段により検出される充電値が前記所定の充電値より大きい場合に、前記スイッチを接作動させると共に前記ジェネレータの発電を停止させて、前記バッテリから供給される電力により前記モータを駆動する
ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車の駆動システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３０６８３（Ｐ２０１２−３０６８３Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７１５２７（Ｐ２０１０−１７１５２７）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]