JP2000303873A - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車の制御装置

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JP2000303873A
JP2000303873A JP11111230A JP11123099A JP2000303873A JP 2000303873 A JP2000303873 A JP 2000303873A JP 11111230 A JP11111230 A JP 11111230A JP 11123099 A JP11123099 A JP 11123099A JP 2000303873 A JP2000303873 A JP 2000303873A
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engine
voltage
auxiliary battery
battery
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Masaya Tanaka
雅也 田中
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Fuji Heavy Industries Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】各種電装品に電力供給する低圧の補機バッテリ
のアイドル時における電圧低下を確実に防止し、且つ、
モータに電力供給する高圧の主バッテリの残存容量不足
を防止する。 【解決手段】アイドル時に、補機バッテリの電圧、及
び、主バッテリの残存容量が共に低下しているときは
（Ｓ１０３，Ｓ１０４）、エンジンを定トルク制御する
と共に（Ｓ１０５）、補機バッテリの電圧に応じてモー
タ回転数を設定して発電機兼用のモータＡを定回転数制
御し（Ｓ１０７）、主としてエンジンによりオルタネー
タを駆動する。また、補機バッテリの電圧のみが低下
し、主バッテリの残存容量に余裕があるときには、エン
ジンを燃料カットしてエンジンを休止状態とし（Ｓ１０
８）、補機バッテリの電圧に基づいてモータを定回転制
御し、エンジンの出力軸に直結するモータによって、エ
ンジン出力軸を回転させてオルタネータを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの出力軸
と発電機兼用のモータとを直結し、車両の走行駆動源と
して上記エンジンと発電機兼用モータとの少なくとも一
方を用い、発電機兼用モータを走行駆動源として用いる
とき電力供給し、発電機兼用モータを発電機として作用
させたとき充電される高電圧の主バッテリと、エンジン
の出力軸の回転によって駆動されるオルタネータにより
充電され、走行駆動源としてのモータを除く電気負荷に
電力供給する低電圧の補機バッテリとを備えたハイブリ
ッド車に関し、詳しくは、アイドル時に、補機バッテリ
の電圧状態及び主バッテリの残存容量状態に応じエンジ
ン及びモータを制御するハイブリッド車の制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車等の車両においては、低公
害、省資源の観点からエンジンとモータとを併用するハ
イブリッド車が開発されており、エンジンの出力軸と発
電機兼用のモータとを直結し、車両の駆動源としてエン
ジンと発電機兼用モータとの少なくとも一方を用いて走
行するハイブリッド車が知られている。
【０００３】このハイブリッド車では、発電機兼用モー
タを走行駆動源として用いるとき電力供給し、発電機兼
用モータを発電機として作用させたとき充電される高電
圧の主バッテリと、エンジンの出力軸の回転によって駆
動されるオルタネータにより充電され、走行駆動源とし
てのモータを除く各種電装品（電気負荷）に電力供給す
る低電圧の補機バッテリとを備えている。
【０００４】ここで、車両停車等によるアイドル時にお
いては、エンジンとモータとの双方を停止させ、或い
は、エンジンの出力軸の回転により駆動され各種油圧機
器に油圧を供給するオイルポンプを作動するために、エ
ンジンを燃料カットしてエンジン休止状態のもとでエン
ジン出力軸に直結するモータを極低回転数で運転するも
のが多い。
【０００５】このため、アイドル時に、オルタネータに
よる補機バッテリヘの充電が行われず、或いは補機バッ
テリヘの充電不足が生じ、各種電装品による電力消費に
よって補機バッテリの電圧が低下し、各種の弊害を招く
不都合がある。
【０００６】これに対処するに、特開平８−７９９１５
号公報には、エンジンと発電機兼用モータとの間にクラ
ッチを設け、クラッチと発電機兼用モータとの間にオル
タネー夕への駆動力伝達手段（ベルト伝動機構）を配設
し、アイドル時など、エンジンが停止した場合にクラッ
チを開放し、補機バッテリ電圧の低下等によりオルタネ
ータを含む補機を作動させる要求があるとき、発電機兼
用モータをモータとして作動させ、その出力によりオル
タネータを駆動することで、補機バッテリヘの充電を可
能とし、補機バッテリの電圧低下を防止する技術が開示
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記先行例に
おいては、エンジンと発電機兼用モータとの間にクラッ
チを設け、クラッチと発電機兼用モータとの間にオルタ
ネータヘの駆動力伝達手段（ベルト伝動機構）を配設し
ているため、従来に対し、エンジン、発電機兼用モー
タ、オルタネータ、及びオルタネータヘの動力伝達機構
のレイアウトを大幅に変更する必要がある。
【０００８】また、エンジン停止のアイドル時におい
て、補機バッテリの電圧低下時に、一律に発電機兼用モ
ータによりオルタネータを駆動しているため、発電機兼
用モータに電力供給する主バッテリの残存容量不足時に
も発電機兼用モータが作動されることとなり、主バッテ
リの残存容量不足が深刻化する。甚だしい場合は、エン
ジンのアイドル時において、主バッテリの残存容量不足
により発電機兼用モータを作動させることができず、補
機バッテリの電圧低下に対処することができない不都合
がある。
【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、エンジン、発
電機兼用モータやオルタネータ等のレイアウトを変更す
ることなく実現でき、且つ、アイドル時における補機バ
ッテリの電圧低下を確実に防止すると共に主バッテリの
残存容量不足を防止することが可能なハイブリッド車の
制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【諜題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明によるハイブリッド車の制御装
置は、エンジンの出力軸と発電機兼用のモータとを直結
し、車両の走行駆動源として上記エンジンと発電機兼用
モータとの少なくとも一方を用い、さらに、発電機兼用
モータを走行駆動源として用いるとき電力供給し、発電
機兼用モータを発電機として作用させたとき充電される
高電圧の主バッテリと、エンジンの出力軸の回転によっ
て駆動されるオルタネータにより充電され、走行駆動源
としてのモータを除く電気負荷に電力供給する低電圧の
補機バッテリとを備えたハイブリッド車において、アイ
ドル時に、上記補機バッテリの電圧及び上記主バッテリ
の残存容量が共に低下しているときは、上記エンジンを
定トルク制御し、また、補機バッテリの電圧のみが低下
しているときには、エンジンを燃料カットするエンジン
制御手段と、アイドル時に、少なくとも上記補機バッテ
リの電圧が低下しているときには、補機バッテリの電圧
に基づいてモータ回転数を設定し、該モータ回転数に上
記モータを定回転制御するモータ制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記エンジン制御手段は、アイドル時に、
補機バッテリの電圧のみが低下しているときには、エン
ジンを燃料カットすると共に、エンジンのスロットル弁
を全開制御することを持微とする。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記モータ制御手段は、アイドル時に、上
記補機バッテリの電圧及び上記主バッテリの残存容量が
共に低下しているときは、上記モータに界磁電流を供給
して該モータを発電機として作用させることを特徴とす
る。
【００１３】すなわち、請求項１記載の発明は、アイド
ル時に、走行駆動源としてのモータを除く電気負荷に電
力供給する低電圧の補機バッテリの電圧、及び、モータ
に電力供給する高圧の主バッテリの残存容量が共に低下
しているときには、エンジンを定トルク制御すると共
に、補機バッテリの電圧に応じてモータ回転数を設定し
てモータを定回転数制御することで、補機バッテリの電
圧に応じたモータの定回転数制御の下でエンジンを定ト
ルク運転して、エンジン出力軸に連設するオルタネータ
を主にエンジンによって駆動し、補機バッテリの電圧低
下量に応じたオルタネータの発電電力を得て、電気負荷
に電力供給すると共に補機バッテリを充電し、アイドル
時における補機バッテリの電圧低下を確実に防止しつ
つ、主バッテリの残存容量不足を防止する。また、補機
バッテリの電圧のみが低下し、主バッテリの残存容量に
余裕があるときには、エンジンを燃料カットしてエンジ
ンを休止状態として、補機バッテリの電圧に基づいてモ
ータを定回転数制御し、エンジンの出力軸に直結するモ
ータによって、エンジン出力軸を回転させてオルタネー
タを駆動し、補機バッテリの電圧低下量に応じたオルタ
ネータの発電電力を得る。
【００１４】また、請求項２記載の発明は、アイドル時
に、補機バッテリの電圧のみが低下しているときに、エ
ンジンを燃料カットしてエンジン休止状態の下でモータ
を運転するとき、エンジンのスロットル弁を全開させ
て、エンジンによるポンピングロスを低減する。
【００１５】更に、請求項３記載の発明は、アイドル時
に、補機バッテリの電圧及び主バッテリの残存容量が共
に低下し、エンジン駆動するときは、発電機兼用モータ
に界磁電流を供給してモータを発電機として作用させ、
余剰なエンジントルクを電気エネルギーに変換して回収
し、モータの発電によって主バッテリを充電して、主バ
ッテリの残存容量不足を確実に解消する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係
わり、図１は補機バッテリ充電制御ルーチンのフローチ
ャート、図２は制御系の構成を示す説明図、図３はＨＥ
Ｖ＿ＥＣＵを中心とする制御信号の流れを示す説明図で
ある。
【００１７】本発明に適用されるハイブリッド車は、エ
ンジンとモータとを併用する車両であり、図２に示すよ
うに、エンジン１と、エンジン１の出力軸１ａに直結さ
れエンジン１の起動及び発電・動力アシストを担う発電
機兼用のモータＡと、エンジン１の出力軸１ａにモータ
Ａを介して連結されるプラネタリギヤユニット３と、こ
のプラネタリギヤユニット３の機能を制御し、発進・後
進時の駆動力源になるとともに減速エネルギーの回収を
担うモータＢと、変速及びトルク増幅を行なって走行時
の動力変換機能を担う動力変換機構４とを基本構成とす
る駆動系を備えている。
【００１８】ここで、エンジン１は電子制御スロットル
方式のエンジンであり、エンジン１のインテークマニホ
ルド１ｂに連通する吸気管１ｃの中途に、スロットルア
クチュエータ１ｄにより駆動されるスロットル弁１ｅが
介装されている。このスロットル弁１ｅには、スロット
ル開度を検出するスロットル開度センサ１ｆが連設され
ている。
【００１９】また、プラネタリギヤユニット３は、サン
ギヤ３ａ、このサンギヤ３ａに噛合するピニオンを回転
自在に支持するキャリア３ｂ、ピニオンと噛合するリン
グギヤ３ｃを有するシングルピニオン式のプラネタリギ
ヤであり、サンギヤ３ａとキャリア３ｂとを締結・解放
するためのロックアップクラッチ２が併設されている。
【００２０】また、動力変換機構４としては、歯車列を
組み合わせた変速機や流体トルクコンバータを用いた変
速機等を用いることが可能であるが、入力軸４ａに軸支
されるプライマリプーリ４ｂと出力軸４ｃに軸支される
セカンダリプーリ４ｄとの間に駆動ベルト４ｅを巻装し
てなるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を採用することが
望ましく、本形態においては、以下、動力変換機構４を
ＣＶＴ４として説明する。
【００２１】すなわち、本形態におけるハイブリッド車
の駆動系では、サンギヤ３ａとキャリア３ｂとの間にロ
ックアップクラッチ２を介装したプラネタリギヤユニッ
ト３がエンジン１の出力軸１ａとＣＶＴ４の入力軸４ａ
との間に配置されており、プラネタリギヤユニット３の
サンギヤ３ａがエンジン１の出力軸１ａに直結されたモ
ータＡを介して結合されるとともにキャリア３ｂがＣＶ
Ｔ４の入力軸４ａに結合され、リングギヤ３ｃにモータ
Ｂが連結されている。そして、ＣＶＴ４の出力軸４ｃに
減速歯車列５を介してデファレンシャル機構６が連設さ
れ、このデファレンシャル機構６に駆動軸７を介して前
輪或いは後輪の駆動輪８が連設されている。
【００２２】この場合、前述したようにエンジン１及び
モータＡをプラネタリギヤユニット３のサンギヤ３ａへ
結合するとともにリングギヤ３ｃにモータＢを結合して
キャリア３ｂから出力を得るようにし、さらに、キャリ
ア３ｂからの出力をＣＶＴ４によって変速及びトルク増
幅して駆動輪８に伝達するようにしているため、２つの
モータＡ，Ｂは発電と駆動力供給との両方に使用するこ
とができ、比較的小出力のモータを使用することができ
る。
【００２３】また、走行条件に応じてロックアップクラ
ッチ２によりプラネタリギヤユニット３のサンギヤ３ａ
とキャリア３ｂとを結合することで、間に２つのモータ
Ａ，Ｂが配置された、エンジン１からＣＶＴ４に至るエ
ンジン直結の駆動軸を形成することができ、効率よくＣ
ＶＴ４に駆動力を伝達し、或いは駆動輪８側からの制動
力を利用することができる。
【００２４】尚、ロックアップクラッチ２の結合・解放
時のプラネタリギヤユニット３を介したエンジン１及び
モータＡ，Ｂのトルク伝達や発電による電気の流れにつ
いては、本出願人が先に提出した特願平１０−４０８０
号に詳述されている。
【００２５】ここで、上記モータＡ，Ｂには、これらに
電力を供給する、例えば公称電圧２４０Ｖの主バッテリ
１０がモータＡコントローラ２１，モータＢコントロー
ラ２２、コンタクタ９を介して接続されている。また、
この主バッテリ１０は、例えば複数のセルを有する単位
電池を複数個組み合わせた組電池として構成され、モー
タＡによる発電電力やモータＢからの回生電力によって
充電されるようになっている。
【００２６】また、ハイブリッド車には、主バッテリ１
０の他に、走行駆動源としてのモータＡ，Ｂを除く各種
電装品や制御用機器等の電気負荷に電源を供給するため
の例えば公称電圧１２Ｖの補機バッテリ１１が搭載され
ており、この補機バッテリ１１を充電するためにオルタ
ネータ１５が接続されている。このオルタネータ１５
は、駆動力伝達手段の一例としてベルト伝動機構１６を
介してエンジン１の出力軸１ａに連結され、エンジン１
の出力軸１ａの回転により駆動されて発電する。また、
図示のように、オルタネータ１５は、エンジン１に対
し、モータＡと反対側に設置されている。
【００２７】次に、以上の駆動系を制御しハイブリッド
車の走行制御を行う制御系（ハイブリッド制御システ
ム）について説明する。本形態におけるハイブリッド制
御システムは、７つの電子制御ユニット（ＥＣＵ）を多
重通信系で結合し、各ＥＣＵがマイクロコンピュータと
マイクロコンピュータによって制御される機能回路とか
ら構成されている。
【００２８】具体的には、システム全体を統括するハイ
ブリッドＥＣＵ（ＨＥＶ＿ＥＣＵ）２０を中心とし、モ
ータＡを駆動制御するモータＡコントローラ２１、モー
タＢを駆動制御するモータＢコントローラ２２、エンジ
ン１を制御するエンジンＥＣＵ（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ）２
３、ロックアップクラッチ２及びＣＶＴ４の制御を行う
トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ）２４、主
バッテリ１０及び補機バッテリ１１の電力管理を行うバ
ッテリマネージメントユニット（ＢＡＴ＿ＭＵ）２５が
第１の多重通信ライン３０でＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に結合
され、ブレーキ制御を行うブレーキＥＣＵ（ＢＲＫ＿Ｅ
ＣＵ）２６が第２の多重通信ライン３１でＨＥＶ＿ＥＣ
Ｕ２０に結合されている。
【００２９】ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０は、ハイブリッド制御
システム全体の制御を行うものであり、ドライバの運転
操作状況を検出するセンサ・スイッチ類、例えば、図示
しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル
ポジションセンサ（ＡＰＳ）１１、図示しないブレーキ
ペダルの踏み込みによってＯＮするブレーキスイッチ１
２、変速機のセレクト機構部１３の操作位置がＰレンジ
又はＮレンジのときにＯＮし、Ｄレンジ，Ｒレンジ等の
走行レンジにセットされているときにＯＦＦするインヒ
ビタスイッチ１４等が接続されている。
【００３０】そして、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０は、各センサ
・スイッチ類からの信号や各ＥＣＵから送信されたデー
タに基づいて必要な車両駆動トルクを演算して駆動系の
トルク配分を決定し、図３に示すように、多重通信によ
って各ＥＣＵに制御指令を送信する。
【００３１】尚、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０には、車速、エン
ジン回転数、主バッテリ１０及び補機バッテリ１１の充
電状態等の車両の運転状態を表示する各種メータ類や、
異常発生時に運転者に警告するためのウォーニングラン
プ等からなる表示器２７が接続されている。この表示器
２７は、Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４にも接続されており、ＨＥ
Ｖ＿ＥＣＵ２０に異常が発生したとき、ＨＥＶ＿ＥＣＵ
２０に代ってＴ／Ｍ＿ＥＣＵ２４が異常時制御を行い、
表示器２７に異常表示を行う。
【００３２】一方、モータＡコントローラ２１は、モー
タＡを駆動するためのインバータを備えるものであり、
基本的に、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０から多重通信によって送
信されるサーボＯＮ／ＯＦＦ指令や回転数指令によって
モータＡの定回転数制御を行う。また、モータＡコント
ローラ２１からは、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に対し、モータ
Ａのトルク、回転数、及び電流値等をフィードバックし
て送信し、更に、トルク制限要求や電圧値等のデータを
送信する。
【００３３】モータＢコントローラ２２は、モータＢを
駆動するためのインバータを備えるものであり、基本的
に、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０から多重通信によって送信され
るサーボＯＮ／ＯＦＦ（正転、逆転を含む）指令やトル
ク指令（力行、回生）によってモータＢの定トルク制御
を行う。また、モータＢコントローラ２２からは、ＨＥ
Ｖ＿ＥＣＵ２０に対し、モータＢのトルク、回転数、及
び電流値等をフィードバックして送信し、更に、電圧値
等のデータを送信する。
【００３４】Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３は、基本的にエンジン
１のトルク制御を行うものであり、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０
から多重通信によって送信される正負のトルク指令、燃
料カット指令、エアコンＯＮ／ＯＦＦ許可指令等の制御
指令、及び、実トルクフィードバックデータ、車速、イ
ンヒビタスイッチ１４による変速セレクト位置（Ｐ，
Ｎ，Ｄ，Ｒレンジ位置）、ＡＰＳ１１の信号によるアク
セル全開データやアクセル全閉データ、ブレーキスイッ
チ１２のＯＮ，ＯＦＦ状態、ＡＢＳを含むブレーキ作動
状態等に基づいて、スロットル弁１ｅのスロットル開
度、図示しないインジェクタからの燃料噴射量、Ａ／Ｃ
（エアコン）等の補機類のパワー補正学習、燃料カット
等を制御する。
【００３５】また、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３は、ＨＥＶ＿Ｅ
ＣＵ２０に対し、エンジン１の制御トルク値、燃料カッ
トの実施、燃料噴射量に対する全開増量補正の実施、エ
アコンのＯＮ，ＯＦＦ状態等をＨＥＶ＿ＥＣＵ２０にフ
ィードバックして送信すると共に、エンジン１の暖機要
求等を送信する。
【００３６】Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４は、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２
０から多重通信によって送信されるＣＶＴ４の目標プラ
イマリ回転数、ＣＶＴ入力トルク指示、ロックアップ要
求等の制御指令、及び、Ｅ／Ｇ回転数、アクセル開度、
インヒビタスイッチ１４による変速セレクト位置、ブレ
ーキスイッチ１２のＯＮ，ＯＦＦ状態、エアコン切替許
可、ＡＢＳを含むブレーキ作動状態等の情報に基づい
て、ロックアップクラッチ２の締結・解放を制御すると
共にＣＶＴ４の変速比を制御する。
【００３７】また、Ｔ／Ｍ＿ＥＣＵ２４からは、ＨＥＶ
＿ＥＣＵ２０に対し、車速、入力制限トルク、ＣＶＴ４
のプライマリプーリ回転数及びセカンダリプーリ回転
数、ロックアップ完了、インヒビタスイッチ１４に対応
する変速状態等のデータをフィードバックして送信する
と共に、ＣＶＴ４の油量をアップさせるためのＥ／Ｇ回
転数アップ要求、低温始動要求等を送信する。
【００３８】ＢＡＴ＿ＭＵ２５は、いわゆる電力管理ユ
ニットであり、モータＡ，Ｂの電源となる主バッテリ１
０や各種補機類及び制御用機器の電源となる補機バッテ
リ１１を管理する上での各種制御、すなわち、バッテリ
充放電制御、ファン制御、外部充電制御等を行い、バッ
テリ１０，１１の残存容量、電圧、電流制限値等のデー
タや外部充電中を示すデータを多重通信によってＨＥＶ
＿ＥＣＵ２０に送信する。また、主バッテリ１０を外部
から充電する場合には、コンタクタ９を切り換えて主バ
ッテリ１０とモータＡコントローラ２１及びモータＢコ
ントローラ２２とを切り離す。
【００３９】ＢＲＫ＿ＥＣＵ２６は、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２
０から多重通信によって送信される回生可能量、回生ト
ルクフィードバック等の情報に基づいて、必要な制動力
を演算し、ブレーキ系統の油圧を制御するものであり、
ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０に対し、回生量指令（トルク指
令）、車速、油圧、ＡＢＳを含むブレーキ作動状態等を
フィードバックして送信する。
【００４０】以上のハイブリッド制御システムによって
制御されるハイブリッド車の走行モードは、トランスミ
ッション入力軸から見た場合、以下に示す３つの基本モ
ードに大別することができ、走行状況に応じて各走行モ
ードの状態遷移が繰返される。
【００４１】（１）シリーズ（シリーズ＆パラレル走行
モード） 要求駆動力が小さいとき、ロックアップクラッチ２を開
放し、エンジン１とモータＡとでモータＢの反力を支え
ながら、主としてモータＢで走行する。このとき、エン
ジン１の駆動力の一部がプラネタリギヤユニット３のサ
ンギヤ３ａに入力され、リングギヤ３ｃのモータＢの駆
動力と合成されてキャリア３ｂから出力される。
【００４２】（２）パラレル走行モード 要求駆動力が大きいとき、ロックアップクラッチ２を締
結してプラネタリギヤユニット３のサンギヤ３ａとキャ
リア３ｂとを結合し、エンジン１の駆動力にリングギヤ
３ｃからモータＢの駆動力を加算してキャリア３ｂから
出力し、エンジン１単独或いはエンジン１とモータＢと
の双方のトルクを用いて走行する。
【００４３】（３）制動力回生モード 減速時、ブレーキ制御と協調しながらモータＢで制動力
を回生する。すなわち、ブレーキペダルの踏込み量に応
じたブレーキトルクをモータＢによる回生トルクとブレ
ーキ機構による制動トルクとで協調して分担し、回生制
動を行う。
【００４４】また、以上の走行モードの他、車両停車等
のアイドル時におけるアイドルモードがあり、本実施の
形態においては、ＣＶＴ４に油圧を供給するオイルポン
プをエンジン１に備えており、アイドル時においても油
圧を確保するため、エンジン１を燃料カットしてエンジ
ン休止状態のもとでエンジン出力軸１ａに直結するモー
タＡを極低回転数で運転する。
【００４５】従って、アイドル時に、オルタネータ１５
による補機バッテリ１１への充電が行われず、或いは補
機バッテリ１１への充電不足が生じ、各種電装品等の電
気負荷による電力消費によって補機バッテリ１１の電圧
が低下する。
【００４６】このため、車両停車等によるアイドル時に
も、補機バッテリ１１の電圧、及び、主バッテリ１０の
残存容量をＢＡＴ＿ＭＵ２５によって監視し、ＨＥＶ＿
ＥＣＵ２０にこれらデータを送信する。そして、ＨＥＶ
＿ＥＣＵ２０は、アイドル時に、補機バッテリ１１の電
圧、及び、主バッテリ１０の残存容量が共に低下してい
るとき、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３に定トルク指令を与えて、
Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３によりエンジン１を定トルク制御に
より運転させると共に、補機バッテリ１１の電圧に応じ
たモータ回転数を設定してモータＡコントローラ２１に
該モータ回転数による定回転指令を与え、モータＡコン
トローラ２１によってモータＡを定回転数制御により運
転させる。これにより、補機バッテリ１１の電圧に応じ
たモータＡの定回転数制御の下でエンジン１を定トルク
運転して、エンジン出力軸１ａに連設するオルタネータ
１５を主にエンジン１によって駆動し、補機バッテリ１
１の電圧低下量に応じたオルタネータ１５の発電電力を
得て、各種電装品等の電気負荷に電力供給すると共に補
機バッテリ１１を充電し、アイドル時における補機バッ
テリ１１の電圧低下を確実に防止しつつ、主バッテリ１
０の残存容量不足を防止する。
【００４７】また、アイドル時に、補機バッテリ１１の
電圧のみが低下し、主バッテリ１０の残存容量に余裕が
あるときには、エンジン１を燃料カットしてエンジン１
を休止状態として、補機バッテリ１１の電圧に基づいて
モータＡを定回転数制御し、エンジン１の出力軸に直結
するモータＡによって、エンジン出力軸１ａを回転させ
てオルタネータ１５を駆動し、補機バッテリ１１の電圧
低下量に応じたオルタネータ１５の発電電力を得る。
【００４８】すなわち、本実施の形態においては、ＨＥ
Ｖ＿ＥＣＵ２０及びＥ／Ｇ＿ＥＣＵ２３によって本発明
に係るエンジン制御手段の機能が実現され、また、ＨＥ
Ｖ＿ＥＣＵ２０及びモータＡコントローラ２１によりモ
ータ制御手段の機能が実現される。
【００４９】具体的には、図示しないキースイッチのオ
ンによりハイブリッド制御システムが起動されていると
き、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０において所定時間毎に実行され
る図１に示す補機バッテリ充電制御ルーチンにより、Ｅ
／Ｇ＿ＥＣＵ２３及びモータＡコントローラ２１に制御
指令を与えることで、各手段の機能を実現する。
【００５０】以下、ＨＥＶ＿ＥＣＵ２０を中心とするア
イドル時における補機バッテリ充電制御処理について、
図１のフローチャートに従って説明する。
【００５１】先ず、ステップＳ１０１で、車両停車等に
よるアイドル時か否かを判断し、非アイドル時すなわち
走行時には、ステップＳ１０２へ進み、上述の走行モー
ドに応じた通常制御を行い、ルーチンを抜ける。
【００５２】また、アイドル時は、ステップＳ１０１か
らステップＳ１０３へ進み、補機バッテリ１１の電圧を
予め設定された所定値（例えば、８Ｖ）と比較し、補機
バッテリ１１の電圧が低下しているか否かを判断する。
【００５３】そして、補機バッテリ１１の電圧が所定値
未満で、補機バッテリ１１の電圧が低下しているとき、
ステップＳ１０４へ進み、更に、主バッテリ１０の残存
容量ＳＯＣを予め設定された所定値（例えば、５０％）
と比較して、主バッテリ１０の残存容量が低下し残存容
量不足状態にあるか否かを判断する。
【００５４】そして、主バッテリ１０の残存容量が所定
値未満で、補機バッテリ１１の電圧低下と共に、主バッ
テリ１０の残存容量が低下しているとき、ステップＳ１
０５ヘ進み、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３に定トルク指令を与え
て、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３によりエンジン１を定トルク制
御により運転させて、ステップＳ１０６へ進む。
【００５５】ステップＳ１０６では、補機バッテリ１１
の電圧に応じてテーブル参照等によりモータＡに対する
モータ回転数を設定する。ここで、補機バッテリ１１の
電圧低下が大きいほど、これに対応してオルタネータの
回転数を上昇させてオルタネータによる発電量を増加す
るため、ステップ中に示すように、補機バッテリの電圧
低下に伴いモータ回転数を上昇設定する。
【００５６】そして、ステップＳ１０７で、モータＡコ
ントローラ２１に上記モータ回転数による定回転指令を
与え、モータＡコントローラ２１によってモータＡを定
回転数制御により補機バッテリ１１の電圧低下に応じた
所定回転数で定回転運転させると共に、モータＡに界磁
電流を供給してモータＡを発電機として作用させて、ル
ーチンを抜ける。
【００５７】これにより、アイドル時に、補機バッテリ
１１の電圧、及び、主バッテリ１０の残存容量が共に低
下しているときは、補機バッテリ１１の電圧に応じたモ
ータＡの定回転数制御の下でエンジン１を定トルク運転
して、エンジン出力軸１ａに連設するオルタネータ１５
を主にエンジン１によって駆動し、補機バッテリ１１の
電圧低下量に応じたオルタネータ１５の発電電力を得
て、各種電装品等の電気負荷に電力供給すると共に補機
バッテリ１１を充電する。また、このとき、発電機兼用
のモータＡに界磁電流を供給してモータＡを発電機とし
て作用させ、余剰なエンジントルクを電気エネルギーに
変換して回収し、モータＡの発電によって主バッテリ１
０を充電して、主バッテリ１０の残存容量不足を確実に
解消することが可能となる。
【００５８】一方、上記ステップＳ１０４において、主
バッテリ１０の残存容量が所定値以上で、主バッテリ１
０の残存容量に余裕があるときには、ステップＳ１０８
へ進み、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３に燃料カット指令及びスロ
ットル弁全開指令を与えて、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３により
エンジン１を燃料カットさせてエンジン１を休止状態と
すると共に、エンジン１のスロットル弁１ｅを全開にし
て、上記ステップＳ１０６，Ｓ１０７を経て、ルーチン
を抜ける。
【００５９】但し、このときは、発電機兼用のモータＡ
に界磁電流を供給せずに、モータＡに主バッテリから電
力供給し、モータとして運転させる。
【００６０】これにより、アイドル時に、補機バッテリ
１１の電圧のみが低下し、主バッテリ１０の残存容量に
余裕があるときには、エンジン１を燃料カットしてエン
ジン１を休止状態として、補機バッテリ１１の電圧に基
づいてモータＡを定回転数制御し、エンジン１の出力軸
に直結するモータＡによって、エンジン出力軸１ａを回
転させてオルタネータ１５を駆動し、補機バッテリ１１
の電圧低下量に応じたオルタネータ１５の発電電力を得
ることが可能となる。
【００６１】また、エンジン１を燃料カットしてエンジ
ン休止状態の下でモータＡを運転するとき、エンジン１
のスロットル弁１ｅを全開とすることで、エンジン１に
よるポンピングロスを低減して、モータＡの駆動負荷を
低減することが可能となり、主バッテリ１０からモータ
Ａへの電力供給の浪費を抑制することが可能となる。
【００６２】一方、上記ステツプＳ１０３において、補
機バッテリ１１の電圧が所定値以上で、補機バッテリ１
１の電圧低下による影響がないときには、前述のステッ
プＳ１０２を経て、ルーチンを抜ける。
【００６３】但し、このときはアイドルモードであり、
モータＡを定回転制御すると共に、主バッテリ１０の残
存容量に応じた制御を行う。すなわち、上記ステツプＳ
１０４と同様に、主バッテリ１Ｏの残存容量を予め設定
された所定値（例えば、５０％）と比較する。そして、
主バッテリ１０の残存容量が所定値未満で残存容量が低
下しているとき、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ２３に定トルク指令を
与えて、エンジン１を定トルク制御により運転させると
共に、モータＡコントローラ２１に所定モータ回転数に
よる定回転指令を与える。そして、モータＡを定回転運
転させると共に、モータＡに界磁電流を供給してモータ
Ａを発電機として作用させ、モータＡの発電によって主
バッテリ１０を充電して、主バッテリ１０の残存容量不
足を解消する。
【００６４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、アイドル時に、走行駆動源としてのモータ
を除く電気負荷に電力供給する低電圧の補機バッテリの
電圧、及び、モータに電力供給する高圧の主バッテリの
残存容量が共に低下しているときには、エンジンを定ト
ルク制御すると共に、補機バッテリの電圧に応じてモー
タ回転数を設定してモータを定回転数制御するので、補
機バッテリの電圧に応じたモータの定回転数制御の下で
エンジンを定トルク運転して、エンジン出力軸に連設す
るオルタネータを、主にエンジンによって駆動し、補機
バッテリの電圧低下量に応じたオルタネータの発電電力
を得て、各種電装品等の電気負荷に電力供給すると共に
補機バッテリを充電することができ、アイドル時におけ
る補機バッテリの電圧低下を確実に防止しつつ、主バッ
テリの残存容量不足を防止することができる。
【００６５】また、アイドル時に、補機バッテリの電圧
のみが低下し、主バッテリの残存容量に余裕があるとき
には、エンジンを燃料カットしてエンジンを休止状態と
して、補機バッテリの電圧に基づいてモータを定回転制
御するので、エンジンの出力軸に直結するモータによっ
て、エンジン出力軸を回転させてオルタネータを駆動
し、エンジンを運転することなく、補機バッテリの電圧
低下量に応じたオルタネータの発電電力を得ることがで
き、アイドル時における補機バッテリの電圧低下を確実
に防止することができる。
【００６６】さらに、全てを制御処理によって対処する
ので、エンジン、発電機兼用モータやオルタネータ等の
レイアウトを変更することなく、アイドル時における補
機バッテリの電圧低下を確実に防止すると共に主バッテ
リの残存容量不足を防止することができる。
【００６７】請求項２記載の発明によれば、アイドル時
に、補機バッテリの電圧のみが低下しているときに、エ
ンジンを燃料カットしてエンジン休止状態の下でモータ
を運転するとき、エンジンのスロットル弁を全開させる
ので、請求項１記載の発明の効果に加え、エンジンによ
るポンピングロスを低減して、モータの駆動負荷を低減
することができ、従って、主バッテリからモータヘの電
力供給の浪費を抑制することができる効果を有する。
【００６８】請求項３記載の発明によれば、アイドル時
に、補機バッテリの電圧及び主バッテリの残存容量が共
に低下し、エンジン駆動するときは、発電機兼用モータ
に界磁電流を供給してモータを発電機として作用させる
ので、請求項１記載の発明の効果に加え、余剰なエンジ
ントルクを電気エネルギーに変換して回収し、モータの
発電によって主バッテリを充電することができ、主バッ
テリの残存容量不足を確実に解消することができる効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】補機バッテリ充電制御ルーチンのフローチャー
ト
【図２】制御系の構成を示す説明図
【図３】ＨＥＶ＿ＥＣＵを中心とする制御信号の流れを
示す説明図
【符号の説明】
１ エンジン １ａ エンジン出力軸 １ｅ スロットル弁 Ａ 発電機兼用モータ １０ 主バッテリ １１ 補機バッテリ １５ オルタネータ ２０ ハイブリッドＥＣＵ（ＨＥＶ＿ＥＣＵ） ２３ エンジンＥＣＵ（Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ） ２５ バッテリマネージメントユニット（ＢＡＴ＿Ｍ
Ｕ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/34 Ｆターム(参考） 3G093 AA06 AA07 AA16 BA00 BA22 CA04 CB01 DB00 DB19 EA02 EA05 EA09 EB00 EB09 FA10 FA11 FB02 5G003 AA07 BA01 CA11 DA04 EA05 FA06 GC05 5H115 PG04 PI15 PI16 PI22 PI29 PI30 PO17 PU01 PU22 PU24 PU25 QE10 QI04 QN06 QN09 QN12 RB08 RE03 RE05 SE04 SE05 SJ12 SJ13 TB01 TE02 TE03 TI02 TI05 TO04 TO12 TO21 TO23 TO26 TR19 TZ07

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンの出力軸と発電機兼用のモータと
    を直結し、車両の走行駆動源として上記エンジンと発電
    機兼用モータとの少なくとも一方を用い、さらに、発電
    機兼用モータを走行駆動源として用いるとき電力供給
    し、発電機兼用モータを発電機として作用させたとき充
    電される高電圧の主バッテリと、エンジンの出力軸の回
    転によって駆動されるオルタネータにより充電され、走
    行駆動源としてのモータを除く電気負荷に電力供給する
    低電圧の補機バッテリとを備えたハイブリッド車におい
    て、 アイドル時に、上記補機バッテリの電圧及び上記主バッ
    テリの残存容量が共に低下しているときは、上記エンジ
    ンを定トルク制御し、また、補機バッテリの電圧のみが
    低下しているときには、エンジンを燃料カットするエン
    ジン制御手段と、 アイドル時に、少なくとも上記補機バッテリの電圧が低
    下しているときには、補機バッテリの電圧に基づいてモ
    ータ回転数を設定し、該モータ回転数に上記モータを定
    回転制御するモータ制御手段とを備えたことを特徴とす
    るハイブリッド車の制御装置。
  2. 【請求項２】上記エンジン制御手段は、アイドル時に、
    補機バッテリの電圧のみが低下しているときには、エン
    ジンを燃料カットすると共に、エンジンのスロットル弁
    を全開制御することを特徴とする請求項１記載のハイブ
    リッド車の制御装置。
  3. 【請求項３】上記モータ制御手段は、アイドル時に、上
    記補機バッテリの電圧及び上記主バッテリの残存容量が
    共に低下しているときは、上記モータに界磁電流を供給
    して該モータを発電機として作用させることを特徴とす
    る請求項１記載のハイブリッド車の制御装置。
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