JP2003285671A - ハイブリッド車両 - Google Patents

ハイブリッド車両

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JP2003285671A JP2002094916A JP2002094916A JP2003285671A JP 2003285671 A JP2003285671 A JP 2003285671A JP 2002094916 A JP2002094916 A JP 2002094916A JP 2002094916 A JP2002094916 A JP 2002094916A JP 2003285671 A JP2003285671 A JP 2003285671A
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Ikurou Nozu
育朗 野津
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UD Trucks Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド車両において、回転電機を効率
良く運転できるようにする。 【解決手段】 エンジン１と変速機２との間で動力の伝
達を断続するクラッチ３と、回転電機４と、回転電機４
と変速機２との間で無段変速によって動力を伝達する減
速比可変装置６と、回転電機４に供給する電力を蓄える
蓄電要素１２と、運転条件に応じてエンジン１、クラッ
チ３、回転電機４、減速比可変装置６を制御する制御手
段とを備えるハイブリッド車両において、制御手段は、
回転電機４の要求出力を得るように回転電機４の出力を
制御すると共に、回転電機４の効率最適ラインに基づい
て回転電機４の効率が最適になるように回転電機４の回
転数および減速比可変装置６を制御する回転電機駆動制
御手段１０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、動力源にエンジ
ンと回転電機（モータジェネレータ）を備えるハイブリ
ッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両のハイブリッドシステムとして、入
力軸の回転を変速して出力軸から車輪へ伝達する変速機
と、エンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラ
ッチと、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機
の入出力軸と変速機の入力軸を連結する動力伝達機構
（歯車機構）と、回転電機に供給する電力を蓄える蓄電
要素と、を備えるものがある（特願平11-160759号、参
照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この先願例（特願平11
-160759号）においては、回転電機の入出力軸と変速機
の入力軸を連結する動力伝達機構が、回転電機による発
進に必要なトルクを得るための減速比を確保し、そのギ
ヤ比は固定となっている。そのため、車速に対して回転
電機の回転数が固定となって、回転電機の高効率な領域
を使用できない場合があり、エンジンの燃費向上を阻害
することが考えられる。
【０００４】この発明は、回転電機の入出力軸と変速機
の入力軸との間で無段変速によって動力を伝達する減速
比可変装置を備え、回転電機を効率良く運転できるハイ
ブリッド車両を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、入力軸の
回転を変速して出力軸から車輪へ伝達する変速機と、エ
ンジンの出力軸と変速機の入力軸との間で動力の伝達を
断続するクラッチと、電動機と発電機を兼ねる回転電機
と、回転電機の入出力軸と変速機の入力軸との間で無段
変速によって動力を伝達する減速比可変装置と、回転電
機に供給する電力を蓄える蓄電要素と、運転条件に応じ
てエンジン、クラッチ、回転電機、減速比可変装置を制
御する制御手段とを備えるハイブリッド車両において、
前記制御手段は、回転電機の要求出力を得るように回転
電機の出力を制御すると共に、回転電機の効率最適ライ
ンに基づいて回転電機の効率が最適になるように回転電
機の回転数および減速比可変装置を制御する回転電機駆
動制御手段を備える。
【０００６】第２の発明は、前記回転電機駆動制御手段
は、発進時は、回転電機の効率最適ラインによらず、減
速比可変装置を減速比大側に制御する。
【０００７】
【発明の効果】第１の発明では、回転電機の高効率運転
領域を広げることができ、エンジンの燃費を向上でき
る。
【０００８】第２の発明では、発進時には、回転電機に
より大きな駆動トルクを発生させて、十分な発進性能を
確保することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン、２
は歯車式の変速機であり、これらの間に摩擦クラッチ３
が介装される。エンジン１としては、ディーゼルエンジ
ンまたはＣＮＧエンジン（圧縮天然ガスを燃料とする）
が用いられる。４は回転電機（モータジェネレータ）で
あり、その入出力軸４ａは減速比可変装置６を備えた動
力伝達機構５を介して変速機２の入力軸２ａに連結され
る。
【００１０】変速機２は、ハイブリッド電子制御ユニッ
ト１０（ハイブリッドＥＣＵ）によりギヤシフトユニッ
ト７を介してギヤシフトが制御される。
【００１１】クラッチ３は、ハイブリッドＥＣＵ１０に
よりクラッチアクチュエータ８を介して制御され、エン
ジン１から変速機２への動力の伝達を断続する。
【００１２】エンジン１の燃料供給量を制御するのがエ
ンジン電子制御ユニット１５（エンジンＥＣＵ）であ
り、エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転セン
サ３１が備えられる。エンジンＥＣＵ１５は、エンジン
回転センサ３１の検出信号およびハイブリッドＥＣＵ１
０の要求に応じてエンジン１の燃料供給量を制御する。
【００１３】車輪に制動力を発生させるブレーキアクチ
ュエータ（図示しない）は、ブレーキ電子制御ユニット
２０（ブレーキＥＣＵ）により、ハイブリッドＥＣＵ１
０からの情報（回転電機４の回生制動力）およびブレー
キペダル１１の踏み量（要求制動力）に基づいて、回生
制動力で賄い切れない要求制動力の不足分を補うように
制御される。
【００１４】回転電機４は、高効率および小形軽量化の
面から、永久磁石型同期電動機（ＩＰＭ同期モータ）が
使用され、蓄電要素１２にインバータ１３を介して接続
される。蓄電要素１２には、ブレーキエネルギを短時間
で無駄なく高効率に回生するため、車両の電池許容質量
に対して必要な出力密度を確保しやすい、電気二重層キ
ャパシタが使用される。
【００１５】インバータ１３は、ハイブリッドＥＣＵ１
０の要求に応じて回転電機４を電動モードまたは発電モ
ードに制御する。電動モードにおいては、蓄電要素１２
の充電電力（直流電力）を交流電力に変換して回転電機
４を駆動する一方、発電モードにおいては、回転電機４
の発電電力（交流電力）を直流電力に変換して蓄電要素
１２を充電する。
【００１６】動力伝達機構５の減速比可変装置６は、無
段変速機からなり、回転電機４の入出力軸４ａに取り付
けられる第１プーリ６ａと動力伝達機構５のギヤに取り
付けられる第２プーリ６ｂとがＶベルト６ｃによって連
結されている。第１プーリ６ａ、第２プーリ６ｂの溝幅
は、減速比可変アクチュエータ１４によって変えられる
ようになっており、第１プーリ６ａの溝幅を広げ、第２
プーリ６ｂの溝幅を狭めると、減速比は大きくなり、第
１プーリ６ａの溝幅を狭め、第２プーリ６ｂの溝幅を広
げると、減速比は小さくなる（回転電機４を基点）。
【００１７】ハイブリッドＥＣＵ１０は、アクセルペダ
ル１６の踏み量（アクセル要求量）を検出するアクセル
センサ３２と、変速機２のギヤポジションを検出するシ
フト位置センサ（図示せず）と、チェンジレバー１７の
レバー位置センサ３４と、変速機２の出力側の回転速度
を検出する車速センサ３５（変速機２の出力回転セン
サ）と、動力伝達機構５の減速比可変装置６の第２プー
リ６ｂの回転速度を検出する第２プーリ回転センサ３６
と、回転電機４の回転速度（回転数）を測定する手段
（図示せず）と、が備えられる。
【００１８】これらの検出信号および蓄電要素１２のＳ
ＯＣ（State Of Chage）を含む各種情報（エンジンＥＣ
Ｕ１５、ブレーキＥＣＵ２０、インバータ１１、から得
られる）に基づいて、ハイブリッドＥＣＵ１０は、エン
ジンＥＣＵ１５およびブレーキＥＣＵ２０への要求、変
速機２のギヤシフトユニット７への命令を送信する一
方、クラッチ３のクラッチアクチュエータ８、回転電機
４のインバータ１３、減速比可変装置６の減速比可変ア
クチュエータ１４を制御する。
【００１９】回転電機４の出力のみによる発進および走
行を行うときは、クラッチ３を切断した状態において、
アクセル要求量に応じた出力が回転電機４から得られる
ようにインバータ１３を制御すると共に、減速比可変装
置６の減速比、変速機２のギヤシフトを制御する。
【００２０】エンジン１の出力のみによる走行を行うと
きは、エンジンＥＣＵ１０へ要求を送信する（エンジン
ＥＣＵ１０は、アクセルの要求量に応じた出力が得られ
るようにエンジン１の燃料供給量を制御する）一方、ク
ラッチ３の接続、変速機２のギヤシフトを制御する。
【００２１】走行に回転電機４の出力とエンジン１の出
力を併用するときは、エンジンＥＣＵ１０へ要求（エン
ジン１の分担する出力）を送信して、回転電機４の分担
する出力が得られるようにインバータ１３を制御すると
共に、減速比可変装置６の減速比、クラッチ３の接続、
変速機２のギヤシフトを制御する。
【００２２】次に、回転電機４の出力のみならびに回転
電機４の出力とエンジン１の出力とを併用して車両を発
進、走行するときの回転電機４の出力および減速比可変
装置６の制御内容を図２のフローチャート説明する。
【００２３】Ｓ１においては、発進かどうかを判定す
る。
【００２４】発進の場合、Ｓ２において、減速比可変装
置６の減速比を最大にすると共に、Ｓ３において、回転
電機４の要求出力に対して、回転電機４の駆動トルクを
最大に制御する。回転電機４の回転数は、減速比可変装
置６の第２プーリ６ｂの回転速度にしたがって増速制御
する。
【００２５】発進を終えて、通常走行に入ると、Ｓ４に
おいて、回転電機４を効率最適ラインに基づいて運転す
る最適運転制御を行う。
【００２６】これは、回転電機４の要求出力に対して、
回転電機４の駆動トルクと回転数とが、図３のように回
転電機４の効率を最適にする効率最適ラインに乗るよう
に、回転電機４の駆動トルク、回転数、減速比可変装置
６の減速比を制御する。
【００２７】定常走行時は、回転電機４の駆動トルクに
対して、回転数が効率最適ラインよりずれる分、減速比
可変装置６の減速比を増減する。
【００２８】加速時は、回転電機４の駆動トルク、回転
数を増加するが、回転数の増加の遅れに対して、減速比
可変装置６の減速比を大側にする。
【００２９】なお、減速時は、回転電機４は発電モード
にする。
【００３０】このように、回転電機４の入出力軸４ａと
変速機２の入力軸２ａとの間に無段変速機からなる減速
比可変装置６を備え、回転電機４の効率を最適にするよ
うに、回転電機４の駆動トルク、回転数、減速比可変装
置６の減速比を制御するので、回転電機４の高効率運転
領域を広げることができ、結果的にエンジンの燃費を向
上できる。
【００３１】また、発進時には、減速比可変装置６の減
速比を最大にするので、回転電機４により大きな駆動ト
ルクを発生させて、十分な発進性能を確保することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すシステム概要図であ
る。
【図２】制御内容を示すフローチャートである。
【図３】回転電機の効率最適ラインを示す出力特性図で
ある。
【符号の説明】
１ エンジン ２ 変速機 ２ａ 変速機の入力軸 ３ クラッチ ４ 回転電機 ４ａ 回転電機の入出力軸 ５ 動力伝達機構 ６ 減速比可変装置 ７ ギヤシフトユニット １０ ハイブリッド電子制御ユニット １２ 蓄電要素 １３ インバータ １４ 減速比可変アクチュエータ １５ エンジン電子制御ユニット １６ アクセルペダル ３２ アクセルセンサ ３５ 車速センサ ３６ 第２プーリ回転センサ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ６０Ｋ 6/04 ７３１ Ｂ６０Ｋ 6/04 ７３１ ７３３ ７３３ 17/04 17/04 Ｇ 41/00 ３０１ 41/00 ３０１Ｂ ３０１Ｄ Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｌ 11/14 15/20 ＺＨＶ 15/20 ＺＨＶＫ Ｆ１６Ｈ 61/02 Ｆ１６Ｈ 61/02 Ｆターム(参考） 3D039 AB27 3D041 AA26 AA30 AB01 AC01 AC02 AC15 AC19 AD02 AD10 AD22 AD23 AD31 AD41 AD51 AE02 AE36 3J552 MA06 MA13 NA01 NB09 PA59 RB17 SA31 SB02 UA07 VA12W VB01W 5H115 PA11 PG04 PI16 PO02 PU01 PU21 PV09 QE01 QN06 SE04 SE08 TO12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力軸の回転を変速して出力軸から車輪
    へ伝達する変速機と、エンジンの出力軸と変速機の入力
    軸との間で動力の伝達を断続するクラッチと、電動機と
    発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入出力軸と変速
    機の入力軸との間で無段変速によって動力を伝達する減
    速比可変装置と、回転電機に供給する電力を蓄える蓄電
    要素と、運転条件に応じてエンジン、クラッチ、回転電
    機、減速比可変装置を制御する制御手段とを備えるハイ
    ブリッド車両において、 前記制御手段は、回転電機の要求出力を得るように回転
    電機の出力を制御すると共に、回転電機の効率最適ライ
    ンに基づいて回転電機の効率が最適になるように回転電
    機の回転数および減速比可変装置を制御する回転電機駆
    動制御手段を備えることを特徴とするハイブリッド車
    両。
  2. 【請求項２】 前記回転電機駆動制御手段は、発進時
    は、回転電機の効率最適ラインによらず、減速比可変装
    置を減速比大側に制御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。
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