JP2012030684A - Driving system of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車の駆動システムに関する。 The present invention relates to a drive system for a hybrid vehicle.
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)。
In recent years, a motor mounted on a hybrid vehicle tends to be downsized for the purpose of reducing the weight of the vehicle and reducing the cost. As a method for downsizing the motor, a method of downsizing a motor to be mounted by increasing the reduction gear ratio, increasing the rotation speed of the motor, and reducing the torque of the motor is employed. In the case of this method, a high voltage is required to increase the rotation speed of the motor, so a boosting system that boosts the battery voltage is required (for example, see
また、従来、バッテリの充電状態等に応じ、車両の走行モードの切り替え制御を行うハイブリッド車両のモード切り替え制御装置が知られている(例えば、下記特許文献2参照)。
Conventionally, a hybrid vehicle mode switching control device that performs switching control of a vehicle traveling mode in accordance with the state of charge of a battery or the like is known (see, for example,
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。 However, the boosting system described above is composed of a large reactor, a semiconductor element, and the like, and if the boosting system is used to reduce the size of the motor, the vehicle will increase in weight and cost. There's a problem.
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。 In addition, even when the vehicle is in a steady driving state, especially in a driving state that does not require boosting, energy loss always occurs in the semiconductor elements in the boosting system, and this energy loss reduces energy efficiency. There is a problem that the cruising distance decreases.
さらに、上述した従来の車両の走行モードの切り替え制御には、モータを低電圧で駆動して走行する場合と高電圧で駆動して走行する場合とが存在するハイブリッド車両に対応するものは存在していなかった。 Further, the above-described conventional vehicle mode switching control includes a hybrid vehicle in which a motor is driven with a low voltage and a vehicle is driven with a high voltage. It wasn't.
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。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle drive system capable of reducing the size of a motor without using a booster system.
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、
前記ジェネレータの温度を検出するジェネレータ温度検出手段と、
前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記バッテリと前記モータと前記ジェネレータとの間の移動電力を送電する電力線と、
前記バッテリと前記モータとの間の前記電力線の断接切替を行うスイッチと、
前記車両の速度が所定の車速閾値に達した際に前記スイッチの切替を行うスイッチ切替手段と、
前記ジェネレータの温度と前記バッテリの温度とに基づいて前記車速閾値を変動させる車速閾値変動手段と、
前記車両の速度が前記車速閾値より大きくなると前記スイッチを断作動させて、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。
A hybrid vehicle drive system according to a first aspect of the present invention for solving the above problems
A motor for driving the vehicle;
A battery for supplying power to the motor;
A generator driven by an internal combustion engine to generate electricity;
Generator temperature detecting means for detecting the temperature of the generator;
Battery temperature detecting means for detecting the temperature of the battery;
Vehicle speed detection means for detecting the speed of the vehicle;
A power line for transmitting moving power between the battery, the motor and the generator;
A switch for switching connection / disconnection of the power line between the battery and the motor;
Switch switching means for switching the switch when the speed of the vehicle reaches a predetermined vehicle speed threshold;
Vehicle speed threshold value changing means for changing the vehicle speed threshold value based on the temperature of the generator and the temperature of the battery;
And a control unit that controls to turn off the switch when the vehicle speed becomes greater than the vehicle speed threshold and to supply the power generated by the generator to the motor to drive the motor. .
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、
前記車速閾値変動手段は、前記ジェネレータの温度から前記バッテリの温度を減じた値に基づいて前記車速閾値を変動させる
ことを特徴とする。
A hybrid vehicle drive system according to a second aspect of the invention for solving the above-described problems is the hybrid vehicle drive system according to the first aspect of the invention,
The vehicle speed threshold value changing means changes the vehicle speed threshold value based on a value obtained by subtracting the battery temperature from the generator temperature.
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1の発明又は第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、
前記車速閾値変動手段は、前記ジェネレータの温度から前記バッテリの温度を減じた値が大きくなるに従って、前記車速閾値を小さくなるように変動させる
ことを特徴とする。
A hybrid vehicle drive system according to a third aspect of the present invention for solving the above problem is the hybrid vehicle drive system according to the first or second aspect of the invention,
The vehicle speed threshold value changing means changes the vehicle speed threshold value so as to decrease as the value obtained by subtracting the battery temperature from the generator temperature increases.
上記の課題を解決するための第4の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、第1の発明から第3の発明のいずれかひとつ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、前記車両の速度が前記車速閾値以下であって前記充電状態が所定の充電値以下の際に、前記スイッチを接作動させて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。
A hybrid vehicle drive system according to a fourth aspect of the present invention for solving the above problem is the hybrid vehicle drive system according to any one of the first to third aspects of the invention,
Charge state detection means for detecting the charge state of the battery is further provided, and the control means connects the switch when the vehicle speed is equal to or lower than the vehicle speed threshold value and the charge state is equal to or lower than a predetermined charge value. The generator is operated to supply power generated by the generator to the motor and the battery.
上記の課題を解決するための第5の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、第4の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにおいて、
前記ジェネレータの温度と前記バッテリの温度とに基づいて前記充電値を変動させる充電閾値変動手段を更に備える
ことを特徴とする。
A hybrid vehicle drive system according to a fifth aspect of the present invention for solving the above-described problem is a hybrid vehicle drive system according to the fourth aspect of the present invention.
The apparatus further comprises charge threshold value changing means for changing the charge value based on the temperature of the generator and the temperature of the battery.
上記の課題を解決するための第6の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、第5の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにおいて、
前記充電閾値変動手段は、前記ジェネレータの温度から前記バッテリの温度を減じた値に基づいて前記充電閾値を変動させる
ことを特徴とする。
A hybrid vehicle drive system according to a sixth aspect of the present invention for solving the above-described problem is a hybrid vehicle drive system according to the fifth aspect of the present invention.
The charging threshold value changing means changes the charging threshold value based on a value obtained by subtracting the battery temperature from the generator temperature.
上記の課題を解決するための第7の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、第5の発明又は第6の発明に係るハイブリッド車の駆動システムにおいて、
前記充電閾値変動手段は、前記ジェネレータの温度から前記バッテリの温度を減じた値が大きくなるに従って、前記充電閾値を小さくなるように変動させる
ことを特徴とする。
A hybrid vehicle drive system according to a seventh aspect of the present invention for solving the above-described problems is the hybrid vehicle drive system according to the fifth or sixth aspect of the invention,
The charging threshold value changing means changes the charging threshold value so as to decrease as the value obtained by subtracting the battery temperature from the generator temperature increases.
上記の課題を解決するための第8の発明に係るハイブリッド車の駆動システムは、第5の発明から第7の発明のいずれかひとつ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、前記車両の速度が前記速度閾値以下であって前記充電状態が前記充電閾値より大きい際に、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。
A hybrid vehicle drive system according to an eighth aspect of the invention for solving the above-described problems is a hybrid vehicle drive system according to any one of the fifth through seventh aspects of the invention,
When the vehicle speed is less than or equal to the speed threshold and the state of charge is greater than the charge threshold, the control means contacts the switch and stops the generator to supply power supplied from the battery. To drive the motor.
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。 The present invention can provide a drive system for a hybrid vehicle that can reduce the size of a motor without using a booster system.
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。 Hereinafter, a drive system for a hybrid vehicle according to the present invention will be described with reference to the drawings.
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電子制御装置(制御手段)13等により構成されている。
A hybrid vehicle drive system according to a first embodiment of the present invention will be described below.
First, an apparatus configuration of a hybrid vehicle drive system according to the present invention will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a hybrid vehicle drive system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment includes a
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。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a main part of a drive system for a hybrid vehicle according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the motor /
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(車速検出手段)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(ジェネレータ温度検出手段)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(バッテリ温度検出手段)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。
FIG. 3 is a control block diagram of the drive system for the hybrid vehicle according to the present embodiment.
As shown in FIG. 3, in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment, a vehicle speed detector (vehicle speed detection means) 20 such as a sensor that detects the rotational speed of the
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。
The battery control means 26 includes SOC calculation means (charge state detection means) 27 that calculates and detects the state of charge (SOC) of the
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。
The
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。
The
The above is the apparatus configuration of the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment.
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。
Next, traveling mode switching control in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating a travel mode switching map in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 4, in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment, when the vehicle speed is less than a predetermined value α and the SOC is equal to or higher than the predetermined value β (region indicated by A in FIG. 4), The EV traveling mode is set in which the
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。
As shown in FIG. 1A, in the EV travel mode, the
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。
In the present embodiment, for example, when the normal speed range of the
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。 Thereby, when the SOC is sufficient, the EV travel mode can be set. Therefore, the exhaust gas is not discharged and the vehicle can travel with a low load on the environment.
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。
Further, when the vehicle speed is less than the predetermined value α and the SOC is less than the predetermined value β (region indicated by B in FIG. 4), the
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。
As shown in FIG. 1B, in the low voltage series travel mode, the
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。
In the present embodiment, for example, when the normal speed range of the
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。
Thus, when the SOC decreases, the EV traveling mode can be shifted to the low voltage series traveling mode, and the decreased SOC can be recovered by the generated power of the
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。
Further, when the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined value α (region indicated by C in FIG. 4), the high voltage series travel mode is set in which the
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。
As shown in FIG. 1C, in the high voltage series travel mode, the
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。
In this embodiment, for example, when the normal speed range of the
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。
Here, in the high voltage series travel mode, the
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。 In the present embodiment, as an example, the predetermined value α and the predetermined value β have been described as being set to constant values, but the predetermined value α is changed according to the SOC, or the predetermined value according to the vehicle speed. It is also possible to set as a function for changing β. That is, it is possible to give an inclination to the boundary line of each region shown in FIG.
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。
Next, the procedure of the travel mode switching control in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the travel mode switching control in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment.
As shown in FIG. 5, in step P10, the
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。
In step P11, the
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。
In step P12, the
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。
In step P13, as shown in FIG. 1A, the
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。
In step P14, as shown in FIG. 1 (b), the
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。
In step P15, as shown in FIG. 1 (c), the
The above is the procedure of the travel mode switching control in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment.
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、高電圧シリーズ走行モードの場合に、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。
As described above, according to the hybrid vehicle drive system of the present embodiment, in the high-voltage series travel mode, the
よって、バッテリ3の電圧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モータ1に高電圧電流を供給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。
Therefore, the
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。
Therefore, by using the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment, a relay or the like is newly required as the
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。 Further, by using the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment, energy loss due to the semiconductor elements can be eliminated and energy efficiency can be improved, so that the cruising distance can be improved.
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、図3に示すように、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を補正する車速閾値変動手段29及び所定値βを補正する充電閾値変動手段30を備え、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車速閾値変動手段29により所定値αを補正する点及び充電閾値変動手段30により所定値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。領域A,B,Cの面積を変更することにより、ジェネレータ2の温度とバッテリ3の温度が必要以上に上昇することを緩和することができる。
A second embodiment of the hybrid vehicle drive system according to the present invention will be described below.
The hybrid vehicle drive system according to this embodiment has substantially the same configuration as that of the hybrid vehicle drive system according to the first embodiment. However, as shown in FIG. The vehicle speed threshold value changing means 29 for correcting the predetermined value α based on the difference between the temperature and the temperature of the
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。
FIG. 7 is a diagram showing a change in temperature with respect to time of the
In the present embodiment, for example, when the temperature of the
これにより、ジェネレータ2の温度上昇とバッテリ3の温度上昇との両方の温度上昇を考慮して、的確に温度上昇を緩和するように走行モードの切替が可能となる。したがって、ジェネレータ2とバッテリ3の過度な温度上昇を緩和することができ、ジェネレータ2とバッテリ3との劣化を緩和することができる。
Thus, it is possible to switch the running mode so as to moderate the temperature rise accurately in consideration of both the temperature rise of the
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。
The procedure of the driving mode switching control in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the travel mode switching control in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment.
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。
As shown in FIG. 6, in step P20, the
In step P21, the
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。
ステップP23にいて、車速閾値変動手段29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’(車速閾値)を下記式(2)により算出し、充電閾値変動手段30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βの補正値β’(充電閾値)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。
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’(車速閾値)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’(車速閾値)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’(車速閾値)未満でない場合、後述するステップP28を実行する。
In Step P24, the
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’(充電閾値)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’(充電閾値)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’(充電閾値)以上でない場合は、ステップP27を実行する。
In Step P25, the
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。
In step P26, as shown in FIG. 1A, the
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。
In step P27, as shown in FIG. 1 (b), the
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。
In step P27, as shown in FIG. 1C, the
The above is the procedure of the travel mode switching control in the hybrid vehicle drive system according to the present embodiment.
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。
As described above, according to the hybrid vehicle drive system of the present embodiment, in addition to the effects exhibited by the hybrid vehicle drive system according to the first aspect of the invention, the state of the
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おいては、EV走行モード及び低電圧シリーズ走行モード時にスイッチ7をONとし、高電圧シリーズ走行モード時にはスイッチ7をOFFとする制御を行っているが、全ての走行モードにおいてスイッチ7をONとした場合、すなわちスイッチ7を設置しない場合であっても、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と同様の効果を得ることができる。この場合、高電圧シリーズ走行モード時にバッテリ3に高電圧が加わることとなるが、この高電圧に問題とならない程度の電圧を設定するなどすればよい。
In the hybrid vehicle drive system according to each of the above-described embodiments, control is performed such that the
したがって、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おいては、モータ・ジェネレータコントロールユニット4にスイッチ7を設置した場合を例として説明したが、モータ・ジェネレータコントロールユニット4にスイッチ7の設置を省略することもできる。
Therefore, in the hybrid vehicle drive system according to each of the embodiments described above, the case where the
また、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。 In addition, the hybrid vehicle drive system according to each of the above-described embodiments has been described by way of example as applied to a series-type hybrid vehicle, but can also be applied to a parallel-type hybrid vehicle.
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。 The present invention can be used, for example, for a hybrid vehicle drive system, in particular, a series hybrid vehicle drive system.
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(ジェネレータ温度検出手段)
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(バッテリ温度検出手段)
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
29 車速閾値変動手段
30 充電閾値変動手段
DESCRIPTION OF
20 Vehicle speed detector (vehicle speed detection means)
21
23
26 Battery control means 27 SOC calculation means (charge state detection means)
28 Switch switching means 29 Vehicle speed threshold changing means 30 Charging threshold changing means
Claims (8)
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、
前記ジェネレータの温度を検出するジェネレータ温度検出手段と、
前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
前記車両の速度を検出する車速検出手段と、
前記バッテリと前記モータと前記ジェネレータとの間の移動電力を送電する電力線と、
前記バッテリと前記モータとの間の前記電力線の断接切替を行うスイッチと、
前記車両の速度が所定の車速閾値に達した際に前記スイッチの切替を行うスイッチ切替手段と、
前記ジェネレータの温度と前記バッテリの温度とに基づいて前記車速閾値を変動させる車速閾値変動手段と、
前記車両の速度が前記車速閾値より大きくなると前記スイッチを断作動させて、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。 A motor for driving the vehicle;
A battery for supplying power to the motor;
A generator driven by an internal combustion engine to generate electricity;
Generator temperature detecting means for detecting the temperature of the generator;
Battery temperature detecting means for detecting the temperature of the battery;
Vehicle speed detection means for detecting the speed of the vehicle;
A power line for transmitting moving power between the battery, the motor and the generator;
A switch for switching connection / disconnection of the power line between the battery and the motor;
Switch switching means for switching the switch when the speed of the vehicle reaches a predetermined vehicle speed threshold;
Vehicle speed threshold value changing means for changing the vehicle speed threshold value based on the temperature of the generator and the temperature of the battery;
And a control unit that controls to turn off the switch when the vehicle speed becomes greater than the vehicle speed threshold and to supply the power generated by the generator to the motor to drive the motor. Hybrid vehicle drive system.
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。 2. The drive system for a hybrid vehicle according to claim 1, wherein the vehicle speed threshold value changing means changes the vehicle speed threshold value based on a value obtained by subtracting the battery temperature from the generator temperature.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のハイブリッド車の駆動システム。 3. The vehicle speed threshold changing means changes the vehicle speed threshold so as to decrease as the value obtained by subtracting the temperature of the battery from the temperature of the generator increases. 4. Hybrid vehicle drive system.
前記制御手段は、前記車両の速度が前記車速閾値以下であって前記充電状態が所定の充電値以下の際に、前記スイッチを接作動させて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から請求項3のいずれか1項に記載のハイブリッド車の駆動システム。 A charge state detecting means for detecting a charge state of the battery;
When the vehicle speed is equal to or less than the vehicle speed threshold and the state of charge is equal to or less than a predetermined charge value, the control means contacts the switch to supply the generated power of the generator to the motor and the battery. The drive system for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein:
ことを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド車の駆動システム。 5. The hybrid vehicle drive system according to claim 4, further comprising charge threshold value changing means for changing the charge value based on a temperature of the generator and a temperature of the battery.
ことを特徴とする請求項5に記載のハイブリッド車の駆動システム。 6. The drive system for a hybrid vehicle according to claim 5, wherein the charging threshold value changing means changes the charging threshold value based on a value obtained by subtracting the temperature of the battery from the temperature of the generator.
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のハイブリッド車の駆動システム。 7. The charging threshold changing means according to claim 5, wherein the charging threshold changing means changes the charging threshold so as to decrease as a value obtained by subtracting the battery temperature from the generator temperature increases. Hybrid vehicle drive system.
ことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のハイブリッド車の駆動システム。 When the vehicle speed is less than or equal to the speed threshold and the state of charge is greater than the charge threshold, the control means contacts the switch and stops the generator to supply power supplied from the battery. The drive system for a hybrid vehicle according to any one of claims 5 to 7, wherein the motor is driven by the above.
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