JP2019151140A - ハイブリッド車 - Google Patents
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Abstract
【課題】電池からの電力の出し入れを抑制できる、ハイブリッド車を提供する。【解決手段】ハイブリッド車１は、エンジン１１と、エンジン１１の出力により駆動され、回転数に応じた電力を発電する発電機２３と、発電機２３により発電される電力を蓄える駆動用電池１８と、走行のための動力を発生する駆動用モータ１３とを備えている。このハイブリッド車１では、エンジン１１の出力の変化に伴って発電機２３の発電量が変化し、発電機２３に要求される要求発電量に対して発電機２３の発電量に過不足が生じても、発電機２３が発電する電力により駆動用モータ１３が駆動される。【選択図】図１
Description
本発明は、ハイブリッド車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）に関する。
従来、エンジンおよび走行のための駆動源である駆動用モータを搭載したハイブリッド車が知られている。
たとえば、シリーズ方式のハイブリッド車では、エンジンの動力が発電機で電力に変換され、発電機で発生する電力が電池に蓄えられる。そして、電池の出力で駆動用モータが駆動されて、その駆動用モータの動力が駆動輪に伝達される。
発電機は、エンジンが発生する動力により駆動され、回転数に応じた電力を発電する。エンジンは、エンジントルクと発電機の駆動トルクとがつり合う回転数で運転される。そのため、シリーズ方式のハイブリッド車の駆動制御では、アクセル開度および車速などに応じて必要となる発電量が得られるように目標回転数が設定され、その目標回転数に応じたスロットル開度となるようにスロットルバルブが制御される。
しかし、スロットルバルブの制御は、フィードフォワード制御であるので、環境変化などによりエンジンの出力が変化する場合がある。この場合、エンジンの出力の変化に応じて、発電機の発電量が変化する。一方、駆動用モータは、アクセル開度および車速などに応じた動力を発生するように駆動が制御される。そのため、発電機の発電量に過不足が生じ、その過不足分が電池から出し入れされる。電池から電力が頻繁に出し入れされると、電池の劣化が早く進む。
発電機の発電量が必要な発電量となるようにスロットル開度を制御することが考えられるが、その制御は、応答性が悪いので、発電量をエンジン出力の変化に追従させることが困難である。
本発明の目的は、電池からの電力の出し入れを抑制できる、ハイブリッド車を提供することである。
前記の目的を達成するため、本発明に係るハイブリッド車は、エンジンと、エンジンの出力により駆動され、回転数に応じた電力を発電する発電機と、発電機により発電される電力を蓄える電池と、走行のための動力を発生する駆動用モータと、発電機に要求される要求発電量に対して発電機の発電量に過不足が生じている場合、発電機が発電する電力により駆動用モータを駆動するよう、その駆動電力を補正する制御手段とを含む。
この構成によれば、エンジンの出力の変化に伴って発電機の発電量が変化し、発電機に要求される要求発電量に対して発電機の発電量に過不足が生じても、発電機が発電する電力により駆動用モータが駆動される。これにより、電池からの電力の出し入れを抑制できる。
本発明によれば、電池からの電力の出し入れを抑制でき、電力の出し入れによる電池の劣化を抑制できる。
以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
＜ハイブリッド車の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車１の構成を示すブロック図である。
図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車１の構成を示すブロック図である。
ハイブリッド車１は、たとえば、シリーズ方式を採用しており、エンジン（Ｅ／Ｇ）１１、発電機１２および駆動用モータ１３を搭載している。
エンジン１１は、たとえば、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンである。
発電機１２は、たとえば、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータからなる。発電機１２の回転軸は、エンジン１１のクランクシャフトと機械的に連結されている。発電機１２は、エンジン１１の停止時に、エンジン１１をクランキングさせるスタータモータとして使用される。エンジン１１の始動後、発電機１２は、エンジン１１の動力を電力に変換する発電機として機能する。
駆動用モータ１３は、たとえば、ブラシレスＤＣモータからなる。駆動用モータ１３の回転軸は、動力伝達機構１４に連結されている。動力伝達機構１４には、デファレンシャルギヤ１５が含まれており、駆動用モータ１３の動力は、デファレンシャルギヤ１５に伝達され、デファレンシャルギヤ１５から左右の前輪または後輪からなる駆動輪１６Ｌ，１６Ｒに分配されて伝達される。
ハイブリッド車１には、発電機１２および駆動用モータ１３をそれぞれ駆動するためのインバータやマイコン（マイクロコントローラユニット）などを内蔵するＰＣＵ（Power Control Unit：パワーコントロールユニット）１７と、複数の二次電池を組み合わせた組電池からなる駆動用電池１８とが搭載されている。
ＰＣＵ１７は、駆動用電池１８に接続されている。発電機１２が発生する電力は、ＰＣＵ１７を介して駆動用モータ１３に駆動電力として供給される。また、発電機１２が発生する電力は、ＰＣＵ１７を介して駆動用電池１８に蓄えられる。ハイブリッド車１の急加速や登坂走行などの高負荷走行時には、発電機１２が発生する電力に加えて、駆動用電池１８から取り出される電力が駆動用モータ１３に供給される。
ハイブリッド車１にはさらに、マイコンを含む構成のＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）が備えられている。図１には、エンジン１１およびＰＣＵ１７を制御するための１つのＥＣＵ１９のみが示されているが、ハイブリッド車１には、各部を制御するため、複数のＥＣＵが搭載されている。ＥＣＵ１９を含む複数のＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている。
ＥＣＵ１９には、制御に必要なセンサ、たとえば、運転者により操作されるアクセルペダルの操作量に応じた検出信号を出力するアクセルセンサ２１およびハイブリッド車１の走行に伴って回転する回転体の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する車速センサ２２などが接続されている。ＥＣＵ１９では、アクセルセンサ２１の検出信号から、運転者により操作されるアクセルペダルの最大踏み込み量に対する踏み込み量の割合、つまりアクセルペダルが踏まれていないときを０％とし、アクセルペダルが最大まで踏み込まれたときを１００％とする百分率であるアクセル開度が取得される。また、車速センサ２２の検出信号からハイブリッド車１の車速が取得される。
＜駆動制御＞
図２は、駆動制御の内容を示すフローチャートである。
図２は、駆動制御の内容を示すフローチャートである。
ＥＣＵ１９によって実行される駆動制御では、まず、アクセル開度および車速から駆動用モータ１３の目標出力が設定される（ステップＳ１）。
次に、駆動用モータ１３の目標出力に応じて発電機２３に要求される発電量である要求発電量が設定される（ステップＳ２）。
その後、要求発電量に応じたエンジン１１の回転数の目標である目標エンジン回転数が求められ、目標エンジン回転数と要求発電量に応じたエンジン１１の目標出力とからエンジン１１の目標トルクが求められて、目標トルクに応じたスロットル開度が設定される（ステップＳ３）。
この設定されたスロットル開度を制御入力として、スロットルバルブがフィードフォワード制御される（ステップＳ４）。このフィードフォワード制御によりエンジン１１から動力が出力され、その動力により発電機２３が駆動されて、発電機２３が電力を発電する。発電機２３が発電する電力を使用して駆動用モータ１３が駆動される。
駆動用モータ１３は、アクセル開度および車速などに応じた動力を発生するように駆動が制御される。エンジン１１の出力に過不足がなければ（ステップＳ５のＮＯ）、発電機２３の発電量が要求発電量にほぼ一致し、駆動用モータ１３の駆動に必要な電力を発電機２３の発電によって賄える。一方、エンジン１１の出力に過不足がある場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、発電機２３の回転数が目標エンジン回転数に応じた回転数となるよう、発電機２３の駆動トルクが制御される（ステップＳ６）。発電機２３の駆動トルクは、発電機２３に供給される界磁電流により制御することができる。
その後、要求発電量に対して発電機２３の発電量に過不足が生じているか否かが判別される（ステップＳ７）。発電量が不足している場合には（ステップＳ７のＹＥＳ）、発電機２３が発電する電力で駆動用モータ１３が駆動されるよう、駆動用モータ１３の駆動電力が低減される。発電量が過剰である場合には（ステップＳ７のＹＥＳ）、その発電機２３の発電量で駆動用モータ１３が駆動される。これにより、駆動用電池１８からの電力の出し入れが抑制されて（ステップＳ８）、発電機２３が発電する電力のみを用いて駆動用モータ１３が駆動される。
＜作用効果＞
以上のように、エンジン１１の出力の変化に伴って発電機２３の発電量が変化し、発電機２３に要求される要求発電量に対して発電機２３の発電量に過不足が生じても、発電機２３が発電する電力により駆動用モータ１３が駆動される。これにより、駆動用電池１８からの電力の出し入れを抑制できる。その結果、駆動用電池１８の劣化を抑制でき、駆動用電池１８の寿命を延ばすことができる。
以上のように、エンジン１１の出力の変化に伴って発電機２３の発電量が変化し、発電機２３に要求される要求発電量に対して発電機２３の発電量に過不足が生じても、発電機２３が発電する電力により駆動用モータ１３が駆動される。これにより、駆動用電池１８からの電力の出し入れを抑制できる。その結果、駆動用電池１８の劣化を抑制でき、駆動用電池１８の寿命を延ばすことができる。
＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。
たとえば、発電機２３は、ＩＰＭモータに限らず、ＩＰＭモータ以外のブラシレスＤＣモータであってもよい。
その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
１：ハイブリッド車
１１：エンジン
１２：発電機
１３：駆動用モータ
１８：駆動用電池（電池）
１９：ＥＣＵ（制御手段）
１１：エンジン
１２：発電機
１３：駆動用モータ
１８：駆動用電池（電池）
１９：ＥＣＵ（制御手段）
Claims (1)
- エンジンと、
前記エンジンの出力により駆動され、回転数に応じた電力を発電する発電機と、
前記発電機により発電される電力を蓄える電池と、
走行のための動力を発生する駆動用モータと、
前記発電機に要求される要求発電量に対して前記発電機の発電量に過不足が生じている場合、前記発電機が発電する電力により前記駆動用モータを駆動するよう、その駆動電力を補正する制御手段とを含む、ハイブリッド車。
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