JP3788411B2 - ハイブリッド車両の補機駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の補機駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、シリーズ式のハイブリッド車両では、バッテリに蓄えた電力でモータを駆動し、バッテリの電力が所定量まで低下すると、発電機をエンジンで駆動して、発電された電力でモータを駆動、さらにはバッテリを充電しながら走行する。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−204104号公報
【0004】
こうしたハイブリッド車には、通常車両用エンジンを用いているものがある。その場合、ハイブリッド車両におけるエンジン補機の駆動系は、通常車両用エンジンで採用されている構造、すなわちエンジンのクランク出力でエンジン補機をベルト駆動する方式が採られることになる。ところで、このようなエンジン補機のうち、例えば油圧式パワーステアリングシステムのパワーステアリングポンプや、エアブレーキシステムのエアコンプレッサは、エンジン停止に伴いその作動を停止すると、パワーステアリングやエアブレーキが機能しなくなり、車両の走行に支障を来すことになる。このためエンジン停止時においてもパワーステアリングやエアブレーキを機能させることができるよう、前述のパワーステアリングポンプ、エアコンプレッサとは別物で同一機能を有するパワーステアリングポンプ、エアーコンプレッサを補機駆動用モータで駆動する構成を採用することが検討されている。この場合、補機はエンジンが作動しているときはエンジンにより駆動され、補機駆動用モータが作動しているときは補機駆動用モータで駆動されることになる。
【0005】
ところで、このようなハイブリッド車両は、内燃機関の作動・停止条件や、補機駆動用モータの作動・停止条件をそれぞれ予め設定しておき、内燃機関や補機駆動用モータの作動を制御している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来は、内燃機関と補機駆動用モータとの作動状況の関係に配慮することなく内燃機関や補機駆動用モータの作動・停止を別々にしか制御していないので、車両走行中に機械的要因、コイル温度上昇などにより補機駆動用モータが停止した場合や、補機駆動用モータ制御部の故障、制御通信回路の途絶等により補機駆動用モータが作動しない場合などには、内燃機関と補機駆動用モータとが共に停止してしまうことになる。そしてこのような事態が起こった場合、車両走行に必要な補機の駆動ができなくなり、例えば補機がパワーステアリングポンプである場合は操舵力が急激に過大となるなど、走行に支障をきたすおそれがある。
本発明の目的は、内燃機関と補機駆動装置を備えたハイブリッド車両において、走行時に必要な補機の駆動を、常に確保することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記目的を達成するため、請求項1における発明では、作動時に補機を駆動する内燃機関と、前記補機と同一の機能を有する別の補機を駆動する電動機と、前記内燃機関及び前記電動機の作動を制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両において、前記電動機が前記別の補機を駆動する回転数を検出する回転数検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記電動機が前記別の補機を駆動する条件が成立しかつ前記回転数検出手段により前記電動機が前記別の補機を駆動する回転数が所定値を下回っていることが検出される時は前記内燃機関を作動させる。これにより、電動機の故障などが起こった場合でも内燃機関を的確に作動させることで補機の作動を確保する。
【0008】
請求項2における発明では、作動時に補機を駆動する内燃機関と前記補機と同一の機能を有する別の補機を駆動する電動機と、前記内燃機関及び前記電動機の作動を制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両において、前記電動機が前記別の補機を駆動する回転数を検出する回転数検出手段と、前記車両が走行状態であるか否かを検出する走行状態検出手段とを更に備え、前記制御手段は、前記走行状態検出手段により前記車両が走行状態であることが検出されかつ前記回転数検出手段により前記電動機が前記別の補機を駆動する回転数が所定値を下回っていることが検出される時は、前記内燃機関を作動させる。これにより、車両走行中に電動機の故障などが起こった場合でも内燃機関を的確に作動させることで補機の作動を確保する。
【0009】
請求項3における発明では、作動時に補機を駆動する内燃機関と、前記補機と同一の機能を有する別の補機を駆動する電動機と、前記内燃機関及び前記電動機の作動を制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両において、前記車両が走行状態であるか否かを検出する走行状態検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記内燃機関の停止条件が成立しかつ前記走行状態検出手段により前記車両が走行状態であることが検出されている時は前記電動機を作動させて前記別の補機を駆動させる。これにより、作動時に補機を駆動する内燃機関と、前記補機と同一の機能を有する別の補機を駆動する電動機とが走行中に同時に停止することが防止され、安定した補機の作動が確保される。
【0010】
請求項4における発明では、請求項1ないし3において、前記補機が、パワーステアリングポンプとエアブレーキ装置のエアコンプレッサとの少なくとも一つを含む。これにより、車両走行中に必要な補機であるパワーステアリング装置とエアブレーキ装置の作動を確保する。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図1は本発明に係るハイブリッド車両の補機駆動装置を適用したハイブリッド車両の構成を示す図である。
【0011】
図1に示すハイブリッド車両は、2台の駆動用モータ4a、4bを備えており、両駆動用モータ4a、4bの駆動力は、減速機6、ディファレンシャルギヤ7を介して駆動輪8に伝達される。駆動用モータ4a、4bは、インバータ3aとインバータ3bを介して電池5に接続される。インバータ3aは一方の駆動用モータ4aと発電機2と電池5に接続され、駆動用モータ4a及び発電機2の作動状態を調整可能に構成されている。また、インバータ3bは駆動用モータ4bと補機駆動用モータ9とに接続され、駆動用モータ4bと補機駆動用モータ9の作動状態を調整可能に構成されている。発電機2を駆動するエンジン(内燃機関)1には、図示しないエアーコンプレッサ、パワーステアリングポンプ等の補機が接続され、エンジン1の運転時に駆動される。なお、エアーコンプレッサは、エアブレーキやエアサスペンション等に供給するエアー圧を発生させるものである。
【0012】
エンジン1により駆動される発電機2から取り出された電力は、インバータ3aを介して電池5を充電、あるいは駆動用モータ4aを駆動し、電池5からの電力がインバータ3bを介して駆動用モータ4bを駆動する。エンジン1の停止時は、電池5に蓄えられていた電力がインバータ3a、3bを介して駆動用モータ4a、4bと電動機を成す補機駆動用モータ9とに供給され、各モータが駆動される。補機駆動用モータ9の駆動によってパワーステアリングポンプ10とエアーコンプレッサ11とが駆動する。パワーステアリングポンプ10とエアーコンプレッサ11は、エンジン1に接続される前述の図示しないパワーステアリングポンプ、エアーコンプレッサとは別物で同一機能を有する。
【0013】
制御手段を成すMG制御装置15は、インバータ3a、3bに接続されて、駆動用モータ4a、4b、補機駆動用モータ9及び発電機2の作動を制御する。このMG制御装置15と、エンジン1を制御するエンジンコントロール装置12と、電池5を制御する電池コントロール装置13と、ハイブリッド車両を全体的に制御するシステム制御装置14とは、通信回線を介して互いに接続されている。
【0014】
MG制御装置15は、補機駆動用モータ9及び駆動用モータ4a、4bの作動を制御するほか、所定の条件に基づいてエンジン1の作動・停止を決定している。また、システム制御装置14は所定の条件に基づいて補機駆動用モータ9の作動・停止を決定し、その結果の指令を通信回線を介してMG制御装置15に出力している。MG制御装置15は、システム制御装置14からの指令に基づいて補機駆動用モータ9の作動を制御すると共に、エンジン1の作動を制御し、また補機駆動用モータ9の回転数を検出する補機駆動用モータ回転数検出装置16(回転数検出手段)からの検出信号を基に補機駆動用モータ9の回転数を判定する。駆動用モータ4a、4bには、駆動用モータ4aまたは4bの回転数より車速を検出することで、車両が走行状態であるか否かを検出する走行状態検出装置17(走行状態検出手段)が設けられており、検出された車速はMG制御装置15に出力される。
【0015】
次にエンジン1と補機駆動用モータ9の作動・停止制御について説明する。図2に図1のMG制御装置15におけるエンジン1の作動・停止判定制御のフローチャートを示す。
まずステップ101(以降、ステップをSと省略)でエンジン1の作動・停止許可を判定し、作動許可と判定されたならばS106に進みエンジン1を作動する。S101で停止許可と判定されたならばS102に進み、走行状態検出装置17にて車速が検知されているか否かを判定する。S102で車速の有無を判定するのは、車両が走行中であるか否かを判定するためである。S102において車速が検出された場合はS104に進み、S102において車速が検出されなかった場合はS103に進む。S103においては、システム制御装置14より送られる補機駆動用モータ9の作動要求が判断され、補機駆動用モータ9の作動要求が判定された場合はS104に進み、作動要求が判定されなかった場合はS105に進みエンジン1を停止させる。S104に進んだ場合は、補機駆動用モータ9の回転数が所定値(Nrpm)以上か否かを判断し、所定値以上の場合はS105に進みエンジン1を停止させ、所定値を下回っていた場合はS106に進みエンジン1を始動させる。
【0016】
S101によりエンジン停止許可と判定される状況下で、S102において車速が検出されるにもかかわらず、S104において補機駆動用モータ9の回転数が所定値を下回っていると判定される場合や、S102において車速検出手段17より車速が検出されなくともS103において補機駆動用モータ9の作動要求が有り、かつS104において補機駆動用モータ9の回転数が所定値を下回っていると判断される場合は、正常であれば発生し得ない状況が発生していることになり、補機駆動用モータ9が機械要因やコイル温度上昇などにより故障したと考えられるため、S106によってエンジン1が始動される。すなわち、補機駆動用モータ9の故障は、車両走行に必要な補機であるパワーステアリングポンプやエアーコンプレッサが正常に作動しない事態を招くため、補機駆動用モータ9の故障による不都合を、図2に示す制御によってエンジン駆動の補機を作動させることで防ぐことができる。
【0017】
一方、補機駆動用モータ9の作動・停止の決定は、図1におけるシステム制御装置14で行っており、システム制御装置14によって決定された結果が通信回線を介してMG制御装置15に出力され、インバータ3aを介して補機駆動用モータ9の作動を制御する。システム制御装置14は補機駆動用モータ9の作動・停止を判定するにあたって必要な情報をMG制御装置15から受け取っている。図3に図1のMG制御装置15における補機駆動用モータ9の作動・停止制御のフローチャートを示す。
【0018】
まずS201において、システム制御装置14による補機駆動用モータ9に対する作動要求の有無が判定される。S201で作動要求が有りと判定された場合はS205に進み、MG制御装置15により補機駆動用モータ9を作動させる。S201で作動要求が判定されなかった場合はS202に進み、エンジン1の作動・停止許可の状況が判定される。S202で、エンジン1の作動許可が判定されるとS204に進み補機駆動用モータ9は停止される。S202でエンジン1の停止許可が判定されるとS203に進み走行状態検出装置17から出力された車速の有無が判定される。S203において走行状態検出装置17により、車速が無しと判定された場合はS204に進み補機駆動用モータ9が停止され、車速有りと判定された場合はS205に進み補機駆動用モータ9を作動させる。
【0019】
S201により補機駆動用モータ作動要求が判定されない状況下で、S202においてエンジン1の停止が許可され、かつS203において車速が有りと判定された場合は、正常であれば発生し得ない状況が発生していることになり、システム制御装置14の故障や通信回線の途絶が起こったと考えられるため、MG制御装置15はS205において補機駆動用モータ9を作動させる。これにより、走行中にエンジン1が停止する前に補機駆動用モータ9を作動させることができるため、エンジン1と補機駆動用モータ9とが走行中に同時に停止することが防止され、安定した補機の作動を確保される。
【0020】
上記実施形態のMG制御装置15によるエンジン1の作動・停止制御によれば、機械的要因やコイル温度上昇等による補機駆動用モータ9の故障や、通信回路の途絶等が発生して、エンジン1の停止が許可されて補機駆動用モータ9が作動すべき状態であるにもかかわらず、補機駆動用モータ9の作動が確認されない事態が発生した場合は、エンジン1を作動させて補機を駆動するため、補機の作動を確保することができる。また、補機駆動用モータ9の回転数が所定値(例えば800rpm)を下回った場合にエンジン1が作動するため、補機駆動用モータ9の停止からエンジン1が作動する間に補機の機器能力が一時的に低下するような不都合が発生することも防止できる。
【0021】
また、上記実施形態のMG制御装置15による補機駆動用モータ9の作動・停止制御によれば、システム制御装置14の故障や通信回路の途絶等が発生して、補機駆動用モータ9に対する作動要求が無くエンジン1の停止が許可されているにもかかわらず車速が検出されるような事態が発生した場合には補機駆動用モータ9を作動させるため、安定した補機の作動を確保できる。
なお、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、例えば補機はエアサスペンション用のコンプレッサ等でも良い。また、上記制御装置はシリーズ式ハイブリッド自動車だけでなく、パラレル式ハイブリッド自動車に適用しても良い。
【0022】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、電動機の作動条件が成立しているにもかかわらず電動機の回転数が所定値を下回っている場合は内燃機関を作動させて内燃機関により補機を駆動するので、機械要因やコイル温度上昇などによる電動機の故障が起こった場合でも、安定した補機の作動を確保することができるし、電動機が停止する前に内燃機関を作動させることができるので、一時的に補機の能力が低下するような事態も防止できる。
【0023】
請求項2の発明によれば、車両が走行状態であるにもかかわらず電動機の回転数が所定値を下回っている場合は、内燃機関を作動させて内燃機関により補機を駆動するので、機械要因やコイル温度上昇などによる電動機の故障が起こった場合でも、安定した補機の作動を確保することができるし、電動機が停止する前に内燃機関を作動させることができるので、一時的に補機の能力が低下するような事態も防止できると共に、運転者に違和感を持たせない。
【0024】
請求項3の発明によれば、内燃機関の停止条件が成立している状況で車両が走行状態であることが検出される場合は電動機を作動させて補機を駆動するので、内燃機関が不適切に停止をするような場合に電動機を適切に作動させて、安定した補機の作動を確保できる。
【0025】
請求項4の発明によれば、補機がパワーステアリングポンプやエアーコンプレッサであるため、車両走行中に必要であるパワーステアリング装置やエアブレーキ装置の作動を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の構成図である。
【図2】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両のMG制御装置によるエンジン作動・停止制御を示すフローチャートである。
【図3】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両のMG制御装置による補機駆動用モータ作動・停止判定を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン
2 発電機
3a,3b インバータ
4a,4b 駆動用モータ
5 電池
6 減速機
7 ディファレンシャルギヤ
8 駆動輪
9 補機駆動用モータ
10 パワーステアリングポンプ
11 エアーコンプレッサ
12 エンジンコントロール
13 電池コントロール
14 システム制御装置
15 MG制御装置
16 補機駆動用モータ回転数検出装置
17 走行状態検出装置
Claims (4)
- 作動時に補機を駆動する内燃機関と、
前記補機と同一の機能を有する別の補機を駆動する電動機と、
前記内燃機関及び前記電動機の作動を制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両において、
前記電動機が前記別の補機を駆動する回転数を検出する回転数検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記電動機が前記別の補機を駆動する条件が成立しかつ前記回転数検出手段により前記電動機が前記別の補機を駆動する回転数が所定値を下回っていることが検出される時は前記内燃機関を作動させるよう構成されている
ことを特徴としたハイブリッド車両の補機駆動制御装置。 - 作動時に補機を駆動する内燃機関と、
前記補機と同一の機能を有する別の補機を駆動する電動機と、
前記内燃機関及び前記電動機の作動を制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両において、
前記電動機が前記別の補機を駆動する回転数を検出する回転数検出手段と、
前記車両が走行状態であるか否かを検出する走行状態検出手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記走行状態検出手段により前記車両が走行状態であることが検出されかつ
前記回転数検出手段により前記電動機が前記別の補機を駆動する回転数が所定値を下回っていることが検出される時は前記内燃機関を作動させるよう構成されている
ことを特徴としたハイブリッド車両の補機駆動制御装置。 - 作動時に補機を駆動する内燃機関と、
前記補機と同一の機能を有する別の補機を駆動する電動機と、
前記内燃機関及び前記電動機の作動を制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両において、
前記車両が走行状態であるか否かを検出する走行状態検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の停止条件が成立しかつ前記走行状態検出手段により前記車両が
走行状態であることが検出されている時は前記電動機を作動させて前記別の補機を駆動させるよう
構成されている
ことを特徴としたハイブリッド車両の補機駆動制御装置。 - 前記補機が、パワーステアリングポンプとエアブレーキ装置のエアコンプレッサとの少なくとも一つを含む
ことを特徴とする請求項1ないし3に記載のハイブリッド車両の補機駆動制御装置。
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