JP4065174B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の走行用駆動源としてエンジンおよび第１モータを備えるとともに、車両の補機駆動用の第２モータを備えたハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンで駆動される主駆動輪に走行モータを接続したハイブリッド車両や、エンジンから切り離された副駆動輪に走行モータを接続したハイブリッド車両は公知であり、この走行モータを単独で駆動して車両を走行させたり、エンジンの駆動力を走行モータの駆動力でアシストしながら車両を走行させたり、車両の減速時に走行モータをジェネレータとして機能させて回生制動を行い、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収したりすることで、燃料消費量の節減を図ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、更なる燃焼消費量の節減を図るべく、アイドルストップ制御を採用して車両の停止時にエンジンを停止させるようにすると、エンジンにより駆動される空調装置のコンプレッサや油圧ポンプが停止してしまい、アイドルストップ中の乗員の快適性が阻害されたり、車両の発進時の油圧の立ち上がりが遅れてスムーズな発進が阻害されたりする問題がある。
【０００４】
そこで従来はエンジンで駆動していたコンプレッサや油圧ポンプ等の補機を、補機モータで駆動することが考えられるが、そのようにするとエンジンで駆動されるオイルポンプの他に電動オイルポンプが必要となるため、部品点数、コスト、スペース、重量が増加する問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の走行用駆動源としての第１モータおよび補機駆動用の第２モータを備えたハイブリッド車両において、第１、第２モータを駆動するインバータの数を削減して部品点数、コスト、スペース、重量の削減を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両の走行用駆動源としてエンジンおよび第１モータを備えるとともに、車両の補機駆動用の第２モータを備えたハイブリッド車両において、第１モータおよび第２モータを共通のインバータで制御するための切換手段を備え、エンジンを停止して第１モータで車両が走行しているときに第２モータの駆動要求があった場合、エンジンを始動して第１モータを停止した後に切換手段でインバータを切り換えて第２モータを駆動することを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、車両の走行用駆動源としての第１モータおよび補機駆動用の第２モータを共通のインバータで制御するための切換手段を備えたことにより、共通のインバータで第１、第２モータを駆動することが可能になって部品点数、コスト、スペース、重量の削減に寄与することができる。しかもエンジンを停止して第１モータで車両が走行しているときに第２モータの駆動要求があった場合、エンジンを始動して第１モータを停止した後に切換手段でインバータを切り換えて第２モータを駆動するので、第１モータの代わりにエンジンで車両を走行させながらインバータで補機駆動用の第２モータを支障なく駆動することができる。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、第２モータで補機を駆動しているときに第１モータの駆動要求があった場合、第２モータを停止した後に切換手段でインバータを切り換えて第１モータを駆動するとともに、それまで第２モータが駆動していた補機をエンジンで駆動することを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【０００９】
上記構成によれば、第２モータの作動中に第１モータの駆動要求があった場合に、第２モータを停止した後に切換手段でインバータを切り換えて第１モータを駆動するとともに、それまで第２モータが駆動していた補機をエンジンで駆動するので、インバータで第１モータを駆動して車両を走行させながらエンジンで補機を支障なく駆動することができる。
【００１０】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、第２モータは、空調装置のコンプレッサを駆動するモータ、オイルポンプを駆動するモータ、エンジンを始動するモータの少なくとも何れかであることを特徴とするハイブリッド車両が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、第２モータが空調装置のコンプレッサを駆動するモータ、オイルポンプを駆動するモータ、エンジンを始動するモータの少なくとも何れかであるので、第２モータによって空調、油圧の発生、あるいはエンジンの始動を行うことができる。
【００１２】
尚、実施例の走行モータＭ１は本発明の第１モータに対応し、実施例の補機モータＭ２は本発明の第２モータに対応し、実施例の切換スイッチＳは本発明の切換手段に対応する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図３は本発明の第１実施例を示すもので、図１はハイブリッド車両の動力伝達系の全体構成図、図２は走行モータから補機モータへの切り換えを示すフローチャート、図３は補機モータから走行モータへの切り換えを示すフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、車両Ｖの左右の前輪Ｗｆ，ＷｆはエンジンＥにトランスミッションＴを介して接続されて駆動され、また左右の後輪Ｗｒ，Ｗｒは走行モータＭ１に接続されて駆動される。空調装置のコンプレッサＣがエンジンＥのクランクシャフトおよび補機モータＭ２に接続されており、コンプレッサＣはエンジンＥおよび補機モータＭ２の何れによっても駆動可能である。バッテリＢの直流電流を三相交流電流に変換するインバータＩは、切換スイッチＳを介して走行モータＭ１および補機モータＭ２の何れかに選択的に接続される。
【００１６】
しかして、車両Ｖの低負荷走行時にはエンジンＥを停止させて走行モータＭ１で後輪Ｗｒ，Ｗｒを駆動して走行し、高負荷走行時にはエンジンＥで前輪Ｗｆ，Ｗｆ駆動して走行するとともに、必要に応じて走行モータＭ１で後輪Ｗｒ，Ｗｒを駆動してエンジンＥの駆動力をアシストする。また車両Ｖの減速時には走行モータＭ１をジェネレータとして機能させることで、車両Ｖの運動エネルギーを電気エネルギーとして回収してバッテリＢを充電する。
【００１７】
次に、走行モータＭ１の駆動から補機モータＭ２の駆動への切り換えを、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００１８】
先ず、ステップＳ１で空調装置のオン指令が出力されたとき、ステップＳ２で走行モータＭ１が停止可能であれば、ステップＳ３で走行モータＭ１を停止処理する。続くステップＳ４で切換スイッチＳによりインバータＩからの三相線が空調装置のコンプレッサＣを駆動する補機モータＭ２に接続されていなければ、ステップＳ５で切換スイッチＳを作動させてインバータＩからの三相線を走行モータＭ１から切り離して補機モータＭ２に接続した後、ステップＳ６で補機モータＭ２の動作指令を出力する。
【００１９】
一方、前記ステップＳ２で走行モータＭ１が停止可能でないとき、ステップＳ７でエンジンＥが動作中であれば、ステップＳ８でエンジンＥによって空調装置のコンプレッサＣを駆動する。また前記ステップＳ７でエンジンＥが動作中でなければ、ステップＳ９でエンジンＥを始動した後、ステップＳ８でエンジンＥによって空調装置のコンプレッサＣを駆動する。
【００２０】
次に、補機モータＭ２の駆動から走行モータＭ１の駆動への切り換えを、図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００２１】
先ず、ステップＳ１１で走行モータＭ１の駆動指令が出力されたとき、ステップＳ１２で補機モータＭ２が駆動中であれば、ステップＳ１３で補機モータＭ２を停止処理する。続くステップＳ１４で切換スイッチＳによりインバータＩからの三相線が補機モータＭ２に接続されていれば、ステップＳ１５で切換スイッチＳを作動させてインバータＩからの三相線を補機モータＭ２から切り離して走行モータＭ１に接続する。
【００２２】
続くステップＳ１６でエンジンＥが停止中であれば、ステップＳ１７でエンジンＥを始動処理した後、ステップＳ１８で走行モータＭ１を駆動処理し、ステップＳ１９で空調装置のコンプレッサＣをエンジンＥで駆動する。
【００２３】
以上のように、バッテリＢの直流電流を三相交流電流に変換するインバータＩは、切換スイッチＳを介して走行モータＭ１および補機モータＭ２の何れかに選択的に接続可能であるため、共通のインバータＩで走行モータＭ１および補機モータＭ２の両方を駆動することができ、走行モータＭ１および補機モータＭ２をそれぞれ専用のインバータで駆動する場合に比べて、部品点数、組付工数、設置スペースおよびコストを削減することができる。
【００２４】
またエンジンＥを停止して走行モータＭ１で車両Ｖを走行させているときに空調装置のオン指令があった場合、エンジンＥを始動して該エンジンＥの駆動力で車両Ｖを走行させるので、インバータＩを走行モータＭ１から切り離すことができる。これにより、インバータＩを補機モータＭ２に接続することができ、補機モータＭ２によりコンプレッサＣを駆動して空調装置を支障なく作動させることができる。
【００２５】
更に、補機モータＭ２でコンプレッサＣを駆動しているときに走行モータＭ１の駆動要求があった場合、補機モータＭ２を停止した後に切換スイッチＳでインバータＩを補機モータＭ２から切り離して走行モータＭ１に接続することで、走行モータＭ１を支障なく駆動して車両Ｖを走行させることができる。そして停止した補機モータＭ２の代わりにエンジンＥでコンプレッサＣを駆動することで、空調装置を支障なく作動させることができる。
【００２６】
次に、図４に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００２７】
第１実施例ではエンジンＥで前輪Ｗｆ，Ｗｆを駆動し、走行モータＭ１で後輪を駆動していたが、第２実施例ではエンジンＥおよび走行モータＭ１で前輪Ｗｆ，Ｗｆを駆動するようになっている。即ち、走行モータＭ１はエンジンＥとトランスミッションＴとの間に直列に配置されており、また第１実施例と同様に空調装置用のコンプレッサＣはエンジンＥおよび補機モータＭ２の何れによっても駆動することができ、しかもインバータＩは切換スイッチＳによって走行モータＭ１および補機モータＭ２に選択的に接続可能である。
【００２８】
従って、この実施例によっても、エンジンＥおよび／または走行モータＭ１によって車両Ｖを走行させることができ、かつエンジンＥまたは補機モータＭ２によってコンプレッサＣを駆動することができる。第２図および第３図のフローチャートの作用は、この第２実施例にそのまま適用される。
【００２９】
次に、図５〜図７に基づいて本発明の第３実施例を説明する。
【００３０】
図５から明らかなように、第３実施例は第１実施例の変形であって、第１実施例の空調装置のコンプレッサＣに代えて、オイルポンプＰをエンジンＥまたは補機モータＭ２で駆動するものである。
【００３１】
次に、補機モータＭ２の駆動から走行モータＭ１の駆動への切り換えを、図６のフローチャートに基づいて説明する。
【００３２】
先ず、ステップＳ２１で走行モータＭ１の駆動指令が出力されたとき、ステップＳ２２で補機モータＭ２が駆動中であれば、ステップＳ２３で補機モータＭ２を停止処理する。続くステップＳ２４で切換スイッチＳによりインバータＩからの三相線が補機モータＭ２に接続されていれば、ステップＳ２５で切換スイッチＳを作動させてインバータＩからの三相線を補機モータＭ２から切り離して走行モータＭ１に接続する。
【００３３】
続くステップＳ２６でエンジンＥが停止中であれば、ステップＳ２７でエンジンＥを始動処理した後、ステップＳ２８でエンジンＥによってオイルポンプＰを駆動し、ステップＳ２９で走行モータＭ１で車両Ｖを走行させる。
【００３４】
次に、走行モータＭ１の駆動から補機モータＭ２の駆動への切り換えを、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００３５】
先ず、ステップＳ３１でエンジンＥがアイドルストップ中であり、ステップＳ３２で走行モータＭ１が停止中でなければ、ステップＳ３３で走行モータＭ１を停止処理する。続くステップＳ３４で切換スイッチＳによりインバータＩからの三相線がオイルポンプＰを駆動する補機モータＭ２に接続されていなければ、ステップＳ３５で切換スイッチＳを作動させてインバータＩからの三相線を走行モータＭ１から切り離して補機モータＭ２に接続した後、ステップＳ３６で補機モータＭ２の動作指令を出力してオイルポンプＰを駆動する。
【００３６】
しかして、この第３実施例によっても、前記第１、第２実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００３７】
次に、図８および図９に基づいて本発明の第４実施例を説明する。
【００３８】
図８から明らかなように、第４実施例は第１実施例の変形であって、第１実施例の空調装置のコンプレッサＣを駆動する補機モータＭ２に代えて、エンジンＥをクランキングして始動するための補機モータＭ２をエンジンＥおよびトランスミッションＴ間に備えている。
【００３９】
次に、走行モータＭ１の駆動および補機モータＭ２の駆動間の切り換えを、図９のフローチャートに基づいて説明する。
【００４０】
先ず、ステップＳ４１でエンジンＥがアイドルストップ中であり、ステップＳ４２でエンジンＥの始動指令が出力されたとき、ステップＳ４３でインバータＩからの三相線が走行モータＭ１に接続されていれば、ステップＳ４４で切換スイッチＳを作動させてインバータＩからの三相線を走行モータＭ１から切り離して補機モータＭ２に接続した後、ステップＳ４５で補機モータＭ２でエンジンＥをクランキングして始動を行う。
【００４１】
一方、前記ステップＳ４１でエンジンＥがアイドルストップ中でなく、ステップＳ４６で走行モータＭ１の駆動指令が出力され、かつステップＳ４７でインバータＩからの三相線が走行モータＭ１に接続されていなければ、ステップＳ４８で切換スイッチＳを作動させてインバータＩからの三相線を補機モータＭ２から切り離して走行モータＭ１に接続した後、ステップＳ４９で走行モータＭ１を駆動して車両Ｖを走行させる。
【００４２】
しかして、この第４実施例によっても、前記第１〜第３実施例と同様の作用効果を達成することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４４】
例えば、実施例では補機モータＭ２として、空調装置のコンプレッサを駆動するモータ、オイルポンプを駆動するモータおよびエンジン始動用のモータを例示したが、他の任意の用途の補機モータＭ２であっても良く、また本発明の第２モータは走行モータＭ１でなければ補機モータＭ２以外のモータであっても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、車両の走行用駆動源としての第１モータおよび補機駆動用の第２モータを共通のインバータで制御するための切換手段を備えたことにより、共通のインバータで第１、第２モータを駆動することが可能になって部品 点数、コスト、スペース、重量の削減に寄与することができる。しかもエンジンを停止して第１モータで車両が走行しているときに第２モータの駆動要求があった場合、エンジンを始動して第１モータを停止した後に切換手段でインバータを切り換えて第２モータを駆動するので、第１モータの代わりにエンジンで車両を走行させながらインバータで補機駆動用の第２モータを支障なく駆動することができる。
【００４６】
また請求項２に記載された発明によれば、第２モータの作動中に第１モータの駆動要求があった場合に、第２モータを停止した後に切換手段でインバータを切り換えて第１モータを駆動するとともに、それまで第２モータが駆動していた補機をエンジンで駆動するので、インバータで第１モータを駆動して車両を走行させながらエンジンで補機を支障なく駆動することができる。
【００４７】
また請求項３に記載された発明によれば、第２モータが空調装置のコンプレッサを駆動するモータ、オイルポンプを駆動するモータ、エンジンを始動するモータの少なくとも何れかであるので、第２モータによって空調、油圧の発生、あるいはエンジンの始動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例のハイブリッド車両の動力伝達系の全体構成図
【図２】 走行モータから補機モータへの切り換えを示すフローチャート
【図３】 補機モータから走行モータへの切り換えを示すフローチャート
【図４】 第２実施例のハイブリッド車両の動力伝達系の全体構成図
【図５】 第３実施例のハイブリッド車両の動力伝達系の全体構成図
【図６】 補機モータから走行モータへの切り換えを示すフローチャート
【図７】 走行モータから補機モータへの切り換えを示すフローチャート
【図８】 第４実施例のハイブリッド車両の動力伝達系の全体構成図
【図９】 走行モータおよび補機モータ間の切り換えを示すフローチャート
【符号の説明】
Ｃ コンプレッサ
Ｅ エンジン
Ｉ インバータ
Ｍ１ 走行モータ（第１モータ）
Ｍ２ 補機モータ（第２モータ）
Ｐ オイルポンプ
Ｓ 切換スイッチ（切換手段）
Ｖ 車両

Claims (3)

  1. 車両（Ｖ）の走行用駆動源としてエンジン（Ｅ）および第１モータ（Ｍ１）を備えるとともに、車両（Ｖ）の補機駆動用の第２モータ（Ｍ２）を備えたハイブリッド車両において、
    第１モータ（Ｍ１）および第２モータ（Ｍ２）を共通のインバータ（Ｉ）で制御するための切換手段（Ｓ）を備え、
    エンジン（Ｅ）を停止して第１モータ（Ｍ１）で車両（Ｖ）が走行しているときに第２モータ（Ｍ２）の駆動要求があった場合、エンジン（Ｅ）を始動して第１モータ（Ｍ１）を停止した後に切換手段（Ｓ）でインバータ（Ｉ）を切り換えて第２モータ（Ｍ２）を駆動することを特徴とするハイブリッド車両。
  2. 第２モータ（Ｍ２）で補機を駆動しているときに第１モータ（Ｍ１）の駆動要求があった場合、第２モータ（Ｍ２）を停止した後に切換手段（Ｓ）でインバータ（Ｉ）を切り換えて第１モータ（Ｍ１）を駆動するとともに、それまで第２モータ（Ｍ２）が駆動していた補機をエンジン（Ｅ）で駆動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。
  3. 第２モータ（Ｍ２）は、空調装置のコンプレッサ（Ｃ）を駆動するモータ、オイルポンプ（Ｐ）を駆動するモータ、エンジン（Ｅ）を始動するモータの少なくとも何れかであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両。
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