JPH11308705A

JPH11308705A - ハイブリット駆動装置

Info

Publication number: JPH11308705A
Application number: JP11073998A
Authority: JP
Inventors: Yuji Tanaka; 裕士田中; Shigeo Tsuzuki; 繁男都築
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1998-04-21
Filing date: 1998-04-21
Publication date: 1999-11-05
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: JP3931425B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】モータジェネレータによる均等充電を可能と
し、均等充電のための施設やメンテナンスを不要とす
る。【解決手段】バッテリ４０における各モジュール４０
ａ間の電位差をセンサ４２によって検知しておき、該電
位差がしきい値以上となった場合には、エンジン１にて
モータジェネレータ２を駆動してバッテリ４０の均等充
電を行う。この均等充電中においては、駆動車輪の駆動
は、無段変速機Ｍを介して伝えられる内燃エンジン１の
駆動力により行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃エンジン及び
／又はモータジェネレータにて車両を駆動するハイブリ
ット駆動装置に係り、詳しくはバッテリの均等充電に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平９−７１１３８号公報に示
すように、無段変速装置（ＣＶＴ）を用いたハイブリッ
ド駆動装置が提案されている。そして、かかるハイブリ
ッド駆動装置においては、モータを駆動するために２０
０〜３００Ｖの高圧のバッテリが用いられている。

【０００３】ところで、このようなバッテリは、均一な
電圧（例えば、約１．２Ｖ）のセルが多数（２００〜３
００個）直列に接続されて構成されているが、充放電を
繰り返し行っていると各セルの電圧が均一でなくなり、
さらに充放電を繰り返すとその電圧差が次第に大きくな
ってバッテリの寿命が低下するという問題があった。

【０００４】かかる問題を解決する方法として、車両外
部の特別な充電装置を用い、車両を止めた状態で月１回
程度の頻度で各セルの電圧が均一になるように均等充電
を行う方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では均等充電のための施設（設備）を各所に配
置しなければならないという問題があった。また、該施
設まで均等充電のためにわざわざ行かなければならず、
そのメンテナンスが面倒という問題があった。

【０００６】また、車両外部の特別な充電装置からの充
電を必要としないハイブリット駆動車両も案出されてい
るが、このものは、パワー密度が高くかつ長寿命のバッ
テリを充分な安全率を見込んで数多く搭載する必要があ
り、ハイブリット駆動車両のコストアップの原因となっ
ている。

【０００７】そこで、本発明は、モータジェネレータに
よる均等充電を可能とし、もって上記課題を解決したハ
イブリット駆動装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
内燃エンジン（１）と、モータジェネレータ（２）と、
自動変速機（Ｍ）と、を備え、前記内燃エンジン及び／
又はモータジェネレータの出力を前記自動変速機（Ｍ）
を介して駆動車輪（５３）に伝達し、また前記内燃エン
ジン（１）の出力により前記モータジェネレータ（２）
にて発電してバッテリ（４０）に充電してなる、ハイブ
リット駆動装置（Ａ）において、前記バッテリ（４０）
を複数のモジュール（４０ａ）に分割すると共に各モジ
ュール間の電圧を検知する電圧検知手段（４２）と、該
電圧検知手段（４２）によって検知された各モジュール
間の電位差が所定値以上の場合に、前記各モジュール
（４０ａ）のバッテリが略々フル充電になるように、前
記モータジェネレータ（２）が前記内燃エンジン（１）
の動力によりバッテリ（４０）を充電すると共に、該内
燃エンジン（１）の動力が前記自動変速機（Ｍ）を介し
て駆動車輪（５３）を駆動する均等充電モード制御手段
（４７）と、を備えることを特徴とするハイブリット駆
動装置にある（図２参照）。

【０００９】請求項２に係る発明は、前記均等充電モー
ド制御手段（４７）は、前記バッテリ（４０）の充電を
行う場合において前記駆動車輪（５３）に伝達される必
要駆動力を維持するように、前記内燃エンジン（１）の
動力を増加させる、ことを特徴とする請求項１に記載の
ハイブリット駆動装置にある（図１０参照）。

【００１０】請求項３に係る発明は、前記各モジュール
（４０ａ）が略々フル充電になったか否かは、各モジュ
ール（４０ａ）間の電圧が下降したか否かで判断する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリット
駆動装置にある（図９参照）。

【００１１】請求項４に係る発明は、前記自動変速機
（Ｍ）は、プライマリシャフト（８）とセカンダリシャ
フト（１５）との間に配置されこれら両シャフト間のト
ルク比を無段に変速する無段変速装置（１１）と、前記
無段変速装置（１１）のプライマリ側に連動する第１の
回転要素（１９ｃ）、該無段変速装置（１１）のセカン
ダリ側に連動する第２の回転要素（１９ｓ）、前記第１
の回転要素（１９ｃ）及び第２の回転要素（１９ｓ）の
回転をトルク循環を生じる状態で合成して駆動車輪に出
力する第３の回転要素（１９ｒ）を有するプラネタリギ
ヤユニット（１９）と、を有し、前記無段変速装置（１
１）を、前記第３の回転要素（１９ｒ）がニュートラル
位置となるように自己収束するニュートラル制御と、該
ニュートラル位置から無段に変速する変速制御とを行う
無限変速機構（１８）を備えた無段変速機である、こと
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハ
イブリット駆動装置にある（図１参照）。

【００１２】請求項５に係る発明は、前記均等充電モー
ド制御手段（４７）は、前記バッテリ（４０）の残量容
量が所定値以下では急速充電を行う、ことを特徴とする
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のハイブリット駆
動装置にある（図９参照）。

【００１３】請求項６に係る発明は、前記均等充電モー
ド制御手段（４７）は、アクセル開度が所定値以上、或
は前記バッテリ（４０）の温度が所定値以上の場合に、
前記バッテリ（４０）の充電を中止する、ことを特徴と
する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のハイブリッ
ト駆動装置にある（図９参照）。

【００１４】なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであるが、何ら本発明の構成を限定する
ものではない。

【００１５】

【発明の効果】請求項１に係る発明によると、内燃エン
ジン（１）の動力によりバッテリ（４０）を充電するの
で、均等充電のための施設やメンテナンスが不要となる
ものでありながら、内燃エンジンによる均等充電によ
り、バッテリ容量の安全率を高く設定する必要がなく、
ハイブリット駆動車両のコストダウンを図ることができ
る。

【００１６】請求項２に係る発明によると、前記バッテ
リ（４０）の充電を行う場合においても前記駆動車輪
（５３）に伝達される必要駆動力は維持されるので、該
充電に伴う走行性能の低下を防止でき、該走行性能の低
下に伴ってドライバーが違和感を受けることもない。

【００１７】請求項３に係る発明によると、前記各モジ
ュール（４０ａ）が略々フル充電になったか否かは、各
モジュール（４０ａ）間の電圧が下降したか否かで正確
に判断できる。

【００１８】請求項４に係る発明によると、自動変速機
（Ｍ）として無限変速機構（１８）を有する無段変速機
を使用するようにしたので、駆動車輪（５３）に伝達さ
れる駆動力を大きくできるとともに、停車時には、入力
クラッチを解放することなく、無段変速装置（１１）の
変速比を制御するだけでトランスミッションの出力トル
クを０にできるニュートラル制御（ギヤニュートラル）
を行うことができるので、内燃エンジンの駆動力を発電
に用いることができる。また、発進時には、ギヤニュー
トラルからの大きなトルク比を得られる無限変速機構
（１８）に基づき、無段変速装置（１１）の変速比を制
御するだけで発進でき、モータジェネレータの駆動力を
必要としないので、定常走行時だけでなく、停車時、発
進時においても均等充電を中止する必要はない。

【００１９】請求項５に係る発明によると、前記バッテ
リ（４０）の残量容量が所定値以下では急速充電を行う
ようにしたので、均等充電を早期に終了できる。

【００２０】請求項６に係る発明によると、アクセル開
度が所定値以上、或は前記バッテリ（４０）の温度が所
定値以上の場合に、前記バッテリ（４０）の充電を中止
するようにしたので、急加速時の充電に伴う駆動力ロス
を回避でき、かつバッテリの寿命低下を防止できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。

【００２２】図１は、車載用ハイブリット駆動装置の全
体概略を示す図で、１は、ガソリンエンジン、ディーゼ
ルエンジン等の内燃エンジンであり、２は、ブラシレス
ＤＣモータ等のモータジェネレータである。なお、該モ
ータジェネレータ２は、上記モータに限らず、直流直巻
モータ、直流分差モータ、誘導モータ等の他のモータで
もよい。

【００２３】そして、エンジン１の出力軸１ａは、フラ
イホィール３等を介してシャフト４に連結されており、
該シャフト４とモータジェネレータ２のロータ２ａとの
間に入力クラッチ６が介在している。更に、エンジン出
力軸１ａ及びロータ２ａの中心軸と整列しかつ該ロータ
に連結しているプライマリシャフト８にはオイルポンプ
１０の回転側１０ａが連結されていると共に、ベルト式
無段変速装置（ＣＶＴ）１１のプライマリプーリ７が配
置されており、更にロークラッチＣ_L を介して動力伝達
されるスプロケット１３が回転自在に支持されている。

【００２４】また、プライマリシャフト８に平行してセ
カンダリシャフト１５が配置されており、該セカンダリ
シャフト１５には、前記ＣＶＴ１１のセカンダリプーリ
９、シンプルプラネタリギヤ１９、出力ギヤ２１、及び
前記スプロケット１３とチェーン２２を介して連動して
いるスプロケット２０が配置されている。上記プラネタ
リギヤ１９及びＣＶＴ１１は無限変速機構（ＩＶＴ）１
８を構成する。なお、ＣＶＴ１１には、ベルト式のもの
やトロイダル式のものが適用される。

【００２５】更に、カウンタ軸２３が配置されており、
該カウンタ軸２３には、前記セカンダリシャフト１５に
支持されている出力ギヤ２１に噛合する大歯車２５及び
小歯車２６が一体に固定されている。また、小歯車２６
はディファレンシャル装置２９のデフキャリヤに連結し
ているギヤ３０に噛合しており、該ディファレンシャル
装置２９は左右前輪に連結するフロントアクスルシャフ
ト３１ｌ，３１ｒにそれぞれ差動回転を出力する。上記
ＩＶＴ１８及び歯車２１，２５，２６，３０からなる最
終減速装置により無段変速機（自動変速機）Ｍを構成し
ている。

【００２６】つまり、本実施の形態に係るハイブリット
駆動装置Ａは、内燃エンジン１及び／又はモータジェネ
レータ２の出力を無段変速機Ｍを介して駆動車輪に伝達
するように構成されている。

【００２７】ついで、上述したＣＶＴ１１及びプラネタ
リギヤ１９から構成される無限変速機構（ＩＶＴ）１８
について、図２に沿って説明する。なお、該ＩＶＴの油
圧装置等の詳細は、本出願人による出願にて既に公開に
なっている以下の公開公報、特開平８−２６１３０３号
公報、特開平８−３２６８６０号公報、特開平８−３２
６８９３号公報、特開平９−１４４８３５号公報、特開
平９−１６６１９１号公報、特開平９−１６６２１５号
公報、特開平９−１７７９２８号公報を参照されたい。

【００２８】前記ロークラッチＣ_L の出力側に連結して
いるスプロケット１３，チェーン２２及びスプロケット
２０にて構成される定速伝動装置１６の回転と、前記プ
ライマリプーリ７、セカンダリプーリ９及びベルト１２
にて構成される前記ＣＶＴ１１の無段変速回転とが、プ
ラネタリギヤ１９にてトルク循環を生じるように合成さ
れる。即ち、前記プラネタリギヤ１９は、サンギヤ１９
ｓ、リングギヤ１９ｒ及びこれら両ギヤに噛合している
ピニオン１９ｐを回転自在に支持しているキャリヤ１９
ｃを有するシングルピニオンプラネタリギヤからなり、
前記サンギヤ１９ｓがＣＶＴ１１のセカンダリプーリ９
に連結されて第２の回転要素を構成し、前記リングギヤ
１９ｒが出力ギヤ２１に連結されて第３の回転要素を構
成し、前記キャリヤ１９ｃが定速伝動装置１６のセカン
ダリ側スプロケット２０に連結されて第１の回転要素を
構成している。

【００２９】また、前記プライマリプーリ７及びセカン
ダリプーリ９の油圧アクチュエータ７ｃ，９ｃはそれぞ
れ固定シーブボス部７ａ₁ ，９ａ₁ に固定されている仕
切り部材４５，４６及びシリンダ部材４７，４９と、可
動シーブ７ｂ，９ｂ背面に固定されているドラム部材５
０，５１及び第２ピストン部材５２，５３とを有してお
り、仕切り部材４５，４６が第２ピストン部材５２，５
３に油密状に嵌合すると共に、これら第２ピストン部材
５２，５３がシリンダ部材４７，４９及び仕切り部材４
５，４６に油密状に嵌合して、それぞれ第１の油圧室５
５，５６及び第２の油圧室５７，５９からなるダブルピ
ストン（ダブルチャンバ）構造となっている。

【００３０】そして、前記油圧アクチュエータ７ｃ，９
ｃにおける第１の油圧室５５，５６は、それぞれ可動シ
ーブ７ｂ，９ｂの背面がピストン面を構成しかつ該ピス
トン面の有効受圧面積が、プライマリ側及びセカンダリ
側にて等しくなっている。また、プライマリ側及びセカ
ンダリ側固定シーブボス部７ａ₁ ，９ａ₁ にはそれぞれ
第１の油圧室５５，５６に連通する油路及び第２の油圧
室５７，５９に連通する油路が形成されており、またプ
ライマリ側及びセカンダリ側の可動シーブ７ｂ，９ｂを
それぞれ固定シーブ７ａ，９ａに近づく方向に付勢する
プリロード用のスプリング６５，６６が縮設されてい
る。

【００３１】ついで、上記無限変速機構（ＩＶＴ）１８
に基づく作用について、図２ないし図６に沿って説明す
る。エンジン１及び／又はモータジェネレータ２の回転
は、プライマリシャフト（入力軸）８に伝達される。Ｄ
レンジおいて、ロークラッチＣ_L が接続してハイクラッ
チＣ_H が切断されているローモードにあっては、前記プ
ライマリシャフト８の回転は、プライマリプーリ７に伝
達されると共に、プライマリ側スプロケット１３、チェ
ーン２２及びセカンダリ側スプロケット２０からなる定
速伝動装置１６を介してプラネタリギヤ１９のキャリヤ
１９ｃに伝達される。一方、前記プライマリプーリ７の
回転は、後述する油圧アクチュエータ７ｃ，９ｃにより
プライマリ及びセカンダリプーリのプーリ比が適宜調節
されることにより無段に変速されてセカンダリプーリ９
に伝達され、更に該プーリ９の変速回転がプラネタリギ
ヤ１９のサンギヤ１９ｓに伝達される。

【００３２】プラネタリギヤ１９において、図３の速度
線図に示すように、定速伝動装置１６を介して定速回転
が伝達されるキャリヤ１９ｃが反力要素となって、ベル
ト式無段変速装置（ＣＶＴ）１１からの無段変速回転が
サンギヤ１９ｓに伝達され、これらキャリヤとサンギヤ
の回転が合成されてリングギヤ１９ｒを介して出力ギヤ
２１に伝達される。この際、出力ギヤ２１には反力支持
要素以外の回転要素であるリングギヤ１９ｒが連結され
ているため、前記プラネタリギヤ１９はトルク循環を生
じると共に、サンギヤ１９ｓとキャリヤ１９ｃとが同方
向に回転するため、出力軸５は零回転を挟んで正転（Ｌ
ｏ）及び逆転（Ｒｅｖ）方向に回転する。即ち、前記ト
ルク循環に基づき、出力軸３１ｌ，３１ｒの正転（前
進）方向回転状態では、ベルト式無段変速装置１１はセ
カンダリプーリ９からプライマリプーリ７へトルクが伝
達され、出力軸の逆転（後進）方向回転状態では、プラ
イマリプーリ７からセカンダリプーリ９へトルクが伝達
される。

【００３３】そして、ロークラッチＣ_L が切断されかつ
ハイクラッチＣ_H が接続されているハイモードにあって
は、定速伝動装置１６を介してのプラネタリギヤ１９へ
の伝達は断たれ、該プラネタリギヤ１９は、ハイクラッ
チＣ_H の係合により一体回転状態となる。従って、プラ
イマリシャフト８の回転は、専らベルト式無段変速装置
（ＣＶＴ）１１及びハイクラッチＣ_H を介して出力ギヤ
２１に伝達される。即ち、ＣＶＴ１１は、プライマリプ
ーリ７からセカンダリプーリ９に向けて動力伝達する。
更に、出力ギヤ２１の回転は、カウンタシャフト２３の
ギヤ２５，２６を介してディファレンシャル装置２９に
伝達され、左右のアクスル軸３１ｌ，３１ｒを介して左
右前輪に伝達される。

【００３４】図３の速度線図、図５の出力トルク図、図
６の出力回転数図にて示すように、ローモードにあって
は、ベルト式無段変速装置（以下ＣＶＴという）１１が
増速方向の限度（Ｏ／Ｄ端）にある場合（図３の線ａ位
置）、サンギヤ１９ｓが最大回転することに基づき、一
定回転数のキャリヤ１９ｃの回転に対してリングギヤ１
９ｒを逆転し、逆回転（ＲＥＶ）を出力ギヤ２１に伝達
する。そして、ＣＶＴ１１が減速（Ｕ／Ｄ）方向に変速
することにより、逆回転の回転数が減少し、プラネタリ
ギヤ１９及び定速伝動装置１６のギヤ比で定まる所定プ
ーリ比において、出力ギヤ２１の回転数が零になるギヤ
ニュートラル位置（ＧＮ）になる。更に、ＣＶＴ１１が
減速方向に変速することにより、リングギヤ１９ｒは正
転方向に切換えられ、出力ギヤ２１には該正転回転即ち
前進方向の回転が伝達される。この際、図５から明らか
なように、上記ギヤニュートラル位置ＧＮ近傍にあって
は、理論的には、出力ギヤ２１のトルクは無限大に発散
する。

【００３５】ついで、ＣＶＴ１１が減速方向（Ｕ／Ｄ）
端になると、ハイクラッチＣ_H が接続してハイモードに
切換えられる。該ハイモードにあっては、ＣＶＴ１１の
出力回転がそのまま出力ギヤ２１に伝達されるため、図
３の速度線図にあっては、ｂに示すように平行線とな
る。そして今度は、ＣＶＴ１１が増速（Ｏ／Ｄ）方向に
変速されるに従って、出力ギヤ２１の回転も増速方向に
変更され、その分伝達トルクは減少する。なお、図３に
おけるλは、サンギヤの歯数Ｚｓとリングギヤの歯数Ｚ
ｒとの比（Ｚｓ／Ｚｒ）である。

【００３６】なお、図４に示すパーキングレンジＰ及び
ニュートラルレンジＮにあっては、ロークラッチＣ_L 及
びハイクラッチＣ_H が共に切断されて、エンジンからの
動力は断たれる。この際、パーキングレンジＰにあって
は、ディファレンシャル装置２９がロックされて車軸３
１ｌ，３１ｒがロックされる。

【００３７】また、プライマリプーリ７は、その固定シ
ーブ７ａのボス部がプライマリシャフト８にスプライン
嵌合されており、該固定シーブボス部に可動シーブ７ｂ
が油圧アクチュエータ７ｃにより軸方向移動自在に支持
されている。一方、セカンダリプーリ９は、その固定シ
ーブ９ａがセカンダリシャフト１５と一体に構成されて
おり、該固定シーブ９ａに可動シーブ９ｂが油圧アクチ
ュエータ９ｃにより軸方移動自在に支持されている。

【００３８】そして、Ｄレンジ又はＲレンジにあり、車
速が所定速度以下にあって、かつアクセルペダルを離し
た状態にあると、制御部からギヤニュートラル信号が出
力して、プライマリ及びセカンダリの両油圧アクチュエ
ータ７ｃ，９ｃにおける第１の油圧室５５，５６に油圧
を供給した状態で、両第２の油圧室５７，５９の油圧を
解放し、両プーリ７，９の軸力を実質的に等しくする。
即ち、プライマリ及びセカンダリプーリの軸力の差を、
出力トルク方向が正の場合その時点でのＣＶＴの入力ト
ルク及びプーリ比から決定される前記両プーリの軸力の
差より、その大小関係を逆転させない範囲で小さい値
か、又は出力トルク方向が負の場合のその時点でのＣＶ
Ｔの入力トルク及びプーリ比から決定されるプライマリ
及びセカンダリプーリの軸力の差より、その大小関係を
逆転させない範囲で小さい値になるように制御する。

【００３９】これにより、ＣＶＴの前進域から又は後進
域からギヤニュートラル（ＧＮ）点に自己収束する力が
発生し、自動的に、ＩＶＴ１８はＧＮ点に移行・保持さ
れて、無負荷或は限りなく無負荷に近い状態となる。な
お、ＣＶＴ１１自体は、プライマリ及びセカンダリプー
リがベルト張力により拮抗した状態、即ちプーリ比が
１．０になる状態が安定状態にあり、該プーリ比１．０
に向って力Ｆ_A が発生し、従ってＩＶＴ１８がＧＮ点に
無負荷状態になると同時に、ＣＶＴ１１がプーリ比１．
０に向う力Ｆ_A が発生し、該無負荷状態でのプーリ比
１．０に向う力Ｆ_Aと、該力Ｆ_A によりＧＮ点から外れ
ることによる負荷状態でのＧＮ点に向う力Ｆ_N が、渦状
態となって前進クリープトルクが発生する（特願平８−
２６３３４４号参照）。

【００４０】そして、Ｄレンジにあっては、ロークラッ
チＣ_L が接続され、かつプライマリ及びセカンダリの前
記両第１の油圧室５５，５６に所定油圧が供給されてい
る状態で、セカンダリ側の第２の油圧室５９に油圧が徐
々に供給され、前記ギヤニュートラル（ＧＮ）点からセ
カンダリプーリ９の有効径が大きくなるアンダードライ
ブ（Ｕ／Ｄ）方向に移動し、この状態ではプライマリシ
ャフト８からロークラッチＣ_L 及び定速伝動装置１６を
介してプラネタリギヤ１９のキャリヤ１９ｃに伝達され
るトルクは、サンギヤ１９ｓを介して所定プーリ比によ
るＣＶＴ１１にて規制されつつ（トルク循環）、リング
ギヤ１９ｒを介して出力ギヤ２１に出力する。

【００４１】更に、ＣＶＴ１１がＵ／Ｄの所定位置以上
において、ロークラッチＣ_L を切断すると共にハイクラ
ッチＣ_H を接続し、かつプライマリ側の第２の油圧室５
７に油圧が供給されるように切換えられる。この状態で
は、プライマリシャフト８のトルクは、プライマリプー
リからセカンダリプーリ９に伝達されるＣＶＴにより、
適宜変速され、更にハイクラッチＣ_H を介して出力ギヤ
２１から取出される。なお、ダウンシフトは、上述の逆
の油圧制御により行なわれるが、ローモードにおけるダ
ウンシフトにあっては、所定プーリ比以下では機械的に
禁止されている。

【００４２】また、Ｒレンジにあっては、ロークラッチ
Ｃ_L が接続され、かつプライマリ及びセカンダリの前記
両第１の油圧室５５，５６に所定油圧が供給されている
状態で、プライマリ側の第２の油圧室５７に油圧が徐々
に供給され、前記ギヤニュートラル（ＧＮ）点からプラ
イマリプーリ７の有効径が大きくなるオーバードライブ
（Ｏ／Ｄ）方向に移動し、定速伝動装置１６とＣＶＴ１
１との回転がプラネタリギヤ１９で合成されて、定速回
転が変速回転より高い関係で、出力ギヤ２１に逆回転と
して取出される。

【００４３】図７は、ハイブリット駆動装置Ａの制御ブ
ロック図であるが、上述したモータジェネレータ２に
は、同図に示すようにバッテリ４０が接続されていて、
駆動車輪５３を駆動する際に電力の供給を受けるように
構成されている。このバッテリ４０は、直列に接続され
た多数（２００〜３００個）のセルにて構成されてお
り、複数のモジュール４０ａに分割されている。つま
り、各１つのモジュール４０ａは、複数（例えば、５０
個程度）のセルにて構成されることとなる。なお、バッ
テリはニッケル水素電池が好ましく、例えば１個が約
１．２Ｖの電圧のセルを複数個直列に接続して６０Ｖの
モジュールを構成し、該モジュールを５個直列に接続し
て全体で３００Ｖのハイブリット駆動用バッテリを構成
する。

【００４４】そして、このバッテリ４０には、各モジュ
ール４０ａ間の電圧を検知するセンサ（電圧検知手段）
４２と、バッテリ４０の温度を検知する温度センサ４１
とが取り付けられており、これらのセンサ４１，４２は
バッテリ制御部４３に接続されている。

【００４５】なお、４４はエンジン制御部、４５はイン
バータ、４６はＭ／Ｇ制御部、４７は車両制御部（均等
充電モード制御手段）、４８はＴ／Ｍ制御部、５０は車
速センサ、５１はモータ電流センサ、５２はバッテリ電
流センサである。

【００４６】そして、バッテリ制御部４３から車両制御
部４７には、均等充電要求、モジュール電圧、バッテリ
温度、バッテリ電流の各情報が入力されており、車両制
御部４７は、これらの情報を基にバッテリの均等充電制
御（詳細は後述）を行うようになっている。また、車両
制御部４７には、車速センサ５０から車速情報が入力さ
れ、アクセル開度θの情報が入力されており、車両制御
部４７からＴ／Ｍ制御部４８へはギヤ比要求値について
の情報が送られ、車両制御部４７からエンジン制御部４
４へはエンジン出力要求やスロットル開度指令値の各情
報が送られるようになっている。そして、この車両制御
部４７は、車速やアクセル開度の情報を基にエンジン制
御（詳細は後述）を行うようになっている。

【００４７】図８は、バッテリの均等充電制御の概略を
示すフローチャート図であり、センサ４２によって検知
された各モジュール４０ａ間の電位差がしきい値（例え
ば、０．３Ｖ）以上であるか、バッテリ４０の温度が４
５℃以下であるかの判断が行われる（Ｓ１，Ｓ２）。そ
して、該電位差がしきい値以上であって、かつバッテリ
４０の温度が４５℃以下である場合には、バッテリ制御
部４３から車両制御部４７に対して均等充電要求（図７
参照）がなされ、車両制御部４７は、バッテリが略々フ
ル充電になるように均等充電制御を行い（Ｓ３）、同時
に、エンジン１の駆動力を増加させるようなエンジン制
御を行って、駆動車輪に伝達される駆動力が変化しない
ようにする（Ｓ４）。

【００４８】なお、前記電位差がしきい値を超えたか否
かの判定（Ｓ１）は、＊車両システム起動時（すなわち、ドライバーがキー
をオンしたときであって、バッテリ開放時）＊所定以上の電流を放電したとき、のいずれか、又は両方で行えば良い。ここで、判定基準
となる電位差（図では０．３Ｖ）は判定時期に応じて異
ならせても良い。

【００４９】均等充電制御においては、内燃エンジン１
の出力によりモータジェネレータ２にて発電してバッテ
リ４０の充電を行うが、図９に示すように、バッテリ４
０の残存容量（ＳＯＣ）が９０％以下では大きな充電電
流を流して急速充電を行い（Ｓ３１）、ＳＯＣが９０％
以上となった場合には充電電流を小さく（例えば１Ａ程
度）して充電する（Ｓ３２，Ｓ３３）。このような充電
電流の制御は、バッテリ電流センサ５２で検知した値
（充電電流、すなわち、バッテリ電流）に基づき、モー
タトルク指令値（Ｔｍｇ）をフィードバック制御するこ
とにより行う。また、上述のように急速充電を行うこと
により、均等充電を早期に終了できる。

【００５０】なお、この均等充電中においては、駆動車
輪の駆動は、無限変速機構１８を介して伝えられる内燃
エンジン１の駆動力により行い、モータジェネレータ２
の駆動力は使用しない。つまり、停車時には、入力クラ
ッチ６を解放することなく無段変速装置の変速比を制御
するだけでトランスミッションの出力トルクを０にでき
るギヤニュートラルを形成できるので、内燃エンジン１
の駆動力を発電に用いることができる。また、発進時、
走行時にも、無段変速機１１を制御するだけで発進、走
行でき、モータジェネレータ２の駆動力を必要としない
走行が可能であるので、走行時だけでなく、停車時、発
進時にも均等充電を続けることができる。

【００５１】一方、均等充電中においてバッテリ４０の
温度がしきい値（４５℃以上）になった場合には、均等
充電を中止する（Ｓ３４，Ｓ３７）。これにより、バッ
テリ４０の寿命低下を防止できる。

【００５２】また、均等充電中においてフル加速（アク
セル開度９０％以上）されても、均等充電を一旦中断す
る（Ｓ３５，Ｓ３８）。これにより、エンジン１の全て
の駆動力を走行に用いることができ、急加速時の充電に
伴う駆動力ロスを回避できる。

【００５３】さらに、各モジュール４０ａ全てにおいて
電圧降下が始まった場合には、均等充電を終了する（Ｓ
３６）。これにより、各モジュール４０ａは略々フル充
電される。

【００５４】またさらに、バッテリ４０の均等充電中
に、ドライバの意志によりエンジンが停止された場合
は、当然に均等充電も終了となるが、このような場合に
は、エンジンが始動された時点で均等充電制御を再開す
る。

【００５５】なお、図中に示した数値（例えば、しきい
値温度４５℃や充電電流１Ａ）は、ニッケル水素バッテ
リの数値であり、他の種類のバッテリを用いた場合には
適宜変更すれば良い。

【００５６】図１０は、均等充電中のエンジン制御の詳
細を示すブロック図であり、図１１は、エンジンのアク
セル開度θ及び車速と駆動力との関係を示す図である。

【００５７】このエンジン制御においては、車両制御部
４７は、アクセル開度θとトランスミッションの出力回
転数Ｎ_t/m _out より、トランスミッションの出力トルク
Ｔ_t/m _out を決定する（Ｓ４１）。

【００５８】次に、このようにして決定した出力トルク
Ｔ_t/m _out を、トランスミッションのトルク比Ｉ_t/m で
割って、トランスミッションの入力トルクＴ_t/m _inを決
定する（Ｓ４２）。

【００５９】さらに、この入力トルクＴ_t/m _inに、Ｍ／
Ｇ回生トルクＴ_mgを加えて、エンジンの出力トルクＴ_e
を決定する（Ｓ４３）。

【００６０】このようにして決定された出力トルクＴ_e
に基づく信号が、車両制御部４７からエンジン制御部４
４に送られ、エンジン制御部４４は電子スロットルをコ
ントロールする。これにより、均等充電を行う場合にお
いては、エンジン１の駆動力は、Ｍ／Ｇ回生トルクＴ_mg
の分だけ増加され、駆動車輪に伝達される駆動力（すな
わち、車両走行に使われるトランスミッションの出力ト
ルクＴ_t/m _out ）は変化しない。これにより、均等充電
に伴う走行性能の低下を防止でき、該走行性能の低下に
伴ってドライバーが違和感を受けることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用し得るハイブリット駆動装置を示
す概略図。

【図２】その無限変速機構（ＩＶＴ）を示す正面断面
図。

【図３】その速度線図。

【図４】各クラッチの係合状態を示す図。

【図５】そのベルト式無段変速装置（ＣＶＴ）のトルク
比に関するＩＶＴの出力トルクの変化を示す図。

【図６】そのＣＶＴのトルク比に関するＩＶＴの出力回
転数の変化を示す図。

【図７】ハイブリット駆動装置の制御ブロック図。

【図８】バッテリの均等充電制御の概略を示すフローチ
ャート図。

【図９】均等充電制御の詳細を示すフローチャート図。

【図１０】均等充電中のエンジン制御の詳細を示すフロ
ーチャート図。

【図１１】エンジンのアクセル開度θ及び車速と駆動力
との関係を示す図。

【符号の説明】

１内燃エンジン２モータジェネレータ８プライマリシャフト１１無段変速装置（ＣＶＴ）１５セカンダリシャフト１８無限変速機構（ＩＶＴ）１９プラネタリギヤユニット１９ｃ第１の回転要素（キャリヤ）１９ｒ第３の回転要素（リングギヤ）１９ｓ第２の回転要素（サンギヤ）４０バッテリ４０ａモジュール４２電圧検知手段（センサ）４７均等充電モード制御手段（車両制御部）５３駆動車輪Ａハイブリット駆動装置Ｍ無段変速機（自動変速機）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃エンジンと、モータジェネレータ
と、自動変速機と、を備え、前記内燃エンジン及び／又
はモータジェネレータの出力を前記自動変速機を介して
駆動車輪に伝達し、また前記内燃エンジンの出力により
前記モータジェネレータにて発電してバッテリに充電し
てなる、ハイブリット駆動装置において、前記バッテリを複数のモジュールに分割すると共に各モ
ジュール間の電圧を検知する電圧検知手段と、該電圧検知手段によって検知された各モジュール間の電
位差が所定値以上の場合に、前記各モジュールのバッテ
リが略々フル充電になるように、前記モータジェネレー
タが前記内燃エンジンの動力によりバッテリを充電する
と共に、該内燃エンジンの動力が前記自動変速機を介し
て駆動車輪を駆動する均等充電モード制御手段と、を備えることを特徴とするハイブリット駆動装置。
【請求項２】前記均等充電モード制御手段は、前記バ
ッテリの充電を行う場合において前記駆動車輪に伝達さ
れる必要駆動力を維持するように、前記内燃エンジンの
動力を増加させる、ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリット駆動装
置。
【請求項３】前記各モジュールが略々フル充電になっ
たか否かは、各モジュール間の電圧が下降したか否かで
判断する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリット
駆動装置。
【請求項４】前記自動変速機は、プライマリシャフト
とセカンダリシャフトとの間に配置されこれら両シャフ
ト間のトルク比を無段に変速する無段変速装置と、前記無段変速装置のプライマリ側に連動する第１の回転
要素、該無段変速装置のセカンダリ側に連動する第２の
回転要素、前記第１の回転要素及び第２の回転要素の回
転をトルク循環を生じる状態で合成して駆動車輪に出力
する第３の回転要素を有するプラネタリギヤユニット
と、を有し、前記無段変速装置を、前記第３の回転要素がニュートラ
ル位置となるように自己収束するニュートラル制御と、
該ニュートラル位置から無段に変速する変速制御とを行
う無限変速機構を備えた無段変速機である、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
のハイブリット駆動装置。
【請求項５】前記均等充電モード制御手段は、前記バ
ッテリの残量容量が所定値以下では急速充電を行う、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
のハイブリット駆動装置。
【請求項６】前記均等充電モード制御手段は、アクセ
ル開度が所定値以上、或は前記バッテリの温度が所定値
以上の場合に、前記バッテリの充電を中止する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載
のハイブリット駆動装置。