(57)【要約】【課題】ハイブリッド自動車用の省スペースかつ低コストの車両駆動機構を提供する。【解決手段】車両駆動機構１００は、エンジン１の出力軸３とモータジェネレータ２の回転軸４とがプーリ５，６およびベルト７によって所定の回転比率で連れ回りするように構成されており、エンジン回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ１１のみを有している。モータジェネレータ制御ユニット１５の回転数算出手段１５ａは、クランク角センサ１１によって検出されるエンジン回転数Ｎｅとプーリ５，６の比率によって決まる所定の回転比率とに基づいて、モータジェネレータ回転数Ｎｍを算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸と発電電動機の回転軸とが所定の回転比率で連れ回りする車両駆動機構であって、
前記内燃機関の回転数を検出する第１の回転数検出手段、または前記発電電動機の回転数を検出する第２の回転数検出手段のいずれか一方のみを有し、
前記第２の回転数検出手段のみを有する場合には、該第２の回転数検出手段によって検出される前記発電電動機の回転数と前記所定の回転比率とに基づいて前記内燃機関の回転数を算出する第１の回転数算出手段を備え、
前記第１の回転数検出手段のみを有する場合には、該第１の回転数検出手段によって検出される前記内燃機関の回転数と前記所定の回転比率とに基づいて前記発電電動機の回転数を算出する第２の回転数算出手段を備える
ことを特徴とする、車両駆動機構。
【請求項２】
前記内燃機関の回転数を検出する前記第１の回転数検出手段のみを有し、該第１の回転数検出手段によって検出される前記内燃機関の回転数と前記所定の回転比率とに基づいて前記発電電動機の回転数を算出する前記第２の回転数算出手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両駆動機構。
【請求項３】
前記発電電動機の回転数を検出する前記第２の回転数検出手段のみを有し、該第２の回転数検出手段によって検出される前記発電電動機の回転数と前記所定の回転比率とに基づいて前記内燃機関の回転数を算出する前記第１の回転数算出手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両駆動機構に係り、特にハイブリッド自動車の車両駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとモータジェネレータを動力源として備えるハイブリッド自動車の普及が始まっている。そのようなハイブリッド自動車の中には、エンジンの出力軸とモータジェネレータの回転軸とが例えばプーリおよびベルトによって連結され、所定の回転比率で連れ回りする構成を有するものがある。
【０００３】
エンジンとモータジェネレータという２つの動力源を備えるハイブリッド自動車を制御するためには、エンジン回転数とモータジェネレータ回転数とをそれぞれ取得する必要がある。そのため、一般的には、エンジンとモータジェネレータのそれぞれに回転数を検出するためのセンサが取り付けられる。
【０００４】
また、特許文献１には、ハイブリッド自動車の発明ではないが、エンジンによって駆動されるオルタネータを備える建設機械において、オルタネータの出力信号の立ち上がりごとにパルスを発生させ、このパルス信号の間隔を計測することによってエンジン回転数を検出する発明が記載されている。この発明によれば、エンジン自体に回転数を検出するためのセンサを取り付ける必要はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−５７８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般的に行われているように、エンジンとモータジェネレータのそれぞれに回転数を検出するためのセンサを取り付ける方法では、エンジンルーム内のスペースが圧迫されると共に高コストとなるという問題がある。また、特許文献１に記載されている方法では、エンジン自体にセンサを取り付ける必要はないものの、エンジン回転数を検出するためのセンサに相当する部品をモータジェネレータ側に取り付けているだけであり、全体として見た場合の専有スペースとコストが低減されるわけではない。
【０００７】
この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、ハイブリッド自動車用の省スペースかつ低コストの車両駆動機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明に係る車両駆動機構では、内燃機関（エンジン）の出力軸と発電電動機（モータジェネレータ）の回転軸とが所定の回転比率で連れ回りする車両駆動機構であって、内燃機関の回転数を検出する第１の回転数検出手段、または発電電動機の回転数を検出する第２の回転数検出手段のいずれか一方のみを有し、第２の回転数検出手段のみを有する場合には、当該第２の回転数検出手段によって検出される発電電動機の回転数と上記所定の回転比率とに基づいて内燃機関の回転数を算出する第１の回転数算出手段を備え、第１の回転数検出手段のみを有する場合には、当該第１の回転数検出手段によって検出される内燃機関の回転数と上記所定の回転比率とに基づいて発電電動機の回転数を算出する第２の回転数算出手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
内燃機関の回転数を検出する第１の回転数検出手段のみを有し、当該第１の回転数検出手段によって検出される内燃機関の回転数と上記所定の回転比率とに基づいて発電電動機の回転数を算出する第２の回転数算出手段を備えてもよい。
【００１０】
発電電動機の回転数を検出する第２の回転数検出手段のみを有し、当該第２の回転数検出手段によって検出される発電電動機の回転数と上記所定の回転比率とに基づいて内燃機関の回転数を算出する第１の回転数算出手段を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、省スペースかつ低コストの車両駆動機構を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両駆動機構の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る車両駆動機構の構成を示す図である。
【図３】この発明のその他の実施の形態に係る車両駆動機構の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るハイブリッド自動車の車両駆動機構１００の構成を図１に示す。
【００１４】
車両駆動機構１００は、ガソリン燃料を内部で燃焼させて動力を発生させるエンジン１と、電動機および発電機として動作可能なモータジェネレータ２とを備えている。エンジン１の出力軸３の一端とモータジェネレータ２の回転軸４とは、プーリ５，６を介してベルト７によって連結されており、出力軸３と回転軸４とはプーリ５，６の比率によって決まる所定の回転比率で連れ回りする。また、エンジン１の出力軸３の他端は、トランスミッション８およびディファレンシャル９を介して車軸１０に連結されている。さらに、エンジン１には、エンジン回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ１１が取り付けられている。
【００１５】
また、車両駆動機構１００は、電力コンバータ１２とバッテリ１３とを備えている。車両の発進時等には、バッテリ１３から出力される直流電力が電力コンバータ１２によって交流電力に変換されてモータジェネレータ２に供給され、モータジェネレータ２が電動機として動作して回転軸４を駆動する。モータジェネレータ２の回転軸４が駆動されると、その回転駆動力がベルト７およびプーリ５，６を介してエンジン１の出力軸３に伝達され、エンジン１による車軸１０の駆動が補助される。一方、車両の減速時等には、エンジン１からの回生動力がベルト７およびプーリ５，６を介して発電電動機２の回転軸４に伝達され、モータジェネレータ２が発電機として動作して交流電力を発電する。この交流電力は電力コンバータ１２によって直流電力に変換され、バッテリ１３に充電される。
【００１６】
さらに、車両駆動機構１００は、エンジン制御ユニット１４と、モータジェネレータ制御ユニット１５とを備えている。エンジン制御ユニット１４とモータジェネレータ制御ユニット１５は、ともにマイクロコンピュータによって構成されており、車載ネットワークを構成するＣＡＮバス１６に接続されている。
【００１７】
エンジン制御ユニット１４は、クランク角センサ１１によって検出されるエンジン回転数Ｎｅに基づいて燃料噴射量や過給圧を調整することによって、エンジン１の回転数やトルクを制御する。また、エンジン制御ユニット１４は、クランク角センサ１１によって検出されるエンジン回転数Ｎｅの情報を、ＣＡＮバス１６を介してモータジェネレータ制御ユニット１５に送信する。
【００１８】
一方、モータジェネレータ制御ユニット１５は、電力コンバータ１２を操作することによってモータジェネレータ２を制御するものであり、その内部に回転数算出手段１５ａを備えている。回転数算出手段１５ａは、エンジン制御ユニット１４からＣＡＮバス１６を介して受信されるエンジン回転数Ｎｅの情報と、プーリ５，６の比率によって決まる所定の回転比率とに基づいて、モータジェネレータ２の回転数Ｎｍを算出する。そして、モータジェネレータ制御ユニット１５は、モータジェネレータ２が電動機として動作する際には、自身の回転数算出手段１５ａによって算出したモータジェネレータ回転数Ｎｍに基づいて電力変換ユニット１２からモータジェネレータ２に供給される交流電力の周波数および電流値を制御することによって、モータジェネレータ２の回転数およびトルクを制御する。
【００１９】
以上説明したように、この実施の形態１に係るハイブリッド自動車の車両駆動機構１００では、エンジン１の出力軸３とモータジェネレータ２の回転軸４とがプーリ５，６およびベルト７によって所定の回転比率で連れ回りするように構成されており、エンジン回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ１１のみを有している。モータジェネレータ制御ユニット１５の回転数算出手段１５ａは、クランク角センサ１１によって検出されるエンジン回転数Ｎｅとプーリ５，６の比率によって決まる所定の回転比率とに基づいて、モータジェネレータ回転数Ｎｍを算出する。これにより、モータジェネレータ回転数Ｎｍを検出するためのセンサが不要になるため、エンジン回転数Ｎｅを検出するセンサとモータジェネレータ回転数Ｎｍを検出するセンサの両方を備える場合に比べて、省スペースかつ低コストの車両駆動機構とすることができる。
【００２０】
なお、車両の発進時にエンジン１を始動する際には、モータジェネレータ制御ユニット１５は、エンジン冷却水温度等に基づいてエンジン１のフリクショントルクを推定し、それを上回るトルクを出力するようにモータジェネレータ２を制御する。モータジェネレータ２が出力するトルクは、ベルト７およびプーリ５，６を介してエンジン１に伝達され、エンジン１の始動が補助される。このとき、モータジェネレータ制御ユニット１５は、ＣＡＮバス１６を介して受信されるエンジン回転数Ｎｅを監視し、回転数Ｎｅが期待通りに上昇しない場合には、ベルト７が破損しておりモータジェネレータ２からエンジン１への動力伝達が適切に行われていないと判断することができる。
【００２１】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るハイブリッド自動車の車両駆動機構２００の構成を図２に示す。実施の形態１に係る車両駆動機構１００がエンジン回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ１１のみを備えていたのに対して、この実施の形態２に係る車両駆動機構２００では、モータジェネレータ回転数Ｎｍを検出するセンサであるエンコーダ２１６のみを備えている。なお、以降の説明において、図１の参照符号と同一の符号は、同一または同様の構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
モータジェネレータ制御ユニット２１５は、エンコーダ２１６によって検出されるモータジェネレータ回転数Ｎｍに基づいてモータジェネレータ２を制御すると共に、モータジェネレータ回転数Ｎｍの情報を、ＣＡＮバス１６を介してエンジン制御ユニット２１４に送信する。
【００２３】
一方、エンジン制御ユニット２１４の回転数算出手段２１４ａは、モータジェネレータ制御ユニット２１５からＣＡＮバス１６を介して受信されるモータジェネレータ回転数Ｎｍの情報と、プーリ５，６の比率によって決まる所定の回転比率とに基づいて、エンジン回転数Ｎｅを算出する。そして、エンジン制御ユニット２１４は、回転数算出手段２１４ａによって算出したエンジン回転数Ｎｅに基づいて、エンジン１を制御する。
【００２４】
以上説明したように、この実施の形態２に係るハイブリッド自動車の車両駆動機構２００では、エンジン１の出力軸３とモータジェネレータ２の回転軸４とがプーリ５，６およびベルト７によって所定の回転比率で連れ回りするように構成されており、モータジェネレータ回転数Ｎｍを検出するエンコーダ２１６のみを有している。エンジン制御ユニット２１４の回転数算出手段２１４ａは、エンコーダ２１６によって検出されるモータジェネレータ回転数Ｎｍとプーリ５，６の比率によって決まる所定の回転比率とに基づいて、エンジン回転数Ｎｅを算出する。これにより、エンジン回転数Ｎｅを検出するためのセンサが不要になるため、エンジン回転数Ｎｅを検出するセンサとモータジェネレータ回転数Ｎｍを検出するセンサの両方を備える場合に比べて、省スペースかつ低コストの車両駆動機構とすることができる。
【００２５】
その他の実施の形態．
実施の形態１，２では、エンジン回転数Ｎｅを検出するクランク角センサ１１、またはモータジェネレータ回転数Ｎｍを検出するセンサであるエンコーダ２１６のいずれか一方のみを有する構成とすることによって、省スペースかつ低コストの車両駆動機構とすることを意図していた。しかしながら、図３に示されるように、両方のセンサ１１，２１６を備えながら、２つの制御ユニット３１４，３１５がともに回転数算出手段３１４ａ，３１５ａを備える構成をとってもよい。図３に示される構成では、制御ユニット３１４，３１５は、通常動作時には各センサ１１，２１６から直接検出される回転数Ｎｅ，Ｎｍに基づいて制御を行い、どちらか一方のセンサが故障した場合には、センサの故障によって検出できなくなった回転数を、他方のセンサによって検出される回転数とプーリ５，６の比率によって決まる所定の回転比率とに基づいて算出することができる。これにより、車両駆動機構３００では耐故障性が向上する。また、制御ユニット２１４，３１５において、一方のセンサから直接検出される回転数と他方のセンサからプーリ比に基づいて算出される回転数とを常に比較するようにしておけば、両者の不一致を検出することによって、センサの故障やベルトのスリップを検出することができる。
【００２６】
実施の形態１，２では、エンジン１の出力軸３とモータジェネレータ２の回転軸４とが所定の回転比率で連れ回りするように構成するために、プーリ５，６およびベルト７を使用していた。しかしながら、その他の手段を使用することによって、エンジン１とモータジェネレータ２とを所定の回転比率で連れ回りさせてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１００，２００，３００  車両駆動機構、１  エンジン（内燃機関）、２  モータジェネレータ（発電電動機）、３  出力軸、４  回転軸、５  プーリ、６  プーリ、７  ベルト、１１  クランク角センサ（第１の回転数検出手段）、２１４ａ，３１４ａ  回転数算出手段（第１の回転数算出手段）、１５ａ，３１５ａ  回転数算出手段（第２の回転数算出手段）、２１６  エンコーダ（第２の回転数検出手段）Ｎｅ  エンジン回転数（内燃機関の回転数）、Ｎｍ  モータジェネレータ回転数（発電電動機の回転数）。
【図１】
2014008883.tif 000003
【図２】
2014008883.tif 000004
【図３】
2014008883.tif 000005