(57)【要約】【課題】エンジンの動力を補助的に加えることなく、また大きな容量のモータを採用することなく、登坂路でも不足のない十分な出力トルクが得られるモータ駆動車両を提供する。【解決手段】モータの動力による走行に際し、閾値以上の斜度の登り状態の傾斜が検知された場合に、エンジンを非着火の状態でジェネレータを起動することにより油圧モジュールを動作させて同油圧モジュールが発する油圧をアキュームレータに蓄える。そして、上記閾値より大きい所定値以上の斜度の登り状態の傾斜が検知された場合に、アキュームレータ内の油圧を油圧クラッチに供給せしめて油圧クラッチを接続動作させ、この状態でジェネレータを動作させて同ジェネレータの動力をモータの動力に加える。【選択図】図１
2019006320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータおよびエンジンを動力源として備え、前記エンジンの始動用および前記エンジンの動力による発電用としてジェネレータを備えるモータ駆動車両において、
油圧を受けて接続動作する油圧クラッチ、この油圧クラッチに油圧を供給する油圧モジュール、前記モータの動力を当該車両の車軸に伝える第１伝達手段、前記エンジンの動力および前記ジェネレータの動力を前記油圧モジュールに伝えるとともにそのエンジンの動力およびジェネレータの動力を前記油圧クラッチを介して前記車軸に伝える第２伝達手段を含む動力伝達機構と、
油圧を蓄えるためのアキュームレータと、
当該車両の傾斜およびその斜度を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に応じて前記モータ、前記エンジン、前記ジェネレータ、および前記動力伝達機構を制御するコントロールユニットと、
を備え、
前記コントロールユニットは、
前記モータの動力を前記第１伝達手段により前記車軸に伝える走行に際し、閾値以上の斜度の登り状態の傾斜を前記検知手段が検知した場合に、前記エンジンを非着火の状態で前記ジェネレータを起動することにより前記油圧モジュールを動作させて同油圧モジュールが発する油圧を前記アキュームレータに蓄え、
前記モータの動力を前記第１伝達手段により前記車軸に伝える走行に際し、前記閾値より大きい所定値以上の斜度の登り状態の傾斜を前記検知手段が検知した場合に、前記アキュームレータ内の油圧を前記油圧クラッチに供給せしめて前記油圧クラッチを接続動作させ、この状態で前記ジェネレータを動作させて同ジェネレータの動力を前記第２伝達手段により前記車軸に伝える
ことを特徴とするモータ駆動車両。
【請求項２】
前記第１伝達手段は、前記車軸に連結されたディファレンシャルギヤ、および前記モータの動力を前記ディファレンシャルギヤに伝える第１トランスミッションを含み、
前記第２伝達手段は、前記エンジンの動力および前記ジェネレータの動力を前記油圧モジュールに伝えるとともにそのエンジンの動力およびジェネレータの動力を前記油圧クラッチを介して前記ディファレンシャルギヤに伝える第２トランスミッションを含む
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動車両。
【請求項３】
前記油圧モジュールは、前記エンジンの動力および前記ジェネレータの動力で動作して油を吐出する油圧ポンプ、この油圧ポンプが吐出する油を前記油圧クラッチに導く油供給管、この油供給管に配置された油圧調整弁および逆止弁を含む
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ駆動車両。
【請求項４】
前記油供給管における前記油圧調整弁の配置位置より上流側の位置と前記アキュームレータの油流入口とを連通する第１配管と、
前記アキュームレータの油流出口と前記油供給管における前記油圧調整弁の配置位置より上流側の位置とを連通する第２配管と、
前記第１配管に配置された第１開閉弁と、
前記第２配管に配置された第２開閉弁と、
をさらに備え、
前記コントロールユニットは、
前記油圧調整弁を全閉しかつ前記第２開閉弁を閉じた状態で前記第１開閉弁を開くことにより、前記油圧ポンプが発する油圧を前記アキュームレータに蓄え、
前記油圧調整弁を所定開度に開きかつ前記第１開閉弁を閉じた状態で前記第２開閉弁を開くことにより、前記アキュームレータ内の油圧を前記油圧クラッチに供給せしめる
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のモータ駆動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを動力源とするモータ駆動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを動力源とするモータ駆動車両たとえば電気自動車やハイブリッド自動車を運転する際に、車両が登坂路に入ると、走行速度が上がらないなど、思い通りの走行が困難になることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６８３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータだけでなくエンジンを搭載した車両であれば、エンジンの動力を補助的に加えることも可能であるが、エンジンの燃料を消費してしまう。
【０００５】
傾斜の大きい登坂路でも不足のない十分な出力トルクをモータだけで得ようとすると、大きな容量のモータを採用しなければならない。これは、バッテリ電源の大型化ひいては車両の大型化や重量増につながる。
【０００６】
本発明の目的は、エンジンの動力を補助的に加えることなく、また大きな容量のモータを採用することなく、登坂路でも不足のない十分な出力トルクが得られるモータ駆動車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明のモータ駆動車両は、モータおよびエンジンを動力源として備え、前記エンジンの始動用および前記エンジンの動力による発電用としてジェネレータを備えるものであって、動力伝達機構と、油圧を蓄えるためのアキュームレータと、当該車両の傾斜およびその斜度を検知する検知手段と、この検知手段の検知結果に応じて前記モータ、前記エンジン、前記ジェネレータ、および前記動力伝達機構を制御するコントロールユニットとを備える。前記動力伝達機構は、油圧を受けて接続動作する油圧クラッチ、この油圧クラッチに油圧を供給する油圧モジュール、前記モータの動力を当該車両の車軸に伝える第１伝達手段、前記エンジンの動力および前記ジェネレータの動力を前記油圧モジュールに伝えるとともにそのエンジンの動力およびジェネレータの動力を前記油圧クラッチを介して前記車軸に伝える第２伝達手段を含む。前記コントロールユニットは、前記モータの動力を前記第１伝達手段により前記車軸に伝える走行に際し、閾値以上の斜度の登り状態の傾斜を前記検知手段が検知した場合に、前記エンジンを非着火の状態で前記ジェネレータを起動することにより前記油圧モジュールを動作させて同油圧モジュールが発する油圧を前記アキュームレータに蓄える。さらに、前記コントロールユニットは、前記モータの動力を前記第１伝達手段により前記車軸に伝える走行に際し、前記閾値より大きい所定値以上の斜度の登り状態の傾斜を前記検知手段が検知した場合に、前記アキュームレータ内の油圧を前記油圧クラッチに供給せしめて前記油圧クラッチを接続動作させ、この状態で前記ジェネレータを動作させて同ジェネレータの動力を前記第２伝達手段により前記車軸に伝える。
【０００８】
請求項２に係る発明のモータ駆動車両は、請求項１に係る発明の前記第１伝達手段および前記第２伝達手段について限定している。前記第１伝達手段は、前記車軸に連結されたディファレンシャルギヤ、および前記モータの動力を前記ディファレンシャルギヤに伝える第１トランスミッションを含む。前記第２伝達手段は、前記エンジンの動力および前記ジェネレータの動力を前記油圧モジュールに伝えるとともにそのエンジンの動力およびジェネレータの動力を前記油圧クラッチを介して前記ディファレンシャルギヤに伝える第２トランスミッションを含む。
【０００９】
請求項３に係る発明のモータ駆動車両は、請求項１または請求項２に係る発明の前記油圧モジュールについて限定している。前記油圧モジュールは、前記エンジンの動力および前記ジェネレータの動力で動作して油を吐出する油圧ポンプ、この油圧ポンプが吐出する油を前記油圧クラッチに導く油供給管、この油供給管に配置された油圧調整弁および逆止弁を含む。
【００１０】
請求項４に係る発明のモータ駆動車両は、請求項１から請求項３のいずれか一項に係る発明において、さらに、前記油供給管における前記油圧調整弁の配置位置より上流側の位置と前記アキュームレータの油流入口とを連通する第１配管と、前記アキュームレータの油流出口と前記油供給管における前記油圧調整弁の配置位置より上流側の位置とを連通する第２配管と、前記第１配管に配置された第１開閉弁と、前記第２配管に配置された第２開閉弁とをさらに備える。そして、前記コントロールユニットは、前記油圧調整弁を全閉しかつ前記第２開閉弁を閉じた状態で前記第１開閉弁を開くことにより、前記油圧ポンプが発する油圧を前記アキュームレータに蓄える。また、前記コントロールユニットは、前記油圧調整弁を所定開度に開きかつ前記第１開閉弁を閉じた状態で前記第２開閉弁を開くことにより、前記アキュームレータ内の油圧を前記油圧クラッチに供給せしめる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、エンジンの動力を補助的に加えることなく、また大きな容量のモータを採用することなく、登坂路でも不足のない十分な出力トルクが得られる。エンジンの動力を補助的に加えないので、エンジンの燃料を消費しない。大きな容量のモータを採用しないので、バッテリ電源の大型化ひいては車両の大型化や重量増を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態の制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の一実施形態について説明する。モータ駆動車両である例えばハイブリッド自動車の要部を図１に示す。
【００１４】
動力伝達機構であるトランクアクスル１から車軸５０ａ，５０ｂが導出され、その車軸５０ａ，５０ｂにフロントタイヤ５１ａ，５１ｂが取付けられている。さらに、トランクアクスル１に、フロントモータ５２の回転軸（出力軸）５２ａ、エンジン５３の回転軸（出力軸）５３ａ、ジェネレータ５４の回転軸５４ａが連結されている。
【００１５】
トランクアクスル１は、油圧を受けて接続動作する油圧クラッチ１０、この油圧クラッチ１０に油圧を供給する油圧モジュール２０、上記車軸５０ａ，５０ｂに連結されたディファレンシャルギヤ（第１伝達手段）２、フロントモータ５２の動力（出力トルク）をディファレンシャルギヤ２に伝える第１トランスミッション（第１伝達手段）３、エンジン５３の動力およびジェネレータ５４の動力（出力トルク）を油圧モジュール２０に伝えるとともにそのエンジン５３の動力およびジェネレータ５４の動力を油圧クラッチ１０を介してディファレンシャルギヤ２に伝える第２トランスミッション（第２伝達手段）４を含む。
【００１６】
フロントモータ５２は、バッテリ電源５５の電圧により動作する。具体的には、バッテリ電源５５の直流電圧を所定周波数の交流電圧に変換するインバータが搭載されており、そのインバータの出力でフロントモータ５２が動作する。エンジン５３は、燃料と空気の混合気を着火し燃焼させる。
【００１７】
ジェネレータ５４は、エンジン５３の始動用（スタータ）およびエンジン５３の動力による発電用（発電機）として機能するモータである。すなわち、ジェネレータ５４は、スタータとして機能する場合はバッテリ電源５５の電圧により動作し、エンジン始動用の動力を第２トランスミッション４を介してエンジン５３に伝える。また、ジェネレータ５４は、発電機として機能する場合にエンジン５３の動力を第２トランスミッション４から受けて回転し、交流電圧を出力する。この交流電圧は直流変換回路により直流電圧に変換されてバッテリ電源５５に充電される。
【００１８】
油圧モジュール２０は、エンジン５３の動力およびジェネレータ５４の動力により動作して油を吐出する油圧ポンプ２１、この油圧ポンプ２１の吸込口と油タンク３０とを連通する油吸込管２２、油圧ポンプ２１が吐出する油を油圧クラッチ１０に導く油供給管２３、この油供給管２３に配置された油圧調整弁２４および逆止弁２５を含む。油圧調整弁２４は、油供給管２３における油の圧力を開度変化により調整する。逆止弁２５は、油圧クラッチ１０からの油の逆流を阻止する。
【００１９】
この油圧モジュール２０の近傍に、油圧を蓄えるためのアキュームレータ４０が配置されている。さらに、油供給管２３における油圧調整弁２４の配置位置より上流側の位置とアキュームレータ４０の油流入口とが第１配管４１により連通され、アキュームレータ４０の油流出口と油供給管２３における油圧調整弁２４の配置位置より上流側の位置とが第２配管４２により連通されている。そして、第１配管４１に電磁式の第１開閉弁４３が配置され、第２配管４２に電磁式の第２開閉弁４４が配置されている。
【００２０】
上記第１トランスミッション３、第２トランスミッション４、フロントモータ５２、エンジン５３、上記ジェネレータ５４、上記油圧調整弁２４、上記開閉弁４３，４４の制御用としてコントロールユニット６０が搭載され、そのコントロールユニット６０に速度センサ６１、アクセル開度センサ６２、傾斜センサ６３などが接続されている。
【００２１】
速度センサ６１は、当該ハイブリッド自動車の走行速度を検知する。アクセル開度センサ６２は、当該ハイブリッド自動車において運転者が操作するアクセル開度を検知する。傾斜センサ６３は、当該ハイブリッド自動車の傾斜およびその斜度を検知する。傾斜およびその斜度は、当該ハイブリッド自動車が走行する路面の傾斜に対応する。
【００２２】
そして、コントロールユニット６０は、主要な機能として次の（１）（２）の手段を有する。  
【００２３】
（１）フロントモータ５２の動力を第１トランスミッション３およびディファレンシャルギヤ２により車軸５０ａ，５０ｂに伝える走行に際し、傾斜センサ６３が閾値以上の斜度の登り状態の傾斜を検知した場合に、エンジン５３を非着火の状態でジェネレータ５４を起動することにより油圧モジュール２０を動作させて同油圧モジュール２０が発する油圧をアキュームレータ４０に蓄える第１制御手段。油圧調整弁２４を全閉しかつ第２開閉弁４４を閉じた状態で第１開閉弁４３を開くことにより、油圧ポンプ２１が発する油圧をアキュームレータ４０に蓄える。
【００２４】
（２）フロントモータ５２の動力を第１トランスミッション３およびディファレンシャルギヤ２により車軸５０ａ，５０ｂに伝える走行に際し、傾斜センサ６３が上記閾値よりわずかに大きい所定値以上の斜度の登り状態の傾斜を検知した場合に、アキュームレータ４０内の油圧を油圧クラッチ１０に供給せしめて油圧クラッチ１０を接続動作させ、この状態でジェネレータ５４を動作させて同ジェネレータ５４の動力を第２トランスミッション３および油圧クラッチ１０により車軸５０ａ，５０ｂに伝える第２制御手段。油圧調整弁２４を所定開度に開きかつ第１開閉弁４３を閉じた状態で第２開閉弁４４を開くことにより、アキュームレータ４０内の油圧を油圧クラッチ１０に供給せしめる。
【００２５】
つぎに、コントロールユニット６０が実行する制御を図２のフローチャートを参照しながら説明する。  
【００２６】
フロントモータ５２の動力のみで走行するモード、つまりフロントモータ５２の動力を第１トランスミッション３およびディファレンシャルギヤ２により車軸５０ａ，５０ｂに伝える走行に際し（ステップＳ１のＹＥＳ）、コントロールユニット６０は、傾斜センサ６３で検知される傾斜が閾値以上の斜度の登り状態の傾斜であるか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００２７】
傾斜センサ６３で検知される傾斜が閾値以上の斜度の登り状態の傾斜でない場合（ステップＳ２のＮＯ）、コントロールユニット６０は、蓄圧フラグｆを“０”にリセットし（ステップＳ１７）、フロントモータ５２の動力のみによる走行を継続する（ステップＳ１６）。そして、コントロールユニット６０は、ステップＳ１の判定に戻る。
【００２８】
傾斜センサ６３で検知される傾斜が閾値以上の斜度の登り状態の傾斜である場合（ステップＳ２のＹＥＳ）、コントロールユニット６０は、蓄圧状態を監視するための蓄圧フラグｆが“０”であるか否かを判定する（ステップＳ３）。蓄圧フラグｆが“０”であれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、コントロールユニット６０は、アキュームレータ４０に油圧の蓄えがないとの判断の下に、エンジン５３を非着火の状態でジェネレータ５４を起動する（ステップＳ４）。ジェネレータ５４が起動すると、その動力が第２トランスミッション４を介してエンジン５３および油圧ポンプ２１に伝わる。
【００２９】
この場合、ジェネレータ５４の動力でエンジン５３の回転軸５３ａが回転するが、着火しないのでエンジン５３は始動されない。ジェネレータ５４の動力で油圧ポンプ２１が動作し、油圧ポンプ２１から油が吐出される。
【００３０】
このジェネレータ５４の起動に伴い、コントロールユニット６０は、アキュームレータ４０に油圧を蓄える蓄圧処理を予め定めた所定時間だけ行う（ステップＳ５）。すなわち、コントロールユニット６０は、油圧調整弁２４を全閉しかつ第２開閉弁４４を閉じるとともに第１開閉弁４３を開く。これにより、油圧ポンプ２１から吐出される油が油供給管２３、第１配管４１、第１開閉弁４３を通ってアキュームレータ４０に流れる。アキュームレータ４０に流れた油は、第２配管４２の第２開閉弁４４が閉じているので、アキュームレータ４０から流出しない。
【００３１】
蓄圧処理の終了後、コントロールユニット６０は、ジェネレータ５４を停止し（ステップＳ６）、かつ蓄圧処理が終了したことの指標として蓄圧フラグに“１”をセットする（ステップＳ７）。
【００３２】
続いて、コントロールユニット６０は、傾斜センサ６３で検知される傾斜が上記閾値より大きい所定値以上の斜度の登り状態の傾斜であるか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００３３】
傾斜センサ６３で検知される傾斜が所定値以上の斜度の登り状態の傾斜でない場合（ステップＳ８のＮＯ）、コントロールユニット６０は、フロントモータ５２の動力のみによる走行を継続する（ステップＳ１６）。そして、コントロールユニット６０は、最初のステップＳ１の判定に戻る。
【００３４】
最初のステップＳ１の判定に戻った段階で、コントロールユニット６０は、フロントモータ５２の動力のみによる走行が継続し（ステップＳ１のＹＥＳ）、しかも傾斜センサ６３で検知される傾斜が閾値以上の登り状態のままであれば（ステップＳ２のＹＥＳ）、蓄圧フラグｆが“０”であるか否かを判定する（ステップＳ３）。このとき、蓄圧フラグｆは“１”にセットされているので（ステップＳ３のＮＯ）、コントロールユニット６０は、ステップＳ４〜Ｓ７の処理をスルーし、傾斜センサ６３で検知される傾斜が所定値以上の斜度の登り状態であるか否かを再び判定する（ステップＳ８）。
【００３５】
傾斜センサ６３で検知される斜度が所定値以上の斜度の登り状態である場合（ステップＳ８のＹＥＳ）、コントロールユニット６０は、アキュームレータ４０の蓄圧を利用して油圧クラッチ１０を接続動作させる（ステップＳ９）。すなわち、コントロールユニット６０は、油圧調整弁２４を所定開度に開きかつ第１開閉弁４３を閉じるとともに第２開閉弁４４を開く。これにより、アキュームレータ４０内の油が第２配管４２、開閉弁４４、油供給管２３、油圧調整弁２４、逆止弁２５に通って油圧クラッチ１０に流れる。
【００３６】
この油圧クラッチ１０の接続動作に伴い、コントロールユニット６０は、蓄圧フラグを“０”にリセットし（ステップＳ１０）、かつジェネレータ５４を起動する（ステップＳ１１）。そして、コントロールユニット６０は、アクセル開度センサ６２の検知結果に応じてフロントモータ５２の出力トルクおよびジェネレータ５４の出力トルクを制御しながら、そのフロントモータ５２の動力およびジェネレータ５４の動力による走行を行う（ステップＳ１２）。
【００３７】
このように、登り状態の傾斜の斜度が所定値以上に増した場合はジェネレータ５４の動力をフロントモータ５２の動力に対して補助的に加えることにより、斜度が増した登坂路でもこれまでと同じ走行速度を維持できるなど、運転者の思い通りの走行が可能となる。前方を走行する他車両をストレスなく追い越すことも可能である。斜度が大きい登坂路で停車した後の発進いわゆる坂道発進に際しても、遅れのないスムーズな発進が可能となる。
【００３８】
ジェネレータ５４の動力を補助的に加える構成であるから、フロントモータ５２の大型化が不要であり、よってバッテリ電源５５の大型化ひいては車両の大型化や重量増を回避できる。また、エンジン５３は停止したままなので、エンジン５３の燃料の余計な消費を抑えることができる。
【００３９】
スタータおよび発電機として用いるジェネレータ５４はモータとしての容量が大きくなく、しかもジェネレータ５４の動力の一部が第２トランスミッション４の動きおよびエンジン５３の回転に費やされるので、油圧クラッチ１０を接続動作に必要な油圧をジェネレータ５４の一時的な定格出力だけで賄うことはできない。この点を考慮し、本実施形態では、登り状態の傾斜の斜度が所定値より低い閾値以上になった時点でジェネレータ５４を所定時間にわたり動作させ、このジェネレータ５４の動力で油圧ポンプ２１を動作させながらその油圧ポンプ２１が発する油圧をアキュームレータ４０に蓄えておき、蓄えた油圧を補助の必要時に油圧クラッチ１０に供給するので、油圧クラッチ１０を確実に接続動作させることができる。
【００４０】
ステップＳ１２におけるフロントモータ５２の動力およびジェネレータ５４の動力による走行に伴い、コントロールユニット６０は、傾斜センサ６３で検知される傾斜が所定値未満の斜度の登り状態であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００４１】
傾斜センサ６３で検知される傾斜が所定値未満の斜度の登り状態である場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、コントロールユニット６０は、第２開閉弁４４を閉じてアキュームレータ４０から油圧クラッチ１０への油圧の供給を遮断し、これにより油圧クラッチ１０の接続動作を解除する（ステップＳ１４）。これに伴い、コントロールユニット６０は、ジェネレータ５４を停止し（ステップＳ１５）、フロントモータ５２の動力のみによる走行に復帰する（ステップＳ１６）。そして、コントロールユニット６０は、最初のステップＳ１の判定に戻る。
【００４２】
なお、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４３】
１…トランスアクスル（動力伝達機構）、２…ディファレンシャルギヤ、３…第１トランスミッション、４…第２トランスミッション、１０…油圧クラッチ、２０…油圧モジュール、２１…油圧ポンプ、２２…油吸込管、２３…油供給管、２４…油圧調整弁、２５…逆止弁、４０…アキュームレータ、４１…第１配管、４２…第２配管、４３…第１開閉弁、４４…第２開閉弁、５０ａ，５０ｂ…車軸、５１ａ，５１ｂ…フロントタイヤ、５２…フロントモータ、５３…エンジン、５４…ジェネレータ、６０…コントロールユニット、６３…傾斜センサ
【図１】
2019006320.tif 000003
【図２】
2019006320.tif 000004