(57)【要約】【課題】  エンジン再始動時のバッテリからの供給電力の不足を防ぐ。【解決手段】  駆動装置は、エンジン２００のアイドル時に、予め定められた条件を満足すると、エンジン２００を一時的に停止させるハイブリッドＥＣＵ１００と、エンジンの一時的な停止からの復帰条件に基づいて、バッテリの電圧値と同じ電圧値の電力を用いてエンジンを再始動させるモータジェネレータ６００と、電力を蓄電するキャパシタ４００と、エンジンを再始動する際、キャパシタ４００からモータジェネレータ６００に電力が供給され、バッテリ３００の電圧の低下を抑制するように、キャパシタ４００とバッテリ３００とを接続する接続回路５００とを含む。モータジェネレータ６００は、接続回路５００に接続され、バッテリ４００とキャパシタ３００を蓄電させる回生電力を、バッテリ３００の電圧値と同じ電圧値で車両の回生制動時に発生する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、電気機器と、前記電気機器に電力を供給するバッテリとを搭載した車両の駆動装置であって、
前記エンジンのアイドル時に、予め定められた条件を満足すると、前記エンジンを一時的に停止させるための制御手段と、
前記エンジンの一時的な停止からの復帰条件に基づいて、前記バッテリの電圧値と同じ電圧値の電力を用いて前記エンジンを再始動させる再始動機と、
電力を蓄電するキャパシタと、
前記エンジンを再始動する際、前記キャパシタから前記再始動機に電力が供給され、前記バッテリの電圧の低下を抑制するように、前記キャパシタと前記バッテリとを接続するための接続手段と、
前記接続手段に接続され、前記バッテリと前記キャパシタとを蓄電させる回生電力を発生する発電機とを含む、車両の駆動装置。
【請求項２】
前記発電機は、前記車両の回生制動時に、前記バッテリの電圧値と同じ電圧値で、前記回生電力を発生する、請求項１に記載の車両の駆動装置。
【請求項３】
前記接続手段は、前記バッテリと前記キャパシタとを並列に接続するための手段を含む、請求項１または２に記載の車両の駆動装置。
【請求項４】
前記再始動機および前記発電機は、同一の機器である、請求項１ないし３のいずれかに記載の車両の駆動装置。
【請求項５】
エンジンと、前記エンジンを始動するスタータモータと、電気機器と、前記電気機器に電力を供給するバッテリとを搭載した車両の駆動装置であって、
前記エンジンのアイドル時に、予め定められた条件を満足すると、前記エンジンを一時的に停止させるための制御手段と、
前記エンジンの一時的な停止からの復帰条件に基づいて、前記エンジンを再始動させる再始動機と、
前記バッテリの電圧値と同じ電圧値のキャパシタと、
予め定められた条件に基づいて、前記バッテリおよび前記キャパシタの少なくともいずれか一方を選択し、前記再始動機およびスタータモータのいずれか一方に電力を供給させて、前記再始動機およびスタータモータのいずれか一方を駆動させる制御回路とを含む、車両の駆動装置。
【請求項６】
前記予め定められた条件は、前記エンジンを再始動させる場合、前記キャパシタを優先して選択し、電力を前記再始動機に供給させて、前記再始動機を駆動させ、前記キャパシタを用いて前記エンジンを再始動できない場合は、前記バッテリを選択し、電力を前記再始動機に供給させて、前記再始動機を駆動させるという条件である、請求項５に記載の車両の駆動装置。
【請求項７】
前記車両には、運転者の前記エンジンに対する始動要求を検知するスイッチが搭載され、
前記予め定められた条件は、前記スイッチがオンされた場合、前記バッテリを選択し、電力を前記スタータモータに供給させ、前記スタータモータを駆動させるという条件である、請求項５に記載の車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動装置に関し、特に、エンジンがアイドル状態となった場合にエンジンを一時的に停止させ、復帰条件に基づいて自動でエンジンを再始動させるアイドルストップシステムを備えた車両の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両停止時（エンジンのアイドル時）において、エンジンを自動停止するアイドルストップシステムやエコランシステム（エコノミーランニングシステム）が知られている。このシステムにより、車両停止中の不要なエンジン駆動を低減して燃料の消費を抑制し、排気ガスを削減することができる。このようなシステムにおいては、エアコンやオーディオなどの電気機器類に電力を供給する補機バッテリとは別に、エンジンを再始動させるモータジェネレータやスタータモータなどに電力を供給するバッテリやキャパシタが搭載されている。
【０００３】
特開２００２−２１３２７９号公報（特許文献１）は、車両停止時にエンジンを自動停止するエコランシステムを搭載した車両を開示する。特許文献１に開示されたエコランシステムは、高圧電源用のバッテリ（３６［Ｖ］）と、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して高圧電源用のバッテリに接続された低圧電源用のバッテリ（１２［Ｖ］）と、高圧電源用のバッテリに接続されたモータジェネレータとを含む。高圧電源用のバッテリは、モータジェネレータに電力を供給し、モータジェネレータを駆動させる。モータジェネレータの駆動力は、プーリを介してエンジンのクランク軸に入力される。また、回生制動時には、クランク軸を介してモータジェネレータが駆動させられる。このとき、モータジェネレータは発電機として作動する。モータジェネレータにより発電された電力は、高圧電源用のバッテリに蓄電される。また、高圧電源用のバッテリの電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータにより降圧されて、低圧電源用のバッテリに蓄電される。低圧電源用のバッテリが放電する電力は、車両に搭載されている各種機器に供給される。
【０００４】
この公報に記載のエコランシステムによると、車両停止時にはエンジンを停止させて、燃料の消費を抑制することができ、エンジンの再始動時には、高圧電源用のバッテリから電力を供給してモータジェネレータを駆動させて車両を発進させるとともに、エンジンを再始動させることができる。
【０００５】
特開２００２−２３８１０３号公報（特許文献２）は、エンジンの始動時や車両の走行中に使用する１２［Ｖ］バッテリの電力を温存し、１２［Ｖ］バッテリに対する充電量を減少して、発電機の動作によるエンジン負荷を軽減して燃費を低減するとともに、減速エネルギをキャパシタに回収させ、燃料を必要としない車両の減速時の発電（回生）を利用して発電機の回生運転の効率を向上する車両用発電制御装置を開示する。特許文献２に記載の車両用発電制御装置は、車両に搭載されたエンジンによって駆動される発電機の発電状態を制御する車両用発電制御装置である。この制御装置は、車両の減速状態を検出する減速検出部を設け、発電機に常時接続される車両用主電源である１２［Ｖ］バッテリを設け、電源接続条件を満たした場合にのみ発電機と接続可能な車両用副電源であるキャパシタを設け、車両の減速時あるいはキャパシタの容量が予め定められた値よりも大きいときには、発電機とキャパシタとを接続する切替部を含む。切替部は、エンジンの始動時に、バッテリを電源として使用する。
【０００６】
この公報に開示された発明によると、車両の減速時あるいはキャパシタの容量が予め定められた値よりも大きいときには、発電機とキャパシタとを接続するので、車両の減速時に、キャパシタに十分な充電をすることが可能となる。そのため、車両の停止後におけるエンジンの停止時（自動停止始動システムを備えた車両）、あるいは、キャパシタの充電量が予め定められた値よりも大きい場合における電気負荷（エンジン制御システムのシステム維持や、ランプなど）用の電源として、キャパシタが使用可能となる。これにより、エンジンの始動時、あるいは、車両の走行中に使用する１２［Ｖ］バッテリの電力を温存することができ、１２［Ｖ］バッテリに対する充電量を減少して、発電機の動作によるエンジン負荷を軽減することから、燃費を低減することができる。また、従来では利用していなかった減速エネルギをキャパシタに回収させるので、燃料を必要としない車両の減速時の発電（回生）を利用して発電機の回生運転の効率を向上することができる。さらに、エンジン再始動時に、バッテリを電源として使用することから、エンジンの再始動時に、エンジンの停止時においては温存されていたバッテリを使用し、これにより、エンジンの始動性を向上し、エンジン制御システムを安定させることができる。
【０００７】
特開平１１−２５７１２０号公報（特許文献３）は、車両のエンジンの停止時間を可能な限り延長して燃料消費量の節減を図りながら、エンジンの再始動を確実に行えるようにする車両のエンジン自動停止・始動制御装置を開示する。特許文献３に記載の制御装置は、エンジンと、エンジンを始動するスタータモータと、スタータモータを含む電気負荷に電力を供給し、且つエンジンで駆動されるモータにより充電されるキャパシタと、キャパシタの残容量を検出するキャパシタ残容量センサと、キャパシタから持ち出される消費電力を検出する１２［Ｖ］系消費電力センサと、エンジンへの燃料供給を制御する燃料供給制御部と、車両の減速状態を検出する減速状態検出部と、減速状態検出部により車両の減速状態を検出したときに燃料供給制御部によるエンジンへの燃料供給を遮断するエンジン出力制御部とを含む。キャパシタは、最大電圧が２．５［Ｖ］のセルを１２個直列に接続したモジュールを、更に６個直列に接続したもので、その最大電圧は１８０［Ｖ］である。エンジン出力制御部は、減速時の燃料供給制御部による燃料供給の遮断後に、キャパシタ残容量センサによりキャパシタの残容量を検出し、残容量がスタータモータを作動させてエンジンを再始動し得る予め定められた容量以上の場合にエンジンを停止させる。残容量が予め定められた容量未満であればエンジンの駆動を継続する。また、エンジンの停止時には、エンジンが停止したときのキャパシタの残容量から予め定められた容量を減算した偏差と、エンジンが停止してからの消費電力の積算値とを比較し、その結果、偏差が積算値よりも大きければエンジンを停止状態に維持するとともに、偏差が積算値以下であればスタータモータによりエンジンを再始動する。なお、この制御装置を搭載した車両には、各種補機類を駆動するための１２［Ｖ］の補助バッテリが搭載されており、この補助バッテリはキャパシタにダウンバータを介して接続される。ダウンバータは、キャパシタの電圧値を１２［Ｖ］に降圧して補助バッテリを充電する。
【０００８】
この公報に開示された発明によれば、エンジンの運転時にキャパシタの残容量がスタータモータを作動させてエンジンを始動し得る予め定められた容量以上であれば、エンジンを停止させても再始動が可能であると判断し、エンジンを停止させて燃料消費量を節減することができる。またエンジンの運転時にキャパシタの残容量が予め定められた容量未満であれば、エンジンを停止させると再始動ができなくなる可能性があると判断し、エンジンの駆動を継続することができる。一方、エンジンの停止時には、エンジンが停止したときのキャパシタの残容量から予め定められた容量を減算して偏差を算出するとともに、エンジンが停止してからの消費電力の積算値を算出し、その結果、偏差が積算値よりも大きければ、未だエンジンの再始動が可能であると判断し、エンジンを停止状態に維持して燃料消費量を節減することができる。また偏差が積算値以下であれば、早めにエンジンを始動しないと再始動ができなくなる可能性があると判断し、スタータモータを作動させてエンジンを再始動することができる。このように、キャパシタがエンジンを再始動する余力を残しているか否かを監視しながらエンジンの停止および再始動を行うことにより、エンジンの停止時間を可及的に延長して燃料消費量を削減しながら、エンジンが再始動不能に陥るのを確実に回避することができる。
【特許文献１】特開２００２−２１３２７９号公報
【特許文献２】特開２００２−２３８１０３号公報
【特許文献３】特開平１１−２５７１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の発明においては、高圧電源用のバッテリの電力を、低圧電源用のバッテリに蓄電する際、電圧値が異なるため、ＤＣ／ＤＣコンバータにより、降圧する必要がある。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータの分だけコストが増大するとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータを搭載する空間を確保しなければならないため、車両のレイアウトの自由度が阻害されてしまうという問題があった。特許文献２に記載の発明においては、エンジン再始動時に、バッテリを電源として使用するため、エンジン再始動時に、補機類やエンジン制御システムに供給する電力が不足するおそれがあるという問題がある。すなわち、エンジン再始動時は、通常スタータモータやモータジェネレータによりエンジンのクランクシャフトを回転させて、エンジンを再始動させるが、クランクシャフトを回転させるためには大きな出力が急激に必要となる。一方、通常、バッテリは化学反応により電力を充放電するため、急激な電力の充放電に不向きである。したがって、エンジンの再始動時に、補機類で使用される電力をバッテリから供給していれば、バッテリの電圧が急低下して、補機類に供給する電力が不足して動作不良を起こしてしまうおそれがあるという問題がある。特許文献３に記載の発明においては、キャパシタのバッテリの電力を、補助バッテリに蓄電する際、電圧値が異なるため、ダウンバータにより、降圧する必要がある。したがって、ダウンバータの分だけコストが増大するとともに、ダウンバータを搭載する空間を確保しなければならないため、車両のレイアウトの自由度が阻害されてしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジン再始動時の電力不足を防ぎ、電気機器の動作不良を防止することができる簡易で安価な車両の駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係る駆動装置は、エンジンと、電気機器と、電気機器に電力を供給するバッテリとを搭載した車両の駆動装置である。この駆動装置は、エンジンのアイドル時に、予め定められた条件を満足すると、エンジンを一時的に停止させるための制御手段と、エンジンの一時的な停止からの復帰条件に基づいて、バッテリの電圧値と同じ電圧値の電力を用いてエンジンを再始動させる再始動機と、電力を蓄電するキャパシタと、エンジンを再始動する際、キャパシタから再始動機に電力が供給され、バッテリの電圧の低下を抑制するように、キャパシタとバッテリとを接続するための接続手段と、接続手段に接続され、バッテリとキャパシタを蓄電させる回生電力を発生する発電機とを含む。
【００１２】
第１の発明によると、たとえばブレーキペダルが踏まれて車速がゼロになり、エンジンがアイドル状態となると、制御手段によりエンジンが一時的に停止させられる。この状態でブレーキペダルがリリースされると、再始動機は、バッテリの電圧値と同じ電圧値の電力を用いてエンジンを再始動させる。このとき、キャパシタとバッテリとは、エンジンを再始動する際、キャパシタから再始動機に電力が供給され、バッテリの電圧の低下を抑制するように、接続されているので、キャパシタから再始動機に電力が供給される。これにより、エンジンを再始動させる際は、キャパシタに蓄えられた電力により再始動機を駆動させるので、バッテリの電圧の低下が抑制され、電気機器に供給される電力が不足することが防止される。その結果、エンジン再始動時の電力不足を防ぎ、電気機器の動作不良を防止することができる簡易で安価な車両の駆動装置を提供することができる。なお、ここでいう電圧値が同じとは、予め定められた範囲内で電圧値が同じであることを意味する。
【００１３】
第２の発明に係る駆動装置においては、第１の発明の構成に加え、発電機は、車両の回生制動時に、バッテリの電圧値と同じ電圧値で、回生電力を発生する。
【００１４】
第２の発明によると、発電機は、車両の回生制動時に、バッテリの電圧値と同じ電圧値で、回生電力を発生する。この発電機は、接続手段に接続されている。これにより、回生電力を直接バッテリに蓄電させたり、回生電力を一旦キャパシタに蓄電させ、キャパシタに蓄えられた電力をバッテリに蓄電する際に、別途、コンバータなどを用いて電圧を調整する必要がない。
【００１５】
第３の発明に係る駆動装置においては、第１または第２の発明の構成に加え、接続手段は、バッテリとキャパシタとを並列に接続するための手段を含む。
【００１６】
第３の発明によると、バッテリとキャパシタを並列に接続するという簡易な構成で、エンジン始動時にキャパシタから再始動機に電力を供給させて、バッテリの出力電圧の低下を抑制することができる。
【００１７】
第４の発明に係る駆動装置においては、第１ないし第３のいずれかの発明の構成に加え、再始動機および発電機は、同一の機器である。
【００１８】
第４の発明によると、再始動機および発電機を、たとえばモータジェネレータを用いて同一の機器として構成できる。これにより、再始動機と発電機を別々に配置する必要がないので、部品点数の増加を抑制し、車両のレイアウトの自由度を向上させることができる。
【００１９】
第５の発明に係る駆動装置は、エンジンと、エンジンを始動するスタータモータと、電気機器と、電気機器に電力を供給するバッテリとを搭載した車両の駆動装置である。この駆動装置は、エンジンのアイドル時に、予め定められた条件を満足すると、エンジンを一時的に停止させるための制御手段と、エンジンの一時的な停止からの復帰条件に基づいて、エンジンを再始動させる再始動機と、バッテリの電圧値と同じ電圧値のキャパシタと、予め定められた条件に基づいて、バッテリおよびキャパシタの少なくともいずれか一方を選択し、再始動機およびスタータモータのいずれか一方に電力を供給させて、再始動機およびスタータモータのいずれか一方を駆動させる制御回路とを含む。
【００２０】
第５の発明によると、たとえばブレーキペダルが踏まれて車速がゼロになり、エンジンがアイドル状態となると、制御手段によりエンジンが一時的に停止させられる。この状態でブレーキペダルがリリースされると、再始動機は、エンジンを再始動させる。このとき、制御回路により、たとえば、エンジンを再始動させる場合、バッテリの電圧値と同じ電圧値のキャパシタを優先して選択し、電力を再始動機に供給させて、再始動機を駆動させる。これにより、エンジンを再始動させる際は、キャパシタが優先して選択され、キャパシタに蓄えられた電力により再始動機を駆動させるので、バッテリの電圧の低下が抑制され、電気機器に供給される電力が不足することが防止される。その結果、エンジン再始動時の電力不足を防ぎ、電気機器の動作不良を防止することができる簡易で安価な車両の駆動装置を提供することができる。なお、ここでいう電圧値が同じとは、予め定められた範囲内で電圧値が同じであることを意味する。
【００２１】
第６の発明に係る駆動装置においては、第５の発明の構成に加え、予め定められた条件は、エンジンを再始動させる場合、キャパシタを優先して選択し、電力を再始動機に供給させて、再始動機を駆動させ、キャパシタを用いてエンジンを再始動できない場合は、バッテリを選択し、電力を再始動機に供給させて、再始動機を駆動させるという条件である。
【００２２】
第６の発明によると、エンジンを再始動させる際は、キャパシタが優先して選択され、キャパシタに蓄えられた電力により再始動機を駆動させるので、バッテリの電圧の低下が抑制され、電気機器に供給される電力が不足することが防止される。また、キャパシタを用いてエンジンを再始動できない場合は、バッテリを選択し、電力を再始動機に供給させて、再始動機を駆動させるので、エンジンの再始動を確実に行なうことができる。
【００２３】
第７の発明に係る駆動装置においては、第５の発明の構成に加え、車両には、運転者のエンジンに対する始動要求を検知するスイッチが搭載されている。予め定められた条件は、スイッチがオンされた場合、バッテリを選択し、電力をスタータモータに供給させ、スタータモータを駆動させるという条件である。
【００２４】
第７の発明によると、スイッチがオンされた場合、すなわち、運転者の始動要求が検知された場合は、バッテリを選択し、電力をスタータモータに供給させ、スタータモータを駆動させる。これにより、エンジンの始動時には、バッテリからスタータモータに電力が供給され、スタータモータが駆動して確実にエンジンを始動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２６】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本実施の形態に係る駆動装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、エンジン２００と、バッテリ３００と、キャパシタ４００と、バッテリ３００とキャパシタ４００とを接続する接続回路５００と、モータジェネレータ６００と、接続回路５００に接続されたインバータ７００とを含む。
【００２７】
ハイブリッドＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）と、メモリ（図示せず）とを含む。ＣＰＵは、車両の走行状態や、アクセル開度、ブレーキペダルの踏み量、シフトポジション、バッテリ３００のＳＯＣ、メモリに保存されたマップおよびプログラムなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ハイブリッドＥＣＵ１００は、車両が所望の走行状態となるように、車両に搭載された機器類を制御することになる。特に、本実施の形態の係る駆動装置のハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン２００のアイドル時に、予め定められた条件を満足すると、エンジン２００を一時的に停止させ、エンジン２００の一時的な停止からの復帰条件に基づいて、エンジン２００を再始動させるように、機器類を制御する。なお、エンジン２００を一時的に停止させるための予め定められた条件、および復帰条件に関しては、一般的なエコランシステムやアイドリングストップシステムに用いられている条件を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００２８】
エンジン２００が発生する駆動力は、機械的に変速比を変更可能なトランスミッション２０２に入力され、プロペラシャフト２０４、デファレンシャルギア２０６およびドライブシャフト２０８を介して後輪２１０に伝達される。また、エンジン２００は、ベルトを介してウォータポンプ２１２やコンプレッサ（図示せず）、オイルポンプ（図示せず）などの補機類を駆動させる。なお、後輪２０４の代わりに前輪（図示せず）を駆動させたり、それらの両方を駆動させるように構成してもよい。また、トランスミッション２０２の種類は限定されず、自動変速機、手動変速機、無段変速機など、適当なものを使用可能である。
【００２９】
バッテリ３００は、充放電時の電圧値が１４［Ｖ］の鉛蓄電池である。このバッテリ３００は、車両搭載用として一般に普及している１２［Ｖ］バッテリと同じもので、電力の充放電時の電圧値は１４［Ｖ］であり、放置時（充放電が行なわれていない場合）の電圧値は１２［Ｖ］である。バッテリ３００には、バッテリＥＣＵ１００やエアコンやオーディオなどの負荷（電気機器）３０２、およびスタータモータ３０６が接続されている。バッテリＥＣＵ１００および負荷（電気機器）３０２は、バッテリ３００から電力の供給を受けて作動する。スタータ３０６は、イグニッションキー（図示せず）によりスイッチ３０４がオン状態にされるとバッテリ３００から電力が供給されて作動し、エンジン２００を始動させる。また、バッテリ３００とキャパシタ４００とは、接続回路５００により並列に接続されている。接続回路５００には、スイッチ３０８が設けられている。このスイッチ３０８は、ＥＣＵ１００により開閉制御される。なお、スイッチ３０８の代わりにＤＣ／ＤＣコンバータを設けてもよい。
【００３０】
キャパシタ４００は、車両の回生制動時にモータジェネレータ６００により発電された電力を蓄電する。キャパシタ４００に蓄えられた電力の一部は、バッテリ３００に蓄電される。エンジン２００を再始動する際は、キャパシタ４００に蓄えられた電力によりモータジェネレータ６００を駆動させ、エンジン２００を再始動させる。このキャパシタ４００は、電力の充放電時に化学反応を伴わないため、急激に充放電を行なうことが可能である。キャパシタ４００は、バッテリ３００の電圧値と同じ電圧値で印加される。
【００３１】
モータジェネレータ６００は、たとえば、三相の交流回転機であって、ベルトを介してエンジン２００のクランクシャフト（図示せず）に連結されている。車両の回生制動時は、クランクシャフト（図示せず）が回転することにより、モータジェネレータ６００を駆動させ、バッテリ３００の電圧値と同じ電圧値で電力を発電させる。また、モータジェネレータ６００は、エンジン２００の再始動時に、バッテリ３００と同じ電圧値の電力を用いて駆動し、ベルトを介してエンジン２００のクランキングを行ない、エンジン２００を再始動させる。このとき、クランキングを開始してから、エンジン２００が再始動を完了するまでの間は、モータジェネレータ６００の駆動力により車両が走行することになる。
【００３２】
インバータ７００は、モータジェネレータ６００が発電した電力を交流から直流に変換し、キャパシタ４００に電力を蓄電させる。また、キャパシタ４００から放電された直流電力を、交流電力に変換し、モータジェネレータ６００に電力を供給する。なお、回生制動時に発生した電力を、バッテリ３００およびキャパシタ４００の両方に同時に蓄電させるように構成してもよい。
【００３３】
図２ないし図４を用いて、本実施の形態に係る駆動装置における電力の流れについて説明する。
【００３４】
エンジンを始動する際は、イグニッションキー（図示せず）によりスイッチ３０４がオン状態にされると、図２に示すように、バッテリ３００からスタータモータ３０６に電力が供給され、スタータモータ３０６によりエンジン２００がクランキングされる。これにより、エンジン２００が始動させられる。このとき、スイッチ３０８は開いた状態であるが、キャパシタ４００の電圧が低い場合は閉じた状態であってもかまわない。
【００３５】
図３に示すように、エンジン２００によりモータジェネレータ６００が駆動させられ、電力が発電される場合は、スイッチ３０８が閉じた状態にされ、バッテリ３００およびキャパシタ４００が蓄電される。車両の回生制動時は、モータジェネレータ６００が発電した電力が、インバータ７００により交流から直流に変換させられ、キャパシタ４００に蓄電される。このとき、スイッチ３０８が開いた状態にされ、キャパシタ４００を優先して瞬時に蓄電させる。また、キャパシタ４００に蓄電された電力の一部は、バッテリ３００に蓄電される。バッテリ３００に蓄えられた電力は、負荷３０２に供給される。その後、車両が停止した場合は、キャパシタ４００に蓄えられた電力によりエンジン２００を再始動させる。車両が停止せずに、アクセルペダル（図示せず）が踏まれたら、キャパシタ４００から電力を放電させて、その電力によりモータジェネレータ６００を駆動させて、エンジン２００をアシストさせる。その後、スイッチ３０８を閉じた状態にして、モータジェネレータ６００を発電機として作動させ、バッテリ３００を蓄電させるとともに、負荷３０２に電力を供給する。なお、回生電力により、バッテリ３００とキャパシタ４００とを同時に蓄電するように構成してもよい。
【００３６】
エンジン２００のアイドル時に、予め定められた条件が満たされ、エンジン２００が一時的に停止させられた後、エンジン２００の復帰条件が満たされ、エンジン２００が再始動させられる場合は、図４に示すように、スイッチ３０８が開いた状態にされ、キャパシタ４００に蓄えられた電力が、インバータ７００により直流から交流に変換されて、モータジェネレータ６００に供給される。回生電力を十分に蓄電することができず、キャパシタ４００の電圧が低くなってしまった場合は、スイッチ３０８を閉じた状態にし、バッテリ３００およびキャパシタ４００から、モータジェネレータ６００に電力が供給される。これによりモータジェネレータ６００が駆動し、エンジン２００を再始動させる。また、クランキングを開始してからエンジン２００が再始動するまでの間は、モータジェネレータ６００からの駆動力により車両が走行することになる。
【００３７】
図５を参照して、本実施の形態に係る駆動装置のハイブリッドＥＣＵ１００が実行するプログラムの制御構造について説明する。
【００３８】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン２００がアイドル状態であって、エンジン２００を一時的に停止するための予め定められた条件が満たされたか否かを判別する。エンジン２００を停止可能である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００に移される。そうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。Ｓ２００にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジンを停止させる。なお、エンジン２００を一時的に停止するための予め定められた条件は、たとえば車速がゼロであって、ブレーキペダル（図示せず）が踏まれているという条件などの、周知のエコランシステムや、アイドルストップシステムの条件を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００３９】
Ｓ３００にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン２００の一時的な停止からの復帰条件が満たされたか否かを判別する。復帰条件が満たされた場合（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ４００に移される。そうでない場合（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ３００に戻される。Ｓ４００にて、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータジェネレータ６００を駆動させ、エンジン２００を再始動させる。エンジン２００が再始動すると、この処理は終了する。なお、エンジン２００の一時的な停止からの復帰条件は、たとえばブレーキペダル（図示せず）から足が離されたという条件などの、周知のエコランシステムや、アイドルストップシステムの条件を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰返さない。
【００４０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、ハイブリッドＥＣＵ１００の動作について説明する。
【００４１】
エンジンを始動する際は、イグニッションキー（図示せず）によりスイッチ３０４がオン状態にされると、図２に示すように、バッテリ３００からスタータモータ３０６に電力が供給され、スタータモータ３０６によりエンジン２００がクランキングされる。これにより、エンジン２００が始動させられる。車両の回生制動時は、図３に示すように、モータジェネレータ６００が発電した電力が、インバータ７００により交流から直流に変換させられ、キャパシタ４００に蓄電される。また、キャパシタ４００に蓄電された電力の一部は、バッテリ３００に蓄電される。バッテリ３００に蓄えられた電力は、負荷３０２に供給される。エンジン２００がアイドル状態であって、エンジン２００を一時的に停止するための予め定められた条件が満たされると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジン２００が一時的に停止させられる（Ｓ２００）。この状態で、復帰条件が満たされると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、図４に示すように、キャパシタ４００に蓄えられた電力が、インバータ７００により直流から交流に変換されて、モータジェネレータ６００に供給される。これによりモータジェネレータ６００が駆動させられて、エンジンが再始動させられる（Ｓ４００）。このとき、クランキングを開始してからエンジン２００が再始動するまでの間は、モータジェネレータ６００からの駆動力により車両が走行することになる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置において、ハイブリッドＥＣＵは、エンジンのアイドル時に、予め定められた条件を満足すると、エンジンを一時的に停止させる。モータジェネレータは、エンジンの一時的な停止からの復帰条件が満たされると、エンジンを再始動させる。このとき、バッテリとキャパシタとは、接続回路により並列に接続されているので、キャパシタからモータジェネレータに電力が供給されて、バッテリの電圧の低下が抑制される。これにより、エンジンの再始動時に、ハイブリッドＥＣＵを含む電気機器に供給する電力の電圧が不足することを防止することができる。また、モータジェネレータは、バッテリの電圧値と同じ電圧値で回生電力を発生する。そのため、回生電力を直接バッテリに蓄電させたり、回生電力を一旦キャパシタに蓄電させ、キャパシタに蓄えられた電力をバッテリに蓄電させる場合に、別途、コンバータなどを用いて電圧を調整する必要がない。
【００４３】
＜第２の実施の形態＞
図６を参照して、本実施の形態に係る駆動装置を搭載した車両について説明する。この車両は、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置におけるモータジェネレータの代わりに、第２のスタータ６０２と、オルタネータ６０４とを備える。第２のスタータ６０２およびオルタネータ６０４は、ベルトを介してエンジン２００のクランクシャフト（図示せず）に連結されている。また、第２のスタータ６０２は、インバータ７００を介して接続回路５００に接続されている。オルタネータ６０４は、接続回路５００に直接接続されている。この点において、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置と異なる。その他のハードウエア構成、処理フローについては前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００４４】
車両の回生制動時および通常走行時は、オルタネータ６０４が駆動させられて、バッテリ３００の電圧値と同じ電圧値で発電する。オルタネータ６０４により発電された電力は、図７に示すように、キャパシタ４００に蓄えられる。キャパシタ４００に蓄えられた電力の一部は、バッテリ３００に蓄電される。バッテリ３００に蓄えられた電力は、負荷（電気機器）３０２に供給される。なお、オルタネータ６０４が発電した電力を、バッテリ３００およびキャパシタ４００の両方に同時に蓄電させるように構成してもよい。
【００４５】
エンジン２００を再始動する場合は、図８に示すように、キャパシタ４００に蓄えられた電力が、インバータ７００により直流から交流に変換され、第２のスタータ６０２に供給される。第２のスタータ６０２は、ベルトを介してエンジン２００をクランキングし、エンジン２００を再始動させる。このとき、スタータ６０２はベルトを介してエンジン２００をクランキングするので、クランキング時の騒音を抑制することができる。
【００４６】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置は、前述の第１の実施の形態におけるモータジェネレータの代わりに、第２のスタータと、オルタネータとを含む。このように構成しても、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
＜第３の実施の形態＞
図９を参照して、本実施の形態に係る駆動装置を搭載した車両について説明する。前述の第１の実施の形態に係る駆動装置のモータジェネレータは、ベルトを介してエンジン２００のクランクシャフト（図示せず）に連結されていたが、本実施の形態に係る駆動装置のモータジェネレータ６０６は、エンジン２００とトランスミッション２０２との間に配置され、クランクシャフトの出力側に直接連結されている。この点において、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置と異なる。その他のハードウエア構成、処理フローについては前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００４８】
モータジェネレータ６０６が、エンジン２００とトランスミッション２０２との間に配置されていることで、モータジェネレータ６０６をエンジン２００のクランクシャフトおよびトランスミッション２０２に直接連結させることができる。これにより、エンジン２００の再始動時には、モータジェネレータ６０６の駆動力が、エンジン２００のクランクシャフト直接伝達される。モータジェネレータ６０６からの駆動力により車両を走行させたり、エンジン２００をアシストしたりする際には、モータジェネレータ６０６の駆動力が、トランスミッション２０２に直接伝達される。回生制動時は、トランスミッション２０２からの駆動力が、モータジェネレータ６０６に直接伝達される。したがって、クランクシャフトとモータジェネレータ６０６との間、およびトランスミッション２０２とモータジェネレータ６０６との間で、駆動力の機械的な損失を抑制し、駆動力の伝達効率を向上することができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置のモータジェネレータはエンジンとトランスミッションとの間に配置され、エンジンのクランクシャフトおよびトランスミッションに直接連結されている。これにより、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置が奏する効果に加え、モータジェネレータとエンジン、およびモータジェネレータとトランスミッションとの間に介在する作動部品を減らすことができ、駆動力の機械的な損失を抑制することができる。
【００５０】
＜第４の実施の形態＞
図１０を参照して、本実施の形態に係る駆動装置を搭載した車両について説明する。前述の第１の実施の形態に係る駆動装置のモータジェネレータは、ベルトを介してエンジン２００のクランクシャフト（図示せず）に連結されていたが、本実施の形態に係る駆動装置において、モータジェネレータ６０８は、ドライブシャフト２０８に直接連結されている。この点において、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置と異なる。その他のハードウエア構成、処理フローについては前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５１】
モータジェネレータ６０８が、ドライブシャフト２０８に直接連結されていることで、モータジェネレータ６０６からの駆動力により車両を走行させたり、エンジン２００をアシストしたりする際には、モータジェネレータ６０６の駆動力が、ドライブシャフト２０８に直接伝達される。回生制動時は、ドライブシャフト２０８からの駆動力が、モータジェネレータ６０６に直接伝達される。したがって、ドライブシャフト２０８とモータジェネレータ６０６との間で、駆動力の機械的な損失を抑制し、駆動力の伝達効率を向上することができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置のおいては、モータジェネレータはドライブシャフトに直接連結されている。これにより、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置が奏する効果に加え、モータジェネレータとドライブシャフトとの間に介在する作動部品を減らすことができ、駆動力の機械的な損失を抑制することができる。
【００５３】
＜第５の実施の形態＞
図１１を参照して、本実施の形態に係る駆動装置を搭載した車両について説明する。前述の第１の実施の形態に係る駆動装置のモータジェネレータは、ベルトを介してエンジン２００のクランクシャフト（図示せず）に連結されており、トランスミッションは機械的に変速比を変更するものであった。それに対して、本実施の形態に係る駆動装置におけるトランスミッションは、動力分割機構８００、モータジェネレータ（１）６１０およびモータジェネレータ（２）６１２を含み、動力分割機構８００により実現される無段変速機能を備えている。この点において、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置と異なる。
【００５４】
エンジン２００からの駆動力は、動力分割機構８００により２つに分割される。動力分割機構８００の出力軸の一方はモータジェネレータ（２）６１２と後輪２１０に、他方はモータジェネレータ（１）６１０に接続されている。このように、エンジンの駆動力は機械的なものと電気的なものとの２つの経路によって伝達される。そして、本実施の形態に係る駆動装置におけるトランスミッションは、エンジン回転数とモータジェネレータ（１）６１０およびモータジェネレータ（２）６１２の回転数（車速に比例）を無段階に変化させながら増速、減速できる電子制御式の無段変速の機能を備えている。モータジェネレータ（１）６１０はインバータ（１）７０２を介して接続回路５００に接続されている。モータジェネレータ（２）６１２はインバータ（２）７０４を介して接続回路５００に接続されている。また、接続回路５００には、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０６が接続されている。その他のハードウエア構成、処理フローについては前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００５５】
車両の通常走行時は、動力分割機構８００で２経路に分割されたエンジン２００からの駆動力の一方により、モータジェネレータ（１）６１０が駆動させられて、発電させられる。このとき、図１２に示すように、モータジェネレータ（１）６１０により発電された電力により、モータジェネレータ（２）６１２を駆動させ、後輪２１０を駆動させる。また、２経路に分割されたエンジン２００からの駆動力のもう一方は、後輪２１０を直接駆動させる。
【００５６】
車両の回生制動時は、モータジェネレータ（２）６１２が発電機として駆動させられて、バッテリ３００の電圧値と同じ電圧値で発電する。モータジェネレータ（２）６１２により発電された電力は、図１３に示すように、インバータ（２）７０４により交流から直流に変換され、キャパシタ４００に蓄えられる。キャパシタ４００に蓄えられた電力の一部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７０６により電圧が調節された後、バッテリ３００に蓄電される。バッテリ３００に蓄えられた電力は、負荷３０２に供給される。なお、モータジェネレータ（２）６１２により発電された電力により、バッテリ３００およびキャパシタ４００の両方を同時に蓄電するように構成してもよい。
【００５７】
エンジン２００がアイドル状態となり、エンジン２００の一時的な停止に関する予め定められた条件が満たされ、エンジン２００が一時的に停止させられた後、一時的な停止からの復帰条件が満たされて、エンジン２００が再始動させられる場合は、図１４に示すように、キャパシタ４００に蓄えられた電力が、インバータ７０４により直流から交流に変換されて、モータジェネレータ（２）６１２に供給される。モータジェネレータ（２）６１２は、プロペラシャフト２０４を介してエンジン２００のクランキングを行ない、エンジン２００を再始動させる。このとき、クランキングを開始してから、エンジン２００が再始動を完了するまでの間は、モータジェネレータ（２）６１２からの駆動力により車両が走行することになる。
【００５８】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置においては、エンジンの再始動時に、キャパシタからモータジェネレータ（２）に電力を供給し、モータジェネレータ（２）を駆動させてエンジンを再始動させる。これにより、エンジンの再始動時にバッテリ３００の電力の低下が抑制され、電気機器に供給する電力が不足することを防止することができる。
【００５９】
＜第６の実施の形態＞
図１５を参照して、本実施の形態に係る駆動装置を搭載した車両について説明する。前述の第１の実施の形態に係る駆動装置のモータジェネレータは、ベルトを介してエンジン２００のクランクシャフト（図示せず）に連結されていたが、本実施の形態に係る駆動装置においては、ジェネレータ６１４が、プロペラシャフト２０４に直接連結されている。また、ジェネレータ６１４は、インバータを介さず接続回路５００に直接接続されている。この点において、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置と異なる。
【００６０】
車両の回生制動時および通常走行時は、ジェネレータ６１４が駆動させられて、バッテリ３００の電圧値と同じ電圧値で発電する。ジェネレータ６１４により発電された電力は、バッテリ３００およびキャパシタ４００に蓄えられる。ジェネレータ６１４は、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置のモータジェネレータのように、キャパシタから電力の供給を受けて駆動することはなく、回生制動時および通常走行時に発電するのみである。
【００６１】
エンジン２００がアイドル状態となり、エンジン２００の一時的な停止に関する予め定められた条件が満たされ、エンジン２００が一時的に停止させられた後、一時的な停止からの復帰条件が満たされて、エンジン２００を再始動させる場合は、キャパシタ４００に蓄えられた電力が、スタータモータ３０６に供給される。スタータモータ３０６は、エンジン２００のクランキングを行ない、エンジン２００を再始動させる。その他のハードウエア構成、処理フローについては前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。
【００６２】
以上のように、本実施の形態に係る駆動装置においては、ジェネレータをプロペラシャフトに直接連結し、ジェネレータが発電した電力により、バッテリおよびキャパシタが蓄電させられる。これにより、前述の第１の実施の形態に係る駆動装置が奏する効果に加え、モータジェネレータと後輪との間に介在する作動部品を減らすことができ、エネルギ損失を抑制することができる。
【００６３】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均などの意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置を示した制御ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置における電力の流れを示した図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置における電力の流れを示した図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置における電力の流れを示した図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る駆動装置のハイブリッドＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示したフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置を示した制御ブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置における電力の流れを示した図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る駆動装置における電力の流れを示した図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る駆動装置を示した制御ブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る駆動装置を示した制御ブロック図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る駆動装置を示した制御ブロック図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る駆動装置における電力の流れを示した図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態に係る駆動装置における電力の流れを示した図である。
【図１４】本発明の第５の実施の形態に係る駆動装置における電力の流れを示した図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態に係る駆動装置を示した制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００  ハイブリッドＥＣＵ、２００  エンジン、３００  バッテリ、３０２  負荷、３０４，３０８  スイッチ、３０６  スタータモータ、４００  キャパシタ、５００  接続回路、６００，６０６，６０８，６１０，６１２  モータジェネレータ、６０２  第２のスタータ、６０４  オルタネータ、６１４  ジェネレータ。
【図１】
2005102425.tif 000003
【図２】
2005102425.tif 000004
【図３】
2005102425.tif 000005
【図４】
2005102425.tif 000006
【図５】
2005102425.tif 000007
【図６】
2005102425.tif 000008
【図７】
2005102425.tif 000009
【図８】
2005102425.tif 000010
【図９】
2005102425.tif 000011
【図１０】
2005102425.tif 000012
【図１１】
2005102425.tif 000013
【図１２】
2005102425.tif 000014
【図１３】
2005102425.tif 000015
【図１４】
2005102425.tif 000016
【図１５】
2005102425.tif 000017