(57)【要約】車両駆動装置は、エンジン（２００）と、エンジン（２００）により駆動され、発電を行なうモータジェネレータ（ＭＧ１）と、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なうモータジェネレータ（ＭＧ２）と、モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）と電力授受可能なバッテリ（Ｂ）と、バッテリ（Ｂ）の温度を検知する温度センサ（１０）と、モータジェネレータ（ＭＧ１，ＭＧ２）の制御を行なう制御装置（３０）とを備える。制御装置（３０）は、モータジェネレータ（ＭＧ２）の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、温度センサ（１０）の出力に応じてモータジェネレータ（ＭＧ２）に回生制動を開始させるタイミングを変更する。
2007099726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換える、車両駆動装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値を超えたときには、前記要求値の減少を検出してからの所定期間において前記第１の回転電機の回生制動を禁止する、請求の範囲第１項に記載の車両駆動装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値に達していないときは、前記要求値の減少を検出してからの所定期間において前記第１の回転電機に回生制動を許可する、請求の範囲第１項に記載の車両駆動装置。
【請求項４】
車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値を超えたときに所定期間前記第１の回転電機の回生制動を禁止し、前記所定期間は前記制動装置によって車両に制動力を働かせる、請求の範囲第１項に記載の車両駆動装置。
【請求項５】
前記制御装置は、アクセルペダル位置を検知するアクセルセンサの出力によって前記駆動トルクの要求値を認識する、請求の範囲第１項に記載の車両駆動装置。
【請求項６】
内燃機関と、
前記内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機とをさらに備え、
前記蓄電装置は、前記第１、第２の回転電機と電力授受可能であり、
前記制御装置は、前記第１、第２の回転電機の制御を行なう、請求の範囲第１〜５項のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
【請求項７】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を開始させるタイミングを変更する、車両駆動装置。
【請求項８】
車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値を超えたときに前記第１の回転電機に回生制動を開始させる前記タイミングを所定期間遅延させ、前記所定期間は前記制動装置によって車両に制動力を働かせる、請求の範囲第７項に記載の車両駆動装置。
【請求項９】
前記制御装置は、アクセルペダル位置を検知するアクセルセンサの出力によって前記駆動トルクの要求値を認識する、請求の範囲第７項に記載の車両駆動装置。
【請求項１０】
内燃機関と、
前記内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機とをさらに備え、
前記蓄電装置は、前記第１、第２の回転電機と電力授受可能であり、
前記制御装置は、前記第１、第２の回転電機の制御を行なう、請求の範囲第７〜９項のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
【請求項１１】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部とを含む車両駆動装置の制御方法であって、
前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出するステップと、
前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換えるステップとを備える、車両駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両駆動装置に関し、特に内燃機関と回転電機とを併用して車両を駆動するハイブリッド車両に用いられる車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境にやさしい車両として、蓄電装置を搭載し、駆動装置としてモータを搭載する電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車などが注目を浴びている。これらの車両では、車両にブレーキをかける際に運動エネルギをモータで電気エネルギに変換してバッテリに戻す回生制動を積極的に行なうことによって、エネルギ効率の改善を図っている。
これらの車両のうちハイブリッド自動車は、走行距離を伸ばすには大容量のバッテリが必要とされ車重が増加しまた充電に長時間を要するという電気自動車の欠点を補うために、車両にエンジンで駆動される発電機を搭載したものである。
しかしながら、回生制動を行なう場合は、回生により発生した電力と、発電機により発生した電力が共にバッテリの端子間にかかり、バッテリの蓄電状態によっては、端子間電圧が許容電圧以上に上昇する場合がある。このように端子間に過大な電圧がかかった場合、バッテリの電解液が分解したり、ガスが発生したり、加熱したりして、バッテリの寿命を短くするという問題があった。
特開平８−７９９１１号公報は、このような問題点が解決された、回生制動時のバッテリ端子間に過大な電圧がかかることを防止することができるハイブリッド型電気自動車を開示している。
バッテリの寿命にはバッテリ温度が大きく影響を与える。バッテリにおける発熱は、バッテリ電流をＩ、内部抵抗をＲとするとＩ２Ｒで表わされるので、短時間であっても過大な電流が流れるとその電流の２乗に比例して発熱量が増加する。したがって、蓄電状態のみならずバッテリ温度の面からも、回生により発生した電力と、発電機により発生した電力が共にバッテリの端子間にかからないように制御する必要がある。すなわち、充電状態が低くても、充電電流の瞬間的なピークが過大とならないようにも配慮しなければならない。
しかし、一方で、バッテリ温度は低ければ低いほど良いわけでもなく、使用するための最適な温度範囲がある。したがってバッテリ温度が低い場合に関しては、特開平８−７９９１１号公報に開示されたハイブリッド自動車は改良の余地がある。
この発明の目的は、蓄電装置の保護を図りつつエネルギ効率を向上させた車両駆動装置を提供することである。
【発明の開示】
【０００３】
この発明は、要約すると、車両駆動装置であって、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、温度検知部の出力に応じて第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換える。
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度が所定値を超えたときには、要求値の減少を検出してからの所定期間において第１の回転電機の回生制動を禁止する。
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度が所定値に達していないときは、要求値の減少を検出してからの所定期間において第１の回転電機に回生制動を許可する。
好ましくは、車両駆動装置は、車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備える。制御装置は、蓄電装置の温度が所定値を超えたときに所定期間第１の回転電機の回生制動を禁止し、所定期間は制動装置によって車両に制動力を働かせる。
好ましくは、制御装置は、アクセルペダル位置を検知するアクセルセンサの出力によって駆動トルクの要求値を認識する。
好ましくは、車両駆動装置は、内燃機関と、内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機とをさらに備える。蓄電装置は、第１、第２の回転電機と電力授受可能であり、制御装置は、第１、第２の回転電機の制御を行なう。
この発明の他の局面に従うと、車両駆動装置であって、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、温度検知部の出力に応じて第１の回転電機に回生制動を開始させるタイミングを変更する。
好ましくは、車両駆動装置は、車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備える。制御装置は、蓄電装置の温度が所定値を超えたときに第１の回転電機に回生制動を開始させるタイミングを所定期間遅延させ、所定期間は制動装置によって車両に制動力を働かせる。
好ましくは、制御装置は、アクセルペダル位置を検知するアクセルセンサの出力によって駆動トルクの要求値を認識する。
好ましくは、車両駆動装置は、内燃機関と、内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機とをさらに備える。蓄電装置は、第１、第２の回転電機と電力授受可能であり、制御装置は、第１、第２の回転電機の制御を行なう。
この発明は、さらに他の局面に従うと、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、蓄電装置の温度を検知する温度検知部とを含む車両駆動装置の制御方法であって、第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出するステップと、温度検知部の出力に応じて第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換えるステップとを備える。
本発明によれば、車両において蓄電装置の保護を図りつつ、さらにエネルギ効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車１の構成を示すブロック図である。
図２は、車両の加速時または一定速度での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
図３は、図１の制御装置３０が実行する車両制動に関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４は、図３のステップＳ４，Ｓ５での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
図５は、図４に示したエネルギの時間変化について説明するための波形図である。
図６は、図３のステップＳ６での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
図７は、図６に示したエネルギの時間変化について説明するための波形図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してそれらについての説明は繰返さない。
図１は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車１の構成を示すブロック図である。
図１を参照して、ハイブリッド自動車１は、前輪２０Ｒ，２０Ｌと、後輪２２Ｒ，２２Ｌと、エンジン２００と、プラネタリギヤＰＧと、デファレンシャルギヤＤＧと、ギヤ４，６とを含む。
ハイブリッド自動車１は、さらに、バッテリＢと、バッテリＢの出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット２５と、昇圧ユニット２５との間で直流電力を授受するインバータ１４，１４Ａとを含む。
ハイブリッド自動車１は、さらに、プラネタリギヤＰＧを介してエンジン２００の動力を受けて発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、回転軸がプラネタリギヤＰＧに接続されるモータジェネレータＭＧ２とを含む。インバータ１４，１４Ａは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ接続され、交流電力と昇圧回路からの直流電力との変換を行なう。
プラネタリギヤＰＧは、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤおよびリングギヤの両方に噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤをサンギヤの周りに回転可能に支持するプラネタリキャリヤとを含む。プラネタリギヤＰＧは第１〜第３の回転軸を有する。第１の回転軸はエンジン２００に接続されるプラネタリキャリヤの回転軸である。第２の回転軸はモータジェネレータＭＧ１に接続されるサンギヤの回転軸である。第３の回転軸はモータジェネレータＭＧ２に接続されるリングギヤの回転軸である。
この第３の回転軸にはギヤ４が取付けられ、このギヤ４はギヤ６を駆動することによりデファレンシャルギヤＤＧに動力を伝達する。デファレンシャルギヤＤＧはギヤ６から受ける動力を前輪２０Ｒ，２０Ｌに伝達するとともに、ギヤ６，４を介して前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力をプラネタリギヤＰＧの第３の回転軸に伝達する。
プラネタリギヤＰＧはエンジン２００，モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で動力を分割する役割を果たす。すなわちプラネタリギヤＰＧの３つの回転軸のうちの２つの回転軸の回転が定まれば残る１つの回転軸の回転は自ずと定められる。したがって、エンジン２００を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。
直流電源であるバッテリＢは、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池からなり、直流電力を昇圧ユニット２５に供給するとともに、昇圧ユニット２５からの直流電力によって充電される。
バッテリＢは、組電池であり、直列に接続された複数の電池ユニットＢ０〜Ｂｎを含む。昇圧ユニット２５とバッテリＢとの間にはシステムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２が設けられ車両非運転時には高電圧が遮断される。
昇圧ユニット２５はバッテリＢから受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ１４，１４Ａに供給する。インバータ１４，１４Ａは供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１を駆動制御する。また、エンジン始動後にはモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力はインバータ１４，１４Ａによって直流に変換されて昇圧ユニット２５によってバッテリＢの充電に適切な電圧に変換されバッテリＢが充電される。
ハイブリッド自動車１は、さらに、運転者からの加速要求指示を受ける入力部であるアクセルペダルの位置を検知するアクセルセンサ９と、バッテリＢに取付けられる温度センサ１０と、アクセルセンサ９からのアクセル開度Ａｃｃおよび温度センサ１０の検知した温度Ｔｂａｔに応じてエンジン２００、インバータ１４，１４Ａおよび昇圧ユニット２５を制御する制御装置３０とを含む。温度センサ１０は、バッテリＢの温度Ｔｂａｔを検知して制御装置３０に送信する。
インバータ１４，１４Ａは、アクセルペダルが踏込まれると、制御装置３０からの指示に応じてモータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２はエンジン２００を補助して前輪２０Ｒ，２０Ｌを駆動する。
制動時には、制御装置３０は、機械的ブレーキである油圧ブレーキ装置４０、ブレーキキャリパ４４およびブレーキディスク４２と、モータジェネレータＭＧ２とを協調させて制動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は回生運転を行ない、車輪の回転運動エネルギを電気エネルギに変換する。得られた電気エネルギは、インバータ１４，１４Ａおよび昇圧ユニット２５を経由してバッテリＢに戻される。
制御装置３０は、バッテリＢの温度や充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）に基づいて回生ブレーキと機械的ブレーキの使用比率を定める。
なお、制動時の回生制御には、ハイブリッド自動車を運転するドライバによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動が含まれる。また、フットブレーキを操作しない場合であっても、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速させたりまたは加速を中止させたりするときが含まれる。
図２は、車両の加速時または一定速度での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
車両の加速時または一定速度での走行時は、運転者はアクセルペダルを踏んでいる状態である。そして図２に示すように、エンジン２００が燃料を燃焼させて得た回転運動エネルギＰｅがモータジェネレータＭＧ１を回転させモータジェネレータＭＧ１は発電機として電力Ｐｍｇ１を出力する。このときモータジェネレータＭＧ２は車輪に対して回転運動エネルギＰｔを与えている。また、動力分割機構であるプラネタリギヤによって、エンジン２００から直接車輪に伝えられる回転運動エネルギＰｔ２も存在する。回転運動エネルギＰｔおよびＰｔ２は、車両の加速や走行時の空気抵抗や摩擦抵抗に抗するために用いられる。
モータジェネレータＭＧ１で発電される電力を電力Ｐｍｇ１とし、モータジェネレータＭＧ２で消費される電力を電力Ｐｍｇ２とする。メインバッテリから充放電される電力Ｐｂａｔは、電力Ｐｍｇ１と電力Ｐｍｇ２の差であり余り大きくない。
このような状態で、アクセルペダルが放されアクセルオフ状態またはフットブレーキをかけた状態となると、モータジェネレータＭＧ２は加速をしないので電力を消費しなくなる。その一方でモータジェネレータＭＧ１は発電を急には停止しない。したがって、電力Ｐｍｇ１はバッテリＢに向かって充電される。このときモータジェネレータＭＧ２が回生制動を行なえば、さらにバッデリＢに対して回生電力が充電され、電流の増大に伴いその２乗に比例してバッテリで熱が発生する。このときのバッテリの発熱がバッテリに悪影響を与えないように配慮しつつ、なるべく効率よく回生電力をバッテリに回収することが望ましい。
図３は、図１の制御装置３０が実行する車両制動に関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。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間経過ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
図１、図３を参照して、ステップＳ１において、制御装置３０は、アクセルセンサ９の出力を監視して、アクセル開度が減少するかどうかを判断する。アクセル開度の減少が検知されない場合には図２で示したエネルギの均衡が継続されるので、処理はステップＳ７に進み制御はメインルーチンに移される。
一方、ステップＳ１においてアクセル開度の減少が検知された場合には、ステップＳ２に処理が進む。この場合、モータジェネレータＭＧ２での電力消費が停止されることになるので、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１が発電している状態かどうかを判断する。たとえば、ハイブリッド自動車は、エンジンを停止させ電気自動車のようにモータのみで走行するＥＶ走行も可能であるが、ＥＶ走行時はモータジェネレータＭＧ１が発電していない状態である。
ステップＳ２においてモータジェネレータＭＧ１が発電している状態であれば処理はステップＳ３に進み、モータジェネレータＭＧ１が発電していない状態であれば処理はステップＳ６に進む。
ステップＳ３では、制御装置３０は、温度センサ１０で検知されたバッテリ温度Ｔｂａｔが、規定温度Ｔ１以上であるか否かを判断する。規定温度Ｔ１は、バッテリＢを保護するために入出力の制限を開始する温度、または図示しない冷却ファン等によって冷却を開始する温度である。
ステップＳ３においてメインバッテリ温度Ｔｂａｔが規定温度Ｔ１以上であるときにはステップＳ４に処理が進み、一方メインバッテリ温度Ｔｂａｔが規定温度Ｔ１未満であればステップＳ６に処理が進む。
ステップＳ４では、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ２の回生発電を制限または禁止する。そしてステップＳ５において、エンジンブレーキ相当の制動力を発生させるために、制御装置３０は油圧ブレーキ装置４０を作動させ、その後ステップＳ７において制御はメインルーチンに移される。
一方、ステップＳ６では、モータジェネレータＭＧ２において回生発電を実施して制動力を発生させ、その後ステップＳ７において制御はメインルーチンに移される。
図４は、図３のステップＳ４，Ｓ５での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
図５は、図４に示したエネルギの時間変化について説明するための波形図である。
図４、図５を参照して、図３のステップＳ４に処理が進んだ場合は、運転者がアクセルペダルを緩めるかまたは完全に足から離し、かつバッテリ温度Ｔｂａｔが規定値Ｔ１以上となっている状態である。
この時刻ｔ１直後では、エンジン回転はまだ減少せず、エンジン２００が燃料を燃焼させて得た回転運動エネルギＰｅがモータジェネレータＭＧ１を回転させモータジェネレータＭＧ１は発電機として電力Ｐｍｇ１を出力しつづけている。
一方、モータジェネレータＭＧ２の制御の応答速度はエンジン２００の制御の応答速度よりも速いので、アクセルペダルが放されアクセルオフ状態となると、モータジェネレータＭＧ２は車輪に与えるトルクを発生させる必要が無くなり電力を消費しなくなる。
すると余った発電電力がＰｂａｔ（ＭＧ１）としてバッテリＢに充電されることになる。このとき、油圧ブレーキを時刻ｔ１〜ｔ２の所定期間作動させる。その間は、油圧ブレーキのディスクホイールとブレーキパットの摩擦熱として車輪の回転運動エネルギＰｔが消費される。その後油圧ブレーキの作動を停止させ回生制動に切換える。
すなわち、エンジン回転が少し減少し余剰電力Ｐｂａｔ（ＭＧ１）が少なくなる時刻ｔ２まで、モータジェネレータＭＧ２を用いた回生制動の開始を遅らせる。
つまり、バッテリ温度が規定値よりも高い場合には、アクセルペダルが緩められたことに応じて当初油圧ブレーキを作動させ、遅延時間ＴＤ後にＭＧ２による回生制動を開始させる。
このように油圧ブレーキと回生ブレーキを協調制御することで、エンジンブレーキ相当の減速効果を得ることができ、ハイブリッド自動車の操作感をガソリン車と同等にすることができる。
また、モータジェネレータＭＧ１からバッテリに充電される電力のピークとモータジェネレータＭＧ２からの回生電力のピークとをずらすことで、−ΔＰに相当するバッテリの発熱量を抑えることができる。
しかし、バッテリ温度がさほど高くなければ、その分電力の回収量を増やしても良い。
図６は、図３のステップＳ６での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
図７は、図６に示したエネルギの時間変化について説明するための波形図である。
図６、図７を参照して、図３のステップＳ６に処理が進んだ場合は、運転者がアクセルペダルを緩めるかまたは足から離しており、かつバッテリ温度Ｔｂａｔが規定値Ｔ１未満の状態である。
この時刻ｔ１直後では、エンジン回転はまだ減少せず、エンジン２００が燃料を燃焼させて得た回転運動エネルギＰｅがモータジェネレータＭＧ１を回転させモータジェネレータＭＧ１は発電機として電力Ｐｍｇ１を出力しつづけている。
一方、モータジェネレータＭＧ２の制御の応答速度はエンジン２００の制御の応答速度よりも速いので、アクセルオフ状態となるとモータジェネレータＭＧ２は車輪に与えるトルクを発生させる必要が無くなり電力を消費しなくなる。
すると、余った発電電力がＰｂａｔ（ＭＧ１）としてバッテリＢに充電されることになる。バッテリ温度Ｔｂａｔが規定値に達していなければ、油圧ブレーキ作動させずに直ちにモータジェネレータＭＧ２に回生制動を開始させてＰｂａｔ（ＭＧ２）もあわせてバッテリＢに充電しても良い。この場合は図４では摩擦ブレーキにおいて熱として消費されていたエネルギＰｔがメインバッテリＢに回収できることとなりエネルギ効率が向上する。
また、バッテリは、使用温度が低ければよいというものではなく、使用最適温度範囲がある。このため、極低温時の始動直後等においては回生制動時に積極的にバッテリが加熱されることによりバッテリ温度を最適範囲に速やかに持っていくことができるという効果も期待される。
以上説明した内容に基づいて、再度図１を参照して以下に本実施の形態についてまとめる。
車両駆動装置は、エンジン２００と、エンジン２００により駆動され、発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なうモータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と電力授受可能なバッテリＢと、バッテリＢの温度を検知する温度センサ１０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ２の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、温度センサ１０の出力に応じてモータジェネレータＭＧ２に回生制動を行なわせるか否かを切換える。
制御装置３０は、バッテリＢの温度が所定値Ｔ１を超えたときには、アクセルセンサの出力を監視し、要求値の減少を検出してからの所定期間（図５のｔ１〜ｔ２）においてモータジェネレータＭＧ２の回生制動を禁止する。
制御装置３０は、バッテリＢの温度が所定値に達していないときは、駆動トルクの要求値の減少を検出してからの所定期間（図５のｔ１〜ｔ２に対応する図７の期間）においてモータジェネレータＭＧ２に回生制動を許可する。
車両駆動装置は、車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備える。制動装置は、油圧ブレーキ装置、ブレーキキャリパ４４、ブレーキディスク４２を含む。制御装置３０は、バッテリＢの温度が所定値Ｔ１を超えたときに所定期間（図５のｔ１〜ｔ２）モータジェネレータＭＧ２の回生制動を禁止し、その所定期間は制動装置によって車両に制動力を働かせる。
この実施の形態は、他の表現では、次のように言うこともできる。すなわち、車両駆動装置は、エンジン２００と、エンジン２００により駆動され、発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なうモータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と電力授受可能なバッテリＢと、バッテリＢの温度を検知する温度センサ１０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ２の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、温度センサ１０の出力に応じてモータジェネレータＭＧ２に回生制動を開始させるタイミングを変更する。
車両駆動装置は、車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備える。制動装置は、油圧ブレーキ装置、ブレーキキャリパ４４、ブレーキディスク４２を含む。制御装置３０は、バッテリＢの温度が所定値を超えたときにモータジェネレータＭＧ２に回生制動を開始させるタイミングを所定期間遅延させ、その所定期間は制動装置によって車両に制動力を働かせる。
本実施の形態によれば、バッテリの温度が適切な範囲に維持される割合が増えるので、バッテリ寿命を損なわず、かつエネルギ効率をさらに高めることができる。
なお、本実施の形態では動力分割機構によりエンジンの動力を車軸と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型ハイブリッドシステムに適用した例を示した。しかし本発明は、発電機を駆動するためにのみエンジンを用い、発電機により発電された電力を使うモータでのみ車軸の駆動力を発生させるシリーズ型ハイブリッド自動車や、モータのみで走行する電気自動車にも適用できる。これらの構成は、いずれも車軸とモータまたは発電機とが接続されており、減速時の回生エネルギを回収しバッテリに蓄えることが可能であるため本発明が適用可能である。
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請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等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１】
2007099726.tif 000003
【図２】
2007099726.tif 000004
【図３】
2007099726.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007099726.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007099726.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月19日(2007.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
内燃機関と、
前記内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機と、
前記第１および第２の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第２の回転電機で発電が行なわれている場合において、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出したときに、前記蓄電装置への前記第２の回転電機からの充電を許容するために、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機の回生制動を禁止する、車両駆動装置。
【請求項２】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値を超えたときには、前記要求値の減少を検出してからの所定期間において前記第１の回転電機の回生制動を禁止する、車両駆動装置。
【請求項３】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値に達していないときは、前記要求値の減少を検出してからの所定期間において前記第１の回転電機に回生制動を許可する、車両駆動装置。
【請求項４】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換え、
車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値を超えたときに所定期間前記第１の回転電機の回生制動を禁止し、前記所定期間は前記制動装置によって車両に制動力を働かせる、車両駆動装置。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を開始させるタイミングを変更する、車両駆動装置。
【請求項８】
車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値を超えたときに前記第１の回転電機に回生制動を開始させる前記タイミングを所定期間遅延させ、前記所定期間は前記制動装置によって車両に制動力を働かせる、請求の範囲第７項に記載の車両駆動装置。
【請求項９】
前記制御装置は、アクセルペダル位置を検知するアクセルセンサの出力によって前記駆動トルクの要求値を認識する、請求の範囲第７項に記載の車両駆動装置。
【請求項１０】
内燃機関と、
前記内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機とをさらに備え、
前記蓄電装置は、前記第１、第２の回転電機と電力授受可能であり、
前記制御装置は、前記第１、第２の回転電機の制御を行なう、請求の範囲第７〜９項のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月8日(2008.8.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
内燃機関と、
前記内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機と、
前記第１および第２の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第２の回転電機で発電が行なわれている場合において、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出したときに、前記蓄電装置への前記第２の回転電機からの充電を許容するために、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機の回生制動を禁止する、車両駆動装置。
【請求項２】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値を超えたときには、前記要求値の減少を検出してからの所定期間において前記第１の回転電機の回生制動を禁止する、車両駆動装置。
【請求項３】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値に達していないときは、前記要求値の減少を検出してからの所定期間において前記第１の回転電機に回生制動を許可する、車両駆動装置。
【請求項４】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換え、
車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値を超えたときに所定期間前記第１の回転電機の回生制動を禁止し、前記所定期間は前記制動装置によって車両に制動力を働かせる、車両駆動装置。
【請求項５】
車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、
前記第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、
前記第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、前記温度検知部の出力に応じて前記第１の回転電機に回生制動を開始させるタイミングを変更する、車両駆動装置。
【請求項６】
車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が所定値を超えたときに前記第１の回転 
電機に回生制動を開始させる前記タイミングを所定期間遅延させ、前記所定期間は前記制動装置によって車両に制動力を働かせる、請求項５に記載の車両駆動装置。
【請求項７】
前記制御装置は、アクセルペダル位置を検知するアクセルセンサの出力によって前記駆動トルクの要求値を認識する、請求項５に記載の車両駆動装置。
【請求項８】
内燃機関と、
前記内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機とをさらに備え、
前記蓄電装置は、前記第１、第２の回転電機と電力授受可能であり、
前記制御装置は、前記第１、第２の回転電機の制御を行なう、請求項５〜７のいずれか１項に記載の車両駆動装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両駆動装置に関し、特に内燃機関と回転電機とを併用して車両を駆動するハイブリッド車両に用いられる車両駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境にやさしい車両として、蓄電装置を搭載し、駆動装置としてモータを搭載する電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車などが注目を浴びている。これらの車両では、車両にブレーキをかける際に運動エネルギをモータで電気エネルギに変換してバッテリに戻す回生制動を積極的に行なうことによって、エネルギ効率の改善を図っている。
【０００３】
これらの車両のうちハイブリッド自動車は、走行距離を伸ばすには大容量のバッテリが必要とされ車重が増加しまた充電に長時間を要するという電気自動車の欠点を補うために、車両にエンジンで駆動される発電機を搭載したものである。
【０００４】
しかしながら、回生制動を行なう場合は、回生により発生した電力と、発電機により発生した電力が共にバッテリの端子間にかかり、バッテリの蓄電状態によっては、端子間電圧が許容電圧以上に上昇する場合がある。このように端子間に過大な電圧がかかった場合、バッテリの電解液が分解したり、ガスが発生したり、加熱したりして、バッテリの寿命を短くするという問題があった。
【０００５】
特開平８−７９９１１号公報は、このような問題点が解決された、回生制動時のバッテリ端子間に過大な電圧がかかることを防止することができるハイブリッド型電気自動車を開示している。
【特許文献１】特開平８−７９９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
バッテリの寿命にはバッテリ温度が大きく影響を与える。バッテリにおける発熱は、バッテリ電流をＩ、内部抵抗をＲとするとＩ2Ｒで表わされるので、短時間であっても過大な電流が流れるとその電流の２乗に比例して発熱量が増加する。したがって、蓄電状態のみならずバッテリ温度の面からも、回生により発生した電力と、発電機により発生した電力が共にバッテリの端子間にかからないように制御する必要がある。すなわち、充電状態が低くても、充電電流の瞬間的なピークが過大とならないようにも配慮しなければならない。
【０００７】
しかし、一方で、バッテリ温度は低ければ低いほど良いわけでもなく、使用するための最適な温度範囲がある。したがってバッテリ温度が低い場合に関しては、特開平８−７９９１１号公報に開示されたハイブリッド自動車は改良の余地がある。
【０００８】
この発明の目的は、蓄電装置の保護を図りつつエネルギ効率を向上させた車両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】
【０００９】
この発明は、要約すると、車両駆動装置であって、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、温度検知部の出力に応じて第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換える。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度が所定値を超えたときには、要求値の減少を検出してからの所定期間において第１の回転電機の回生制動を禁止する。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度が所定値に達していないときは、要求値の減少を検出してからの所定期間において第１の回転電機に回生制動を許可する。
【００１２】
好ましくは、車両駆動装置は、車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備える。制御装置は、蓄電装置の温度が所定値を超えたときに所定期間第１の回転電機の回生制動を禁止し、所定期間は制動装置によって車両に制動力を働かせる。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、アクセルペダル位置を検知するアクセルセンサの出力によって駆動トルクの要求値を認識する。
【００１４】
好ましくは、車両駆動装置は、内燃機関と、内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機とをさらに備える。蓄電装置は、第１、第２の回転電機と電力授受可能であり、制御装置は、第１、第２の回転電機の制御を行なう。
【００１５】
この発明の他の局面に従うと、車両駆動装置であって、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、蓄電装置の温度を検知する温度検知部と、第１の回転電機の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、温度検知部の出力に応じて第１の回転電機に回生制動を開始させるタイミングを変更する。
【００１６】
好ましくは、車両駆動装置は、車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備える。制御装置は、蓄電装置の温度が所定値を超えたときに第１の回転電機に回生制動を開始させるタイミングを所定期間遅延させ、所定期間は制動装置によって車両に制動力を働かせる。
【００１７】
好ましくは、制御装置は、アクセルペダル位置を検知するアクセルセンサの出力によって駆動トルクの要求値を認識する。
【００１８】
好ましくは、車両駆動装置は、内燃機関と、内燃機関により駆動され、発電を行なう第２の回転電機とをさらに備える。蓄電装置は、第１、第２の回転電機と電力授受可能であり、制御装置は、第１、第２の回転電機の制御を行なう。
【００１９】
この発明は、さらに他の局面に従うと、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なう第１の回転電機と、第１の回転電機と電力授受可能な蓄電装置と、蓄電装置の温度を検知する温度検知部とを含む車両駆動装置の制御方法であって、第１の回転電機の駆動トルクの要求値が減少したことを検出するステップと、温度検知部の出力に応じて第１の回転電機に回生制動を行なわせるか否かを切換えるステップとを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、車両において蓄電装置の保護を図りつつ、さらにエネルギ効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付してそれらについての説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車１の構成を示すブロック図である。
【００２３】
図１を参照して、ハイブリッド自動車１は、前輪２０Ｒ，２０Ｌと、後輪２２Ｒ，２２Ｌと、エンジン２００と、プラネタリギヤＰＧと、デファレンシャルギヤＤＧと、ギヤ４，６とを含む。
【００２４】
ハイブリッド自動車１は、さらに、バッテリＢと、バッテリＢの出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット２５と、昇圧ユニット２５との間で直流電力を授受するインバータ１４，１４Ａとを含む。
【００２５】
ハイブリッド自動車１は、さらに、プラネタリギヤＰＧを介してエンジン２００の動力を受けて発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、回転軸がプラネタリギヤＰＧに接続されるモータジェネレータＭＧ２とを含む。インバータ１４，１４Ａは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２にそれぞれ接続され、交流電力と昇圧回路からの直流電力との変換を行なう。
【００２６】
プラネタリギヤＰＧは、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤおよびリングギヤの両方に噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤをサンギヤの周りに回転可能に支持するプラネタリキャリヤとを含む。プラネタリギヤＰＧは第１〜第３の回転軸を有する。第１の回転軸はエンジン２００に接続されるプラネタリキャリヤの回転軸である。第２の回転軸はモータジェネレータＭＧ１に接続されるサンギヤの回転軸である。第３の回転軸はモータジェネレータＭＧ２に接続されるリングギヤの回転軸である。
【００２７】
この第３の回転軸にはギヤ４が取付けられ、このギヤ４はギヤ６を駆動することによりデファレンシャルギヤＤＧに動力を伝達する。デファレンシャルギヤＤＧはギヤ６から受ける動力を前輪２０Ｒ，２０Ｌに伝達するとともに、ギヤ６，４を介して前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力をプラネタリギヤＰＧの第３の回転軸に伝達する。
【００２８】
プラネタリギヤＰＧはエンジン２００，モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で動力を分割する役割を果たす。すなわちプラネタリギヤＰＧの３つの回転軸のうちの２つの回転軸の回転が定まれば残る１つの回転軸の回転は自ずと定められる。したがって、エンジン２００を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。
【００２９】
直流電源であるバッテリＢは、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池からなり、直流電力を昇圧ユニット２５に供給するとともに、昇圧ユニット２５からの直流電力によって充電される。
【００３０】
バッテリＢは、組電池であり、直列に接続された複数の電池ユニットＢ０〜Ｂｎを含む。昇圧ユニット２５とバッテリＢとの間にはシステムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２が設けられ車両非運転時には高電圧が遮断される。
【００３１】
昇圧ユニット２５はバッテリＢから受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ１４，１４Ａに供給する。インバータ１４，１４Ａは供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１を駆動制御する。また、エンジン始動後にはモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力はインバータ１４，１４Ａによって直流に変換されて昇圧ユニット２５によってバッテリＢの充電に適切な電圧に変換されバッテリＢが充電される。
【００３２】
ハイブリッド自動車１は、さらに、運転者からの加速要求指示を受ける入力部であるアクセルペダルの位置を検知するアクセルセンサ９と、バッテリＢに取付けられる温度センサ１０と、アクセルセンサ９からのアクセル開度Ａｃｃおよび温度センサ１０の検知した温度Ｔｂａｔに応じてエンジン２００、インバータ１４，１４Ａおよび昇圧ユニット２５を制御する制御装置３０とを含む。温度センサ１０は、バッテリＢの温度Ｔｂａｔを検知して制御装置３０に送信する。
【００３３】
インバータ１４，１４Ａは、アクセルペダルが踏込まれると、制御装置３０からの指示に応じてモータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２はエンジン２００を補助して前輪２０Ｒ，２０Ｌを駆動する。
【００３４】
制動時には、制御装置３０は、機械的ブレーキである油圧ブレーキ装置４０、ブレーキキャリパ４４およびブレーキディスク４２と、モータジェネレータＭＧ２とを協調させて制動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は回生運転を行ない、車輪の回転運動エネルギを電気エネルギに変換する。得られた電気エネルギは、インバータ１４，１４Ａおよび昇圧ユニット２５を経由してバッテリＢに戻される。
【００３５】
制御装置３０は、バッテリＢの温度や充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）に基づいて回生ブレーキと機械的ブレーキの使用比率を定める。
【００３６】
なお、制動時の回生制御には、ハイブリッド自動車を運転するドライバによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動が含まれる。また、フットブレーキを操作しない場合であっても、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速させたりまたは加速を中止させたりするときが含まれる。
【００３７】
図２は、車両の加速時または一定速度での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
【００３８】
車両の加速時または一定速度での走行時は、運転者はアクセルペダルを踏んでいる状態である。そして図２に示すように、エンジン２００が燃料を燃焼させて得た回転運動エネルギＰｅがモータジェネレータＭＧ１を回転させモータジェネレータＭＧ１は発電機として電力Ｐｍｇ１を出力する。このときモータジェネレータＭＧ２は車輪に対して回転運動エネルギＰｔを与えている。また、動力分割機構であるプラネタリギヤによって、エンジン２００から直接車輪に伝えられる回転運動エネルギＰｔ２も存在する。回転運動エネルギＰｔおよびＰｔ２は、車両の加速や走行時の空気抵抗や摩擦抵抗に抗するために用いられる。
【００３９】
モータジェネレータＭＧ１で発電される電力を電力Ｐｍｇ１とし、モータジェネレータＭＧ２で消費される電力を電力Ｐｍｇ２とする。メインバッテリから充放電される電力Ｐｂａｔは、電力Ｐｍｇ１と電力Ｐｍｇ２の差であり余り大きくない。
【００４０】
このような状態で、アクセルペダルが放されアクセルオフ状態またはフットブレーキをかけた状態となると、モータジェネレータＭＧ２は加速をしないので電力を消費しなくなる。その一方でモータジェネレータＭＧ１は発電を急には停止しない。したがって、電力Ｐｍｇ１はバッテリＢに向かって充電される。このときモータジェネレータＭＧ２が回生制動を行なえば、さらにバッテリＢに対して回生電力が充電され、電流の増大に伴いその２乗に比例してバッテリで熱が発生する。このときのバッテリの発熱がバッテリに悪影響を与えないように配慮しつつ、なるべく効率よく回生電力をバッテリに回収することが望ましい。
【００４１】
図３は、図１の制御装置３０が実行する車両制動に関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。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間経過ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。
【００４２】
図１、図３を参照して、ステップＳ１において、制御装置３０は、アクセルセンサ９の出力を監視して、アクセル開度が減少するかどうかを判断する。アクセル開度の減少が検知されない場合には図２で示したエネルギの均衡が継続されるので、処理はステップＳ７に進み制御はメインルーチンに移される。
【００４３】
一方、ステップＳ１においてアクセル開度の減少が検知された場合には、ステップＳ２に処理が進む。この場合、モータジェネレータＭＧ２での電力消費が停止されることになるので、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１が発電している状態かどうかを判断する。たとえば、ハイブリッド自動車は、エンジンを停止させ電気自動車のようにモータのみで走行するＥＶ走行も可能であるが、ＥＶ走行時はモータジェネレータＭＧ１が発電していない状態である。
【００４４】
ステップＳ２においてモータジェネレータＭＧ１が発電している状態であれば処理はステップＳ３に進み、モータジェネレータＭＧ１が発電していない状態であれば処理はステップＳ６に進む。
【００４５】
ステップＳ３では、制御装置３０は、温度センサ１０で検知されたバッテリ温度Ｔｂａｔが、規定温度Ｔ１以上であるか否かを判断する。規定温度Ｔ１は、バッテリＢを保護するために入出力の制限を開始する温度、または図示しない冷却ファン等によって冷却を開始する温度である。
【００４６】
ステップＳ３においてメインバッテリ温度Ｔｂａｔが規定温度Ｔ１以上であるときにはステップＳ４に処理が進み、一方メインバッテリ温度Ｔｂａｔが規定温度Ｔ１未満であればステップＳ６に処理が進む。
【００４７】
ステップＳ４では、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ２の回生発電を制限または禁止する。そしてステップＳ５において、エンジンブレーキ相当の制動力を発生させるために、制御装置３０は油圧ブレーキ装置４０を作動させ、その後ステップＳ７において制御はメインルーチンに移される。
【００４８】
一方、ステップＳ６では、モータジェネレータＭＧ２において回生発電を実施して制動力を発生させ、その後ステップＳ７において制御はメインルーチンに移される。
【００４９】
図４は、図３のステップＳ４，Ｓ５での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
【００５０】
図５は、図４に示したエネルギの時間変化について説明するための波形図である。
図４、図５を参照して、図３のステップＳ４に処理が進んだ場合は、運転者がアクセルペダルを緩めるかまたは完全に足から離し、かつバッテリ温度Ｔｂａｔが規定値Ｔ１以上となっている状態である。
【００５１】
この時刻ｔ１直後では、エンジン回転はまだ減少せず、エンジン２００が燃料を燃焼させて得た回転運動エネルギＰｅがモータジェネレータＭＧ１を回転させモータジェネレータＭＧ１は発電機として電力Ｐｍｇ１を出力しつづけている。
【００５２】
一方、モータジェネレータＭＧ２の制御の応答速度はエンジン２００の制御の応答速度よりも速いので、アクセルペダルが放されアクセルオフ状態となると、モータジェネレータＭＧ２は車輪に与えるトルクを発生させる必要が無くなり電力を消費しなくなる。
【００５３】
すると余った発電電力がＰｂａｔ（ＭＧ１）としてバッテリＢに充電されることになる。このとき、油圧ブレーキを時刻ｔ１〜ｔ２の所定期間作動させる。その間は、油圧ブレーキのディスクホイールとブレーキパットの摩擦熱として車輪の回転運動エネルギＰｔが消費される。その後油圧ブレーキの作動を停止させ回生制動に切換える。
【００５４】
すなわち、エンジン回転が少し減少し余剰電力Ｐｂａｔ（ＭＧ１）が少なくなる時刻ｔ２まで、モータジェネレータＭＧ２を用いた回生制動の開始を遅らせる。
【００５５】
つまり、バッテリ温度が規定値よりも高い場合には、アクセルペダルが緩められたことに応じて当初油圧ブレーキを作動させ、遅延時間ＴＤ後にＭＧ２による回生制動を開始させる。
【００５６】
このように油圧ブレーキと回生ブレーキを協調制御することで、エンジンブレーキ相当の減速効果を得ることができ、ハイブリッド自動車の操作感をガソリン車と同等にすることができる。
【００５７】
また、モータジェネレータＭＧ１からバッテリに充電される電力のピークとモータジェネレータＭＧ２からの回生電力のピークとをずらすことで、−ΔＰに相当するバッテリの発熱量を抑えることができる。
【００５８】
しかし、バッテリ温度がさほど高くなければ、その分電力の回収量を増やしても良い。
図６は、図３のステップＳ６での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
【００５９】
図７は、図６に示したエネルギの時間変化について説明するための波形図である。
図６、図７を参照して、図３のステップＳ６に処理が進んだ場合は、運転者がアクセルペダルを緩めるかまたは足から離しており、かつバッテリ温度Ｔｂａｔが規定値Ｔ１未満の状態である。
【００６０】
この時刻ｔ１直後では、エンジン回転はまだ減少せず、エンジン２００が燃料を燃焼させて得た回転運動エネルギＰｅがモータジェネレータＭＧ１を回転させモータジェネレータＭＧ１は発電機として電力Ｐｍｇ１を出力しつづけている。
【００６１】
一方、モータジェネレータＭＧ２の制御の応答速度はエンジン２００の制御の応答速度よりも速いので、アクセルオフ状態となるとモータジェネレータＭＧ２は車輪に与えるトルクを発生させる必要が無くなり電力を消費しなくなる。
【００６２】
すると、余った発電電力がＰｂａｔ（ＭＧ１）としてバッテリＢに充電されることになる。バッテリ温度Ｔｂａｔが規定値に達していなければ、油圧ブレーキ作動させずに直ちにモータジェネレータＭＧ２に回生制動を開始させてＰｂａｔ（ＭＧ２）もあわせてバッテリＢに充電しても良い。この場合は図４では摩擦ブレーキにおいて熱として消費されていたエネルギＰｔがメインバッテリＢに回収できることとなりエネルギ効率が向上する。
【００６３】
また、バッテリは、使用温度が低ければよいというものではなく、使用最適温度範囲がある。このため、極低温時の始動直後等においては回生制動時に積極的にバッテリが加熱されることによりバッテリ温度を最適範囲に速やかに持っていくことができるという効果も期待される。
【００６４】
以上説明した内容に基づいて、再度図１を参照して以下に本実施の形態についてまとめる。
【００６５】
車両駆動装置は、エンジン２００と、エンジン２００により駆動され、発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なうモータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と電力授受可能なバッテリＢと、バッテリＢの温度を検知する温度センサ１０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ２の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、温度センサ１０の出力に応じてモータジェネレータＭＧ２に回生制動を行なわせるか否かを切換える。
【００６６】
制御装置３０は、バッテリＢの温度が所定値Ｔ１を超えたときには、アクセルセンサの出力を監視し、要求値の減少を検出してからの所定期間（図５のｔ１〜ｔ２）においてモータジェネレータＭＧ２の回生制動を禁止する。
【００６７】
制御装置３０は、バッテリＢの温度が所定値に達していないときは、駆動トルクの要求値の減少を検出してからの所定期間（図５のｔ１〜ｔ２に対応する図７の期間）においてモータジェネレータＭＧ２に回生制動を許可する。
【００６８】
車両駆動装置は、車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備える。制動装置は、油圧ブレーキ装置、ブレーキキャリパ４４、ブレーキディスク４２を含む。制御装置３０は、バッテリＢの温度が所定値Ｔ１を超えたときに所定期間（図５のｔ１〜ｔ２）モータジェネレータＭＧ２の回生制動を禁止し、その所定期間は制動装置によって車両に制動力を働かせる。
【００６９】
この実施の形態は、他の表現では、次のように言うこともできる。すなわち、車両駆動装置は、エンジン２００と、エンジン２００により駆動され、発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、車両を駆動し、かつ回生制動時に発電を行なうモータジェネレータＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と電力授受可能なバッテリＢと、バッテリＢの温度を検知する温度センサ１０と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ２の駆動トルクの要求値が減少したことを検出した場合に、温度センサ１０の出力に応じてモータジェネレータＭＧ２に回生制動を開始させるタイミングを変更する。
【００７０】
車両駆動装置は、車両に制動力を働かせる制動装置をさらに備える。制動装置は、油圧ブレーキ装置、ブレーキキャリパ４４、ブレーキディスク４２を含む。制御装置３０は、バッテリＢの温度が所定値を超えたときにモータジェネレータＭＧ２に回生制動を開始させるタイミングを所定期間遅延させ、その所定期間は制動装置によって車両に制動力を働かせる。
【００７１】
本実施の形態によれば、バッテリの温度が適切な範囲に維持される割合が増えるので、バッテリ寿命を損なわず、かつエネルギ効率をさらに高めることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では動力分割機構によりエンジンの動力を車軸と発電機とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型ハイブリッドシステムに適用した例を示した。しかし本発明は、発電機を駆動するためにのみエンジンを用い、発電機により発電された電力を使うモータでのみ車軸の駆動力を発生させるシリーズ型ハイブリッド自動車や、モータのみで走行する電気自動車にも適用できる。これらの構成は、いずれも車軸とモータまたは発電機とが接続されており、減速時の回生エネルギを回収しバッテリに蓄えることが可能であるため本発明が適用可能である。
【００７３】
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等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】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車１の構成を示すブロック図である。
【図２】車両の加速時または一定速度での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
【図３】図１の制御装置３０が実行する車両制動に関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４】図３のステップＳ４，Ｓ５での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
【図５】図４に示したエネルギの時間変化について説明するための波形図である。
【図６】図３のステップＳ６での走行時のエネルギの流れを説明するための概略図である。
【図７】図６に示したエネルギの時間変化について説明するための波形図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  ハイブリッド自動車、４，６  ギヤ、９  アクセルセンサ、１０  温度センサ、１４，１４Ａ  インバータ、２０Ｒ，２０Ｌ  前輪、２２Ｒ，２２Ｌ  後輪、２５  昇圧ユニット、３０  制御装置、４０  油圧ブレーキ装置、４２  ブレーキディスク、４４  ブレーキキャリパ、２００  エンジン、Ｂ  バッテリ、Ｂ０〜Ｂｎ  電池ユニット、ＤＧ  デファレンシャルギヤ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＰＧ  プラネタリギヤ、ＳＲ１，ＳＲ２  システムメインリレー。
【国際調査報告】
2007099726.tif 000010
2007099726.tif 000011
2007099726.tif 000012
2007099726.tif 000013