(57)【要約】【課題】高速走行時における回生効率を向上でき、既存の車両からの転用が容易であり、走行中に操舵アシストを停止することなくエンジンを停止させることができて燃費を向上できるハイブリッド車両を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両は、プロペラシャフト２５とモータージェネレーター３３の回転軸とを、該モータージェネレーターの回転軸を入力軸とし、かつ該プロペラシャフトを出力軸とする減速機構３０を介して接続して構成すると共に、ステアリングユニット５３にパワステフルード４８を供給する第２パワステポンプ４５と、当該ハイブリッド車両の走行中にディーゼルエンジン１０を停止させた場合であっても第２パワステポンプ４５にプロペラシャフト２５の動力を伝達する動力伝達経路１１０とを備えて構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、パワステフルードを利用して前記ハイブリッド車両の操舵をアシストするステアリングユニットと、前記ディーゼルエンジンによって駆動されて前記ステアリングユニットにパワステフルードを供給する第１パワステポンプと、を備えたハイブリッド車両において、
前記プロペラシャフトと前記モータージェネレーターの回転軸とを、該モータージェネレーターの回転軸を入力軸とし、かつ該プロペラシャフトを出力軸とする減速機構を介して接続して構成すると共に、
前記ステアリングユニットにパワステフルードを供給する第２パワステポンプと、当該ハイブリッド車両の走行中に前記ディーゼルエンジンを停止させた場合であっても前記第２パワステポンプに前記プロペラシャフトの動力を伝達する動力伝達経路とを備えて構成されたことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記第１パワステポンプ及び前記第２パワステポンプの少なくとも一方から供給されたパワステフルードを蓄積するとともに蓄積されたパワステフルードを前記ステアリングユニットへ供給するアキュムレーターをさらに備えた請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記第２パワステポンプのパワステフルードの設定吐出圧は前記第１パワステポンプのパワステフルードの設定吐出圧よりも小さくなるように設定されており、
前記第１パワステポンプ及び前記第２パワステポンプを前記ステアリングユニットにそれぞれ連通する油圧回路に配置され、前記第１パワステポンプから前記第２パワステポンプへのパワステフルードの流動及び前記第２パワステポンプから前記第１パワステポンプへのパワステフルードの流動を抑制するとともに、前記第１パワステポンプ及び前記第２パワステポンプから供給されたパワステフルードのうち圧力の高い方を優先的に前記ステアリングユニットへ導出するバルブをさらに備えた請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両に関し、更に詳しくは、高速走行時における回生効率を向上できるとともに、既存の車両からの転用が容易であるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）が注目されている。このＨＥＶにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力のアシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時にはモータージェネレーターによる回生発電が行われる（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような、いわゆるパラレル型のＨＥＶでは、モータージェネレーターは、通常はエンジンの回転動力を変速するトランスミッションのエンジン側から車両の駆動系に接続される。そのため、ＨＥＶの高速走行中（例えば、５０〜９０ｋｍ／ｈ）に慣性走行状態になった時は、トランスミッションは高速段に変速されているので、モータージェネレーターにおける回生制動トルクが小さくなって発電の高効率点から外れてしまうため、回生発電の効率を向上することが困難であるという問題があった。
【０００４】
また、モータージェネレーターを配置するために既存の車両のパワートレインコンポ−ネントのレイアウトの大幅な変更等が必要となるため、既存の車両をＨＥＶ化して転用することが容易ではないという問題もあった。
【０００５】
また、従来のＨＥＶでは、エンジンによって駆動されるパワステポンプから供給されたパワステフルードを利用して、操舵アシストを行っていた。ところで、近年、ＨＥＶのさらなる燃費向上が求められており、この要求に応える技術として、例えばオートクルーズの実行中にアイドリングストップをさせる技術のような、ＨＥＶの走行中にエンジンを停止させる技術の開発が行われてきている。しかしながら、従来技術では、このようにＨＥＶの走行中にエンジンを停止させた場合、エンジンによって駆動されるパワステポンプも停止してしまうため、操舵アシストすることが困難になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２３８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来よりも高速走行時における回生効率を向上でき、既存の車両からの転用が容易であり、走行中に操舵アシストを停止することなくエンジンを停止させることができて燃費を向上できるハイブリッド車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両は、ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと車輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、前記ディーゼルエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムと、パワステフルードを利用して前記ハイブリッド車両の操舵をアシストするステアリングユニットと、前記ディーゼルエンジンによって駆動されて前記ステアリングユニッ
トにパワステフルードを供給する第１パワステポンプと、を備えたハイブリッド車両において、前記プロペラシャフトと前記モータージェネレーターの回転軸とを、該モータージェネレーターの回転軸を入力軸とし、かつ該プロペラシャフトを出力軸とする減速機構を介して接続して構成すると共に、前記ステアリングユニットにパワステフルードを供給する第２パワステポンプと、当該ハイブリッド車両の走行中に前記ディーゼルエンジンを停止させた場合であっても前記第２パワステポンプに前記プロペラシャフトの動力を伝達する動力伝達経路とを備えて構成されたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両によれば、プロペラシャフトとモータージェネレーターの回転軸とを減速機構を介して接続するようにしたので、高速走行中の慣性走行時において、モータージェネレーターの回生制動トルクを大きくして、回生効率を向上することができる。また、既存の車両のプロペラシャフトに減速機構を新たに取り付けるだけで高速走行時における回生効率を向上できるので、既存の車両からの転用を従来よりも容易に行うことができる。
【００１０】
また、ディーゼルエンジンとプロペラシャフトの間の動力伝達を絶って、走行中にディーゼルエンジンを停止させた場合に、プロペラシャフトの回転力で回転している減速機構のギア等で形成される動力伝達経路によって駆動された第２パワステポンプでパワステフルードをステアリングユニットへ供給して、操舵アシストすることができる。それにより、走行中に操舵アシストを停止することなくディーゼルエンジンを停止させることができて燃費を向上させることができる。
【００１１】
上記構成は、前記第１パワステポンプ及び前記第２パワステポンプの少なくとも一方から供給されたパワステフルードを蓄積するとともに蓄積されたパワステフルードを前記ステアリングユニットへ供給するアキュムレーターをさらに備えていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、第１パワステポンプからステアリングユニットへパワステフルードが供給される状態と、第２パワステポンプからステアリングユニットへパワステフルードが供給される状態とが切り替わるときにおいて、ステアリングユニットへ供給されるパワステフルードの圧力が大きく変動することを抑制することができる。
【００１３】
上記構成において、前記第２パワステポンプのパワステフルードの設定吐出圧は前記第１パワステポンプのパワステフルードの設定吐出圧よりも小さくなるように設定されており、上記構成は、前記第１パワステポンプ及び前記第２パワステポンプを前記ステアリングユニットにそれぞれ連通する油圧回路に配置され、前記第１パワステポンプから前記第２パワステポンプへのパワステフルードの流動及び前記第２パワステポンプから前記第１パワステポンプへのパワステフルードの流動を抑制するとともに、前記第１パワステポンプ及び前記第２パワステポンプから供給されたパワステフルードのうち圧力の高い方を優先的に前記ステアリングユニットへ導出するバルブをさらに備えていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、第１パワステポンプから第２パワステポンプへのパワステフルードの流動を抑制することができるとともに、第２パワステポンプから第１パワステポンプへのパワステフルードの流動も抑制することができる。また、第１パワステポンプがステアリングユニットにパワステフルードを供給している間は、第２パワステポンプからステアリングユニットへのパワステフルードの供給を停止させることができ、第１パワステポンプからステアリングユニットへのパワステフルードの供給が停止した場合に、第２パワステポンプからステアリングユニットへのパワステフルードの供給を開始することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のハイブリッド車両によれば、従来よりも高速走行時における回生効率を向上でき、既存の車両からの転用が容易であり、走行中に操舵アシストを停止することなくエンジンを停止させることができて燃費を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。
【図２】ハイブリッド車両の減速機構近傍を拡大した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）は、バスやトラックなどの大型車両であり、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３を有するハイブリッドシステムを備えている。
【００１８】
ディーゼルエンジン１０においては、エンジン本体１１に形成された複数（この例では６個）の気筒１２内における燃料の燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト１３が回転駆動される。このクランクシャフト１３の回転動力は、流体継手１４及び湿式多板クラッチ１５を通じてトランスミッション２０に伝達される。なお、流体継手１４及び湿式多板クラッチ１５の代わりに、乾式クラッチを用いる場合もある。
【００１９】
トランスミッション２０には、ＨＥＶの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ自動的に変速するＡＭＴが用いられている。このトランスミッション２０は、入力された回転動力を複数段に変速可能な主変速機構２１と、その主変速機構２１から伝達された回転動力を低速段と高速段の２段に変速可能な副変速機構２２とから構成されている。
【００２０】
トランスミッション２０で変速された回転動力は、アウトプットシャフト２３に連結するプロペラシャフト２５を通じてデファレンシャル２６に伝達され、ダブルタイヤからなる一対の駆動輪２７にそれぞれ駆動力として分配される。
【００２１】
モータージェネレーター３３は、インバーター３４を通じてバッテリー３５に電気的に接続されている。
【００２２】
これらのディーゼルエンジン１０及びモータージェネレーター３３は、制御装置８０により制御される。具体的には、ＨＥＶの発進時や加速時には、モータージェネレーター３３により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター３３による回生発電を行って、余剰の運動エネルギーを電力に変換してバッテリー３５に充電する。
【００２３】
また、制御装置８０は、ＨＥＶの走行中において、ユーザがオートクルーズ作動スイッチをＯＮにした場合に、オートクルーズを実行する。このオートクルーズにおいて制御装置８０は、ディーゼルエンジン１０を所定の高効率域で運転させる高効率運転制御と、ディーゼルエンジン１０への燃料供給を停止させることでディーゼルエンジン１０の運転を停止させるアイドリングストップ制御とを交互に実行することで、ＨＥＶの速度がアクセル操作無しで所定範囲内に収まるように制御する。
【００２４】
このようなＨＥＶにおいて、プロペラシャフト２５とモータージェネレーター３３の回転軸３２とは、減速機構３０を介して接続されている。この減速機構３０は、モータージェネレーター３３の回転軸３２を入力軸とし、かつプロペラシャフト２５を出力軸として
いる。つまり、減速機構３０においては、モータージェネレーター３３の回転数Ｎｍに対するプロペラシャフト２５の回転数Ｎｐの割合である減速比（Ｎｍ／Ｎｐ）が１．０より大となる。なお、この減速比は、固定又は可変のいずれに設定されていてもよい。
【００２５】
続いてＨＥＶのパワースアリングシステムについて説明する。パワーステアリングシステムは、ＨＥＶの操舵をアシストするシステムである。具体的にはパワーステアリングシステムは、第１パワステポンプ４０、第２パワステポンプ４５、ダブルチェックバルブ４９、パワステフルード４４、４８、５１が流通する各種油圧回路（第１油圧回路４３、第２油圧回路４７及び主油圧回路５０）、アキュムレーター５２及びステアリングユニット５３を備えている。
【００２６】
第１油圧回路４３は、第１パワステポンプ４０とダブルチェックバルブ４９とを連通している。第２油圧回路４７は、第２パワステポンプ４５とダブルチェックバルブ４９とを連通している。なお、第１油圧回路４３の第１パワステポンプ４０よりも上流側の端部及び第２油圧回路４７の第２パワステポンプ４５よりも上流側の端部は、パワステフルード４４、４８を貯留するリザーバタンク（図示しない）に接続している。主油圧回路５０は、ダブルチェックバルブ４９とステアリングユニット５３とを連通している。また、主油圧回路５０の通路途中は分岐して、アキュムレーター５２に接続している。
【００２７】
第１パワステポンプ４０は、ディーゼルエンジン１０に接続されており、ディーゼルエンジン１０によって駆動されてパワステフルード４４を圧送する。具体的には第１パワステポンプ４０の駆動軸４１は、Ｖベルト４２又はギアを介してディーゼルエンジン１０のクランクシャフト１３に接続されている。クランクシャフト１３の回転動力はＶベルト４２又はギアを介して駆動軸４１に伝達されて駆動軸４１を回転させる。このようにして第１パワステポンプ４０はディーゼルエンジン１０によって駆動される。
【００２８】
図２はＨＥＶの減速機構３０近傍を拡大した模式図である。減速機構３０は、ＨＥＶの走行中にディーゼルエンジン１０を停止させた場合であっても、回転しているプロペラシャフト２５の動力１１５を受けて回転するギア１１０を有している。
【００２９】
具体的にはオートクルーズモードの実行中にディーゼルエンジン１０を停止させた場合であっても、駆動輪２７が回転している間、デファレンシャル２６を介して駆動輪２７に接続したプロペラシャフト２５は回転している。そして、減速機構３０の複数のギアのうち、少なくとも一部のギア１１０は、このプロペラシャフト２５の動力１１５（具体的には回転動力）が伝達されることで回転できるように、他のギアを介してプロペラシャフト２５に接続されている。
【００３０】
第２パワステポンプ４５の駆動軸４６は、このギア１１０に接続されており、ギア１１０によって駆動されてパワステフルード４８を圧送する。このギア１１０は、ＨＥＶの走行中にディーゼルエンジン１０を停止させた場合であっても第２パワステポンプ４５にプロペラシャフト２５の動力１１５を伝達する動力伝達経路である。
【００３１】
また第２パワステポンプ４５のパワステフルード４８の設定吐出圧は、第１パワステポンプ４０のパワステフルード４４の設定吐出圧よりも小さくなるように設定されている。具体的には第２パワステポンプ４５にはリリーフ弁が設けられており、このリリーフ弁を調整することで、第２パワステポンプ４５の設定吐出圧は第１パワステポンプ４０の設定吐出圧よりも小さい値に調整されている。
【００３２】
図１に示すように、ダブルチェックバルブ４９は、第１パワステポンプ４０及び第２パワステポンプ４５からステアリングユニット５３へのパワステフルード４４、４８の流動
は許容し、第１パワステポンプ４０から第２パワステポンプ４５へのパワステフルード４４の流動及び第２パワステポンプ４５から第１パワステポンプ４０へのパワステフルード４８の流動は抑制するバルブである。さらに、ダブルチェックバルブ４９は、第１パワステポンプ４０及び第２パワステポンプ４５から供給されたパワステフルード４４、４８のうち圧力の高い方を、主油圧回路５０を介して優先的にステアリングユニット５３へ導出するバルブでもある。
【００３３】
アキュムレーター５２は、ダブルチェックバルブ４９を経由したパワステフルード５１（＝４４、４８）、すなわち第１パワステポンプ４０及び第２パワステポンプ４５から供給されたパワステフルード５１を蓄積するとともに、蓄積されたパワステフルード５１を主油圧回路５０を介してステアリングユニット５３に供給する。なお、アキュムレーター５２の構成はこれに限定されるものではなく、例えばアキュムレーター５２は、第１パワステポンプ４０及び第２パワステポンプ４５のいずれか一方のみから供給されたパワステフルード５１（＝４４又は４８）を蓄積するように構成されていてもよい。
【００３４】
ステアリングユニット５３は、供給されたパワステフルード５１を利用してステアリング５４の操舵をアシストする装置である。このような機能を有するものであればステアリングユニット５３の具体的構成は特に限定されるものではなく、周知のステアリングユニットを適用することができる。本実施形態においてはステアリングユニット５３の一例として油圧式のパワーシリンダを備えたステアリングユニットを用いる。
【００３５】
以上説明したＨＥＶのパワーステアリングシステムの動作は以下のとおりである。まず、ＨＥＶの走行中においてディーゼルエンジン１０が運転している場合、第１パワステポンプ４０はディーゼルエンジン１０によって駆動されることでパワステフルード４４を圧送している。また、第２パワステポンプ４５も、ＨＥＶの走行中、プロペラシャフト２５に接続することで回転している減速機構３０のギア１１０によって駆動されることで、パワステフルード４８を圧送している。
【００３６】
この場合、前述したように、第２パワステポンプ４５の設定吐出圧は第１パワステポンプ４０の設定吐出圧よりも小さく設定されており且つダブルチェックバルブ４９は第１パワステポンプ４０及び第２パワステポンプ４５から供給されたパワステフルード４４、４８のうち圧力の高い方を優先的にステアリングユニット５３へ導出することから、ステアリングユニット５３には、第２パワステポンプ４５が圧送したパワステフルード４８は供給されず、第１パワステポンプ４０が圧送したパワステフルード４４とアキュムレーター５２に蓄積されたパワステフルード５１とが合流したパワステフルード４４、５１が供給される。
【００３７】
ＨＥＶのオートクルーズモードでの走行中において、慣性走行時や制動時においてディーゼルエンジン１０を停止させた場合、第１パワステポンプ４０によるパワステフルード４４の圧送は停止する。一方、ＨＥＶの走行中にディーゼルエンジン１０が停止しても、駆動輪２７が回転することでプロペラシャフト２５は回転し続けているため、プロペラシャフト２５に接続した減速機構３０のギア１１０は回転している。そのため、この回転している減速機構３０のギア１１０によって駆動される第２パワステポンプ４５は、ＨＥＶの走行中にディーゼルエンジン１０が停止した場合であっても、パワステフルード４８を圧送することができる。その結果、ステアリングユニット５３には、第２パワステポンプ４５が圧送したパワステフルード４８とアキュムレーター５２に蓄積されたパワステフルード５１とが合流したパワステフルード４８、５１が供給される。
【００３８】
以上説明したＨＥＶによれば、ハイブリッドシステムの説明において前述したように、プロペラシャフト２５とモータージェネレーター３３の回転軸３２とを減速機構３０を介
して接続するようにしたので、トランスミッション２０のギア段にかかわらず、モータージェネレーター３３の回生制動トルクを減速機構３０により大きくすることができるため、回生効率を向上することができる。また、この構成は、既存の車両のプロペラシャフト２５に減速機構３０を新たに取り付けるだけで実現できるため、パワートレインコンポーネントのレイアウトの変更が非常に小さくて済むため、既存の車両からの転用を従来よりも容易に行うことができる。
【００３９】
またＨＥＶによれば、パワーステアリングユニットの説明において前述したように、走行中にディーゼルエンジン１０を停止させた場合に、回転している減速機構３０のギア１１０（動力伝達経路）によって駆動された第２パワステポンプ４５から圧送されたパワステフルード４８をステアリングユニット５３へ供給して、操舵アシストすることができる。それにより、走行中に操舵アシストを停止することなくディーゼルエンジン１０を停止させて燃費を向上させることができる。
【００４０】
また、このようにＨＥＶの走行中に操舵アシストを停止させることなくディーゼルエンジン１０を停止させることができるため、例えば走行中に操舵アシストを行うためにディーゼルエンジン１０を低速・低負荷運転させる場合に比較して、排気中のＰＭ（粒子状物質）が、ＤＰＤ（Diesel Particulate Diffuser；ディーゼルパティキュレートディフューザ）、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter；ディーゼルパティキュレートフィルタ）等の排気浄化装置に堆積することを効果的に抑制することができる。それにより、排気浄化装置の再生に必要な燃料消費量を抑制することができる。この点においても、このＨＥＶによれば、燃費を効果的に向上させることができる。
【００４１】
また、このＨＥＶはアキュムレーター５２を備えていることから、第１パワステポンプ４０のパワステフルード４４がステアリングユニット５３に供給される状態と、第２パワステポンプ４５のパワステフルード４８がステアリングユニット５３に供給される状態とが切り替わるときにおいて、ステアリングユニット５３に供給されるパワステフルード４４、４８、５１の圧力が大きく変動することを抑制することができる。それにより、操舵アシストを効果的に行うことができる。
【００４２】
また、このＨＥＶはダブルチェックバルブ４９を備えていることから、第１パワステポンプ４０から第２パワステポンプ４５へのパワステフルード４４の流動を抑制することができるとともに、第２パワステポンプ４５から第１パワステポンプ４０へのパワステフルード４８の流動も抑制することができる。
【００４３】
また、ダブルチェックバルブ４９が第１パワステポンプ４０及び第２パワステポンプ４５から供給されたパワステフルード４４、４８のうち圧力の高い方を優先的にステアリングユニット５３へ導出するように構成されており、且つ第２パワステポンプ４５の設定吐出圧が第１パワステポンプ４０の設定吐出圧よりも低く設定されていることから、第１パワステポンプ４０がステアリングユニット５３にパワステフルード４４を供給している間は、第２パワステポンプ４５からステアリングユニット５３へのパワステフルード４８の供給を停止させることができ、第１パワステポンプ４０からステアリングユニット５３へのパワステフルード４４の供給が停止した場合に、第２パワステポンプ４５からステアリングユニット５３へのパワステフルード４８の供給を開始することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ディーゼルエンジン
２０  トランスミッション
２５  プロペラシャフト
２６  デファレンシャル
２７  駆動輪
３０  減速機構
３２  回転軸
３３  モータージェネレーター
４０  第１パワステポンプ
４４、４８、５１  パワステフルード
４５  第２パワステポンプ
４９  ダブルチェックバルブ
５２  アキュムレーター
５３  ステアリングユニット
１１０  ギア（動力伝達経路）
【図１】
2016175477.tif 000003
【図２】
2016175477.tif 000004