| 【発明の名称】 |
ハイブリッド自動車の制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山田 俊次
【氏名】大金 宏明
【氏名】松田 文一
【氏名】浜井 九五
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| 【要約】 |
【課題】発電機兼用電動機の温度上昇による性能劣化を防止できるハイブリッド自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】車両の減速エネルギーを利用して、エンジン１の駆動系に設けられた発電機兼用電動機８を作動させ、バッテリ１１を充電するハイブリッド自動車の制御装置であり、発電機兼用電動機８の発生および吸収トルクを制御する制御手段１０と、発電機兼用電動機８の温度を検出する温度センサ１２とを有し、温度センサ１２により検出された温度に応じて、発電機兼用電動機８の発生および吸収トルクを制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】車両の減速エネルギーを利用して、エンジンの駆動系に設けられた発電機兼用電動機を作動させ、バッテリを充電するハイブリッド自動車の制御装置において、前記発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御する制御手段と、前記発電機兼用電動機の温度を検出する温度センサとを有し、前記制御手段は、前記温度センサにより検出された温度に応じて、前記発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記温度センサにより検出された温度の履歴に基づいて到達温度を予測し、当該予測温度が所定基準値を越えないように前記発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項３】前記車両の速度を検出する車速センサをさらに有し、前記制御手段は、前記車速センサにより検出された車速に応じて、前記発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御するための所定基準値を変化させることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項４】車室内に設けられたインジケータをさらに有し、前記制御手段が前記発電機兼用電動機の発生または吸収トルクを制限しているときは、前記インジケータによりその旨を喚起することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電機兼用電動機を備えたハイブリッド自動車の制御装置に関し、特に発電機兼用電動機の温度上昇による性能劣化を防止できるハイブリッド自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発電機兼用電動機を備えたハイブリッド自動車としては、例えば特開平３−１２１，９２８号公報に開示されたものが知られている。この種のハイブリッド自動車は、図６に示すように発電機兼用電動機８がエンジン１の駆動系に連結されたものであって、電動機８によるアシストが必要な例えば高負荷時には、電動機機能によるトルクをエンジントルクに付加するが、電動機８によるアシストが不要な例えば減速時には、発電機機能を発揮させ、当該減速エネルギーをバッテリ１１の充電に充当する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の発電機兼用電動機を備えたハイブリッド自動車では、発電機兼用電動機の温度上昇によって内蔵磁石の磁力が低下するおそれがあった。
【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、発電機兼用電動機の温度上昇による性能劣化を防止できるハイブリッド自動車の制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、車両の減速エネルギーを利用して、エンジンの駆動系に設けられた発電機兼用電動機を作動させ、バッテリを充電するハイブリッド自動車の制御装置において、前記発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御する制御手段と、前記発電機兼用電動機の温度を検出する温度センサとを有し、前記制御手段は、前記温度センサにより検出された温度に応じて、前記発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御することを特徴とする。
【０００６】この請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置では、温度センサにより検出された温度に応じて発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御するので、温度上昇による発電機兼用電動機の性能劣化を防止できる。
【０００７】請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置において、温度に応じたトルク制御は現在の温度に基づいたものでも良いが、請求項２記載のハイブリッド自動車の制御装置は、前記制御手段は、前記温度センサにより検出された温度の履歴に基づいて到達温度を予測し、当該予測温度が所定基準値を越えないように前記発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御することを特徴とする。
【０００８】この請求項２記載のハイブリッド自動車の制御装置では、温度履歴による到達予測温度を用い、事前に所定基準値を超えないように制御し始めるので、温度上昇の抑制がより効果的となる。
【０００９】また、請求項３記載のハイブリッド自動車の制御装置は、前記車両の速度を検出する車速センサをさらに有し、前記制御手段は、前記車速センサにより検出された車速に応じて、前記発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御するための所定基準値を変化させることを特徴とする。
【００１０】この請求項３記載のハイブリッド自動車の制御装置では、走行風による発電機兼用電動機の冷却効果を考慮し、車速が大きい場合にはトルク制御を行うための所定基準値を例えば高く設定する。これにより、発電機兼用電動機の使用可能範囲が広くなり、ハイブリッド自動車の効果をより引き出すことができる。
【００１１】また、請求項４記載のハイブリッド自動車の制御装置は、車室内に設けられたインジケータをさらに有し、前記制御手段が前記発電機兼用電動機の発生または吸収トルクを制限しているときは、前記インジケータによりその旨を喚起することを特徴とする。
【００１２】この請求項４記載のハイブリッド自動車の制御装置では、インジケータによってトルクの制限を運転者に喚起するので、温度上昇にともない運転性に影響が出ることや発電機兼用電動機の保護が必要なことを事前に認識することができる。
【００１３】
【発明の効果】請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置によれば、温度センサにより検出された温度に応じて発電機兼用電動機の発生および吸収トルクを制御するので、温度上昇による発電機兼用電動機の性能劣化を防止できる。
【００１４】請求項２記載のハイブリッド自動車の制御装置によれば、温度履歴による到達予測温度を用い、事前に所定基準値を超えないように制御し始めるので、温度上昇の抑制がより効果的となる。
【００１５】請求項３記載のハイブリッド自動車の制御装置によれば、走行風による発電機兼用電動機の冷却効果を考慮するので、発電機兼用電動機の使用可能範囲が広くなり、ハイブリッド自動車の効果をより引き出すことができる。
【００１６】請求項４記載のハイブリッド自動車の制御装置によれば、インジケータによってトルクの制限を運転者に喚起するので、温度上昇にともない運転性に影響が出ることや発電機兼用電動機の保護が必要なことを事前に認識することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明のハイブリッド自動車の実施形態を示すブロック図、図２は本発明に係る発電機兼用電動機を示す断面図である。
【００１８】本実施形態のハイブリッド自動車は、エンジン１にトランスミッション２が連結され、このトランスミッション２にプロペラシャフト３の一端が接続されている。プロペラシャフト３の他端にはデファレンシャルギヤ４が接続され、このデファレンシャルギヤ４にドライブシャフト５が接続されている。図１において６はドライブシャフト５に取り付けられたタイヤである。
【００１９】また、エンジン１のクランクシャフトにはベルト７を介して発電機兼用電動機８が設けられており、この発電機兼用電動機８にはインバータ９が接続されている。インバータ９には、コントローラ（制御手段）１０とバッテリ１１とが接続されている。
【００２０】本実施形態の発電機兼用電動機８は、その断面を図２に示すように、ロータ２４と、当該ロータ２４に設けられた磁石２３と、この磁石２３にギャップを介して設けられたステータ２１と、ステータ２１を保持するケーシング２２とを有し、図示はしないがステータ２１にはステータコイルが設けられている。この場合、ステータコイルのピッチと磁石２３のピッチを考慮しステータコイルの相によって磁石の位置がずれる構造にし、ステータコイルの切り替えを行うことで回転磁界を作り、電動機として用いたり発電機として用いたりする。
【００２１】このステータコイルはインバータ９に接続され、さらにインバータ９はコントローラ１０によって位相と電流の制御が行われるようになっている。
【００２２】特に本実施形態では、磁石２３の温度を検出するための温度センサ１２がステータ２１に設けられており、その出力信号がコントローラ１０に送出される。本来的には磁石２３の温度を直接検出するのが望ましいが、磁石２３は回転するので、当該磁石２３の温度に最も近似するステータ２１の温度を検出することとしている。
【００２３】次に動作を説明する。定常走行時や郊外走行時等のように、発電機兼用電動機８のアシストが不要な場合には、コントローラ１０からインバータ９に指令信号を出力し、発電機兼用電動機８を発電機としても電動機としても機能させず、エンジン１のみによる走行を行う。
【００２４】これに対して、高負荷時や市街地走行時のように、発電機兼用電動機８のアシストが必要な場合には、コントローラ１０からインバータ９に指令信号を出力し、バッテリ１１からの電力を用いて発電機兼用電動機８を電動機として機能させ、トルクを発生させる。この発生トルクは、ベルト７を介してエンジン１のクランクシャフトに付加され、これによりエンジン１と発電機兼用電動機８とのハイブリッド走行が行われる。
【００２５】また、定常走行時や郊外走行時であっても、減速時のようにエネルギーが過剰となることがあるので、この減速エネルギーを利用しバッテリ１１の充電を行う。すなわち、コントローラ１０からインバータ９に指令信号を出力し、発電機兼用電動機８を発電機として機能させ、ベルト７を介してエンジン１から入力されたエネルギー（トルク）を電力に変換し、バッテリ１１に蓄電する。
【００２６】このように、発電機兼用電動機８を電動機として使用する場合、あるいは発電機として使用する場合には、発電機兼用電動機８の内部温度が上昇するが、本実施形態では温度センサ１２によってステータ２１の温度を検出し、この検出温度が所定値を越えるとコントローラ１０からインバータ９へ指令信号を出力し、発電機兼用電動機８の発生または吸収トルクを保持または減少させる。これにより、発電機兼用電動機８の内部温度の上昇が抑制されるので、磁石２３の温度上昇にともなう性能劣化が防止される。
【００２７】本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、上述した実施形態にのみ限定されず種々に改変、変更することができる。例えば、上述した実施形態では、温度センサ１２により検出されたステータ２１のリアルタイムの温度が所定値を越えたかどうかで発電機兼用電動機８の発生または吸収トルクを抑制したが、過去の温度履歴から到達温度を予測し、この予測温度が所定値を越えないように予防的に発電機兼用電動機８の発生および吸収トルクを抑制しても良い。
【００２８】図３は、この制御の実施形態を説明するためのグラフであり、温度センサ１２により検出された過去の温度をメモリなどに記憶しておき、この温度履歴に基づいて到達温度ａを予測する。そして、当該予測温度ａが所定基準値を越えないように、同図の実線ｂで示すように発電機兼用電動機８の発生および吸収トルクを事前に抑制を開始する。こうすることで、温度上昇の抑制がより効果的となる。
【００２９】本発明のハイブリッド自動車の制御装置はさらに改変することができる。例えば、上述した温度基準となる所定基準値は固定値でなくても良い。すなわち、走行風による発電機兼用電動機８の冷却効果を利用し、図４に示すように高速走行になればなるほど、所定基準値を高く設定する。具体的には、車速センサを設けてこれをコントローラ１０に入力し、このコントローラ１０内の設定値を車速に応じて変更する。これにより、発電機兼用電動機８の使用可能領域が広がるので、よりハイブリッド自動車の効果が高まることとなる。
【００３０】なお、停車アイドル状態においては、発電機兼用電動機８の温度上昇を防止するために、キーをＯＦＦした後も電動冷却ファンを一定時間作動し続けることが望ましい。
【００３１】図５はさらに他の実施形態を示す図であり、室内のインストルメントパネルにインジケータ３０を設け、コントローラ１０が発電機兼用電動機８の発生または吸収トルクを制限しているときは、このインジケータ１０を点灯させることによりその旨を運転者に喚起する。こうすることで、運転者は、温度上昇にともない運転性に影響が出ることや、発電機兼用電動機８の保護が必要なことを事前に認識することができる。
【００３２】なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）７月３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 均 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７８０６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月２９日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１９３０５３ |
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