ハイブリッド車両

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【発明の名称】	ハイブリッド車両
【発明者】	【氏名】島崎勇一【氏名】稲垣裕巳
【要約】	【課題】ハイブリッド車両としてのレイアウトの自由度が高く、モータ異常時においても安全性を確保できるハイブリッド車両を提供する。【解決手段】前輪を駆動するエンジンと、エンジンによって駆動される発電機６と、発電機６の発電電圧で後輪を駆動するモータ８と、発電機６の発電電圧で充電されるバッテリ１１とを備え、モータ８によるアシストが必要なときに発電機６の発電電圧をレギュレータ調整器９により４２Ｖにして３端子スイッチ１０をモータ側端子ｍに切り換え、アシストが不要なときには発電電圧をレギュレータ調整器９により１２Ｖにして３端子スイッチ１０をバッテリ側端子ｂに切り換えるコントロールユニット１６を設け、電流計１４と電圧計１５による検出結果によりモータ８の異常が検出されたら、発電電圧を１２Ｖに調整すると共に３端子スイッチ１０をバッテリ側端子ｂに切り換える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】第１の駆動輪を駆動するエンジンと、該エンジンによって駆動される発電機と、該発電機の発電電圧で第２の駆動輪を駆動するモータと、前記発電機の発電電圧で充電され、電気負荷に電力を供給するバッテリと、前記発電機の発電電圧の供給を前記モータと前記バッテリとで切り換える切換スイッチと、前記発電機の発電電圧を可変の電圧に調整する発電電圧調整手段と、前記モータによるアシストが必要なときに前記発電機の発電電圧を高電圧側に調整すると共に切換スイッチをモータ側に切り換え、アシストが不要なときには発電電圧を低電圧側に調整すると共に切換スイッチをバッテリ側に切り換える第１の制御手段と、前記モータの異常を検出する異常検出手段と、前記モータの異常時に発電電圧を低電圧側に調整すると共に切換スイッチをバッテリ側に切り換える第２の制御手段を備えていることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】前記第２の制御手段は、モータの異常が発生したときに発電電圧を低電圧側に調整し、所定時間経過後に切換スイッチをバッテリ側に切り換えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】前記第２の制御手段は、モータの異常が発生したときに発電電圧を低電圧側に調整し、発電電圧が低下したことを検知したときに切換スイッチをバッテリ側に切り換えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ハイブリッド車両に係るものであり、特に、前輪をエンジンで駆動し、後輪はモータで駆動する４ＷＤタイプのハイブリッド車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、エンジンの駆動力をモータによりアシストするハイブリッド車両が知られている。この種のハイブリッド車両の中には、エンジンにモータ／ジェネレータを並列に設け、加速時にはモータ／ジェネレータをモータとして作動させてエンジンをアシストし、減速時にはモータ／ジェネレータをジェネレータとして作動させ、バッテリに充電を行うパラレルハイブリッド車両がある（例えば、類似技術として、特開平９－１４０００６号公報参照）。また、量産タイプのガソリン車に対して若干の改良を施し、従来の１２Ｖバッテリによりモータで後輪をアシストする簡易的なハイブリッド車両も検討されている。
【０００３】そして、特開平８－２３７８１１号公報に示されているように、エンジンで発電機を駆動して得られた電力で１２Ｖのバッテリを充電し、このバッテリ電力で後輪モータを駆動するものであって、前記バッテリを２個配置して、通常走行時は２つのバッテリを並列（１２Ｖ）にして使用し、モータ高回転時は２つのバッテリを直列（２４Ｖ）にして駆動電圧を高くするものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の従来技術のモータ／ジェネレータを設けたものにあっては、モータ／ジェネレータは、モータあるいはジェネレータとして選択して使用されるため、発電と同時に駆動させることはできないという問題がある。また、例えば、フロントエンジン車ではフロントエンジンに連結したモータ／ジェネレータはフロント側に配置せざるを得ない等、レイアウトの自由度が低いという問題がある。一方、第２の従来技術の後輪をアシストする簡易的なハイブリッド車両においては、１２Ｖでモータを駆動するためモータ電流が大きく、配線での電力損失が大きいため、配線を太くせざるを得ないという問題がある。
【０００５】そして、第３の従来技術である後輪アシスト式ハイブリッド車両にあっては、モータ駆動電圧は高くできるが、ジェネレータは依然として低電圧であるため、上述した配線における電力損失が大きいという問題がある。そこで、この発明は、ハイブリッド車両としてのレイアウトの自由度が高く、モータ駆動電圧を高電圧にすることで配線を太くする必要がなく、更に、モータ異常時においても安全性を確保できるハイブリッド車両を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、第１の駆動輪（例えば、実施形態における前輪１）を駆動するエンジン（例えば、実施形態におけるエンジン２）と、該エンジンによって駆動される発電機（例えば、実施形態における発電機６）と、該発電機の発電電圧で第２の駆動輪（例えば、実施形態における後輪７）を駆動するモータ（例えば、実施形態におけるモータ８）と、前記発電機の発電電圧で充電され、電気負荷（例えば、実施形態における電気負荷１２）に電力を供給するバッテリ（例えば、実施形態におけるバッテリ１１）と、前記発電機の発電電圧の供給を前記モータと前記バッテリとで切り換える切換スイッチ（例えば、実施形態における３端子スイッチ１０）と、前記発電機の発電電圧を可変の電圧に調整する発電電圧調整手段（例えば、実施形態におけるレギュレータ調整器９）と、前記モータによるアシストが必要なときに前記発電機の発電電圧を高電圧（例えば、実施形態における４２Ｖ）側に調整すると共に切換スイッチをモータ側（例えば、実施形態におけるモータ側端子ｍ）に切り換え、アシストが不要なときには発電電圧を低電圧（例えば、実施形態における１２Ｖ）側に調整すると共に切換スイッチをバッテリ側（例えば、実施形態におけるバッテリ側端子ｂ）に切り換える第１の制御手段（例えば、実施形態におけるコントロールユニット１６）と、前記モータの異常を検出する異常検出手段（例えば、実施形態におけるステップＳ２３、ステップＳ２４）と、前記モータの異常時に発電電圧を低電圧側に調整すると共に切換スイッチをバッテリ側に切り換える第２の制御手段（例えば、実施形態におけるステップＳ２６、ステップＳ２７、ステップＳ２８）を備えていることを特徴とする。
【０００７】このように構成することで、アシストが必要な場合には、第１の制御手段によって発電機の発電電圧を発電電圧調整手段で高電圧側に調整すると共に切換スイッチをモータ側に切り換えるため、エンジンが駆動すると発電機によって第２の駆動輪が駆動してエンジンをアシストできる。一方、アシストが不要な場合には、第１の制御手段によって発電機の発電電圧を発電電圧調整手段で低電圧側に調整すると共に切換スイッチをバッテリ側に切り換えるため、エンジンが駆動すると発電機によってバッテリに電力を供給できる。ここで、異常検出手段によりモータに異常があることが検出されると、第２の制御手段によって発電機の発電電圧を発電電圧調整手段で低電圧側に調整すると共に切換スイッチをバッテリ側に切り換えるため、エンジンが駆動すると発電機によってバッテリに電力を供給できる。
【０００８】請求項２に記載した発明は、前記第２の制御手段が、モータの異常が発生したときに発電電圧を低電圧側に調整し、所定時間経過後に切換スイッチをバッテリ側に切り換えることを特徴とする。このように構成することで、モータ異常時において発電電圧を低電圧側に調整してから、切換スイッチをバッテリ側に切り換えるまでの間に所定時間を確保することで発電電圧を十分に低下させることができる。
【０００９】請求項３に記載した発明は、前記第２の制御手段が、モータの異常が発生したときに発電電圧を低電圧側に調整し、発電電圧が低下したことを検知したときに切換スイッチをバッテリ側に切り換えることを特徴とする。このように構成することで、モータ異常時において発電電圧が低電圧側に調整されたことを検知してから、切換スイッチをバッテリ側に切り換えることで、バッテリに対して、適正な電圧をかけることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面と共に説明する。図１はこの発明の実施形態のハイブリッド車両のレイアウトを示す平面説明図である。同図において１は前輪を示し、この前輪１はエンジン２にディファレンシャルギア３およびトランスミッション４を介して駆動される。エンジン２にはベルト５を介して発電機６が連結されている。一方、７は後輪を示し、この後輪７は、左右の後輪７に連結されたモータ８によって駆動するもので、前記発電機６によって発電された発電電力によって、モータ８を駆動し後輪７を駆動するようになっている。
【００１１】図２に示すのは、上記ハイブリッド車両の電気配線図である。同図において、発電機６はエンジン２によって駆動し、通常の車両に搭載されるオルタネータと同様の構成のもので、この発電機６はレギュレータ調整器９により出力電圧を可変（少なくとも１２Ｖから４２Ｖ）に調整できるようになっている。発電機６の出力側には３端子スイッチ１０が接続され、この３端子スイッチ１０によって発電機６の発電電圧をモータ８とバッテリ１１とで切り換えるようになっている。
【００１２】３端子スイッチ１０のバッテリ側端子ｂには１２Ｖのバッテリ１１が接続され、更に、このバッテリ１１から電力を供給されるヘッドランプ、エンジン補器等の電気負荷１２が接続されている。３端子スイッチ１０のモータ側端子ｍにはスイッチ１３を介してモータ８が接続されている。尚、Ｇはモータ８、バッテリ１１および電気負荷１２のアースを示す。
【００１３】モータ８の入力側には電流計１４と電圧計１５が設けられ、この電流計１４と電圧計１５によってモータ８の電圧値と電流値を検出する。ここで、上記電流計には非接触タイプのものが使用されている。また、１６はコントロールユニットを示し、コントロールユニット１６は３端子スイッチ１０とスイッチ１３と上記レギュレータ調整器９とモータ８の故障表示ランプ１７に制御信号を送り、上記電流計１４と上記電圧計１５からの出力信号を入力するものである。
【００１４】したがって、モータ８によるアシストが必要な場合には、スイッチ１３をＯＮにしコントロールユニット１６によってレギュレータ調整器９で発電機６の出力電圧を４２Ｖに調整すると共に３端子スイッチ１０をモータ側端子ｍに切り換えて、発電機６からの出力電圧によりモータ８を駆動して後輪７を駆動する。したがって、前輪１がスリップした場合や、急加速したい場合に速やかに対応できる。尚、ここでモータ８の駆動電力はスイッチ１３をトランジスタ等で構成してスイッチング制御することで調整できるが、他にモータ８への調整信号（他励モータの場合は界磁電流、交流モータの場合にはインバータのスイッチング制御等）によって制御できる。
【００１５】また、アシストが必要ない通常走行の場合には、スイッチ１３をＯＦＦにしてモータ８を停止し、コントロールユニット１６によってレギュレータ調整器９で発電機６の出力電圧を１２Ｖに調整すると共に３端子スイッチ１０をバッテリ側端子ｂに切り換えて、発電機６からの出力電圧による電力をバッテリ１１に供給し、上記バッテリ１１を介して電気負荷１２に電力を供給できる。
【００１６】上記実施形態によれば、エンジン２を駆動することにより発電機６を駆動して発電を行うと同時に、この発電機６の発電電力によって後輪７を駆動することができるため、発電機６により発電をしている場合にも、モータ８によるエンジン２のアシストを行うことができる。また、フロント側にはエンジン２と発電機６を設け、リア側にはモータ８を配置できるため、フロント側にエンジン２と発電機６とモータ８を設けた場合に比較してレイアウトの自由度が高まる。また、４２Ｖで発電してモータ８を作動させることができるため、配線を細くでき電力損失を低減することができる。
【００１７】次に、図３のフローチャートによってスリップ時のアシスト制御について説明する。同図のステップＳ１０において、エンジン２が始動して、モータ８、および、発電機６に異常がないことが確認され作動条件が成立すると、次のステップＳ１１において、車輪速、エンジン回転数Ｎｅ、ギア位置が比較され、ステップＳ１２において車両がスリップしているか否かが判定される。車両がスリップしていない場合にはリターンする。ステップＳ１２において、車両がスリップしていると判定された場合にはステップＳ１３においてスイッチ１０がＯＮとなり、ステップＳ１４でスリップ量に応じて発電機６の出力増大、または、モータ８の入力が増大され、ステップＳ１５において車両のスリップが終わったか否かが判定される。
【００１８】ステップＳ１５において車両のスリップが終わったと判定された場合には、ステップＳ１６において発電機６の出力を低減、または、モータ８の入力を減少させ、ステップＳ１７においてスイッチ１０をＯＦＦにしてリターンする。ステップＳ１５において車両のスリップが終わっていないと判定された場合には、ステップＳ１４に進み、前述と同様の操作を繰り返す。したがって、前輪１がスリップしている場合には、モータ８を駆動して４ＷＤに切り替えて、車両のスリップ状態から速やかに脱却することができる。
【００１９】次に、モータ８が故障した場合の制御を図４のフローチャートによって説明する。同図のステップＳ２１においてモータ８が作動しているか否か、つまり車両が４ＷＤモードであるか否かが判定される。ステップＳ２１においてモータ８が作動していないと判定された場合にはリターンする。ステップＳ２１においてモータ８が作動していると判定された場合には、ステップＳ２２において電流計１４によるモータ電流値の検出と、電圧計１５によるモータ電圧値の検出を行う。
【００２０】ステップＳ２３においてモータ８の電圧値Ｖｍが下限値Ａと上限値Ｂとの間であると判定された場合には、次のステップＳ２４においてモータ８の電流値Ｉｍが下限値Ｃと上限値Ｄとの間にあるか否かが判定される。ステップＳ２４においてモータ８の電流値Ｉｍが下限値Ｃと上限値Ｄとの間であると判定された場合にはリターンする。ステップＳ２３においてモータ８の電圧値Ｖｍが下限値Ａから上限値Ｂの範囲外であると判定された場合、あるいは、ステップＳ２４においてモータ８の電流値Ｉｍが下限値Ｃから上限値Ｄの範囲外であると判定された場合には、つまりモータ８に異常がある場合にはステップＳ２５に進む。
【００２１】ステップＳ２５においてはスイッチ１３をＯＦＦにしてモータ８を停止したり、モータ８の出力を低下させ、次のステップＳ２６において発電機６の電圧をレギュレータ調整器９によって１２Ｖに低減してステップＳ２７に進む。ステップＳ２７においてタイマにより所定時間（発電電圧が１２Ｖに低下するに十分な時間）経過したか、あるいは、発電電圧が低下したことを電圧計１５が検知した場合には、ステップＳ２８において３端子スイッチ１０をバッテリ側端子ｂに切り換える。次いで、ステップＳ２９において故障表示ランプ１７を点灯させ運転者にモータ８の異常を知らせてリターンする。
【００２２】したがって、モータ８に何らかの異常が発生した場合には、発電機６を低電圧側にしてバッテリ１１への電力供給がなされるため、電気負荷１２への電力供給が停止する時間が短くでき、モータ８異常時におけるバッテリ１１上がりを防止できる。
【００２３】また、ステップＳ２７において、所定時間経過したと判定された場合には、発電電圧は切換後十分に時間が経ち１２Ｖに低下しているため、発電電圧が十分に低下していない状態で３端子スイッチ１０をバッテリ１１側に切り換えた場合に生ずるバッテリ１１の破損を防止できる。一方、ステップＳ２７において、発電電圧が低下したと判定された場合には、発電電圧は確実に１２Ｖに低下しているため、発電電圧が十分に低下していない状態で３端子スイッチ１０をバッテリ１１側に切り換えた場合に生ずるバッテリ１１の破損を防止できる。
【００２４】尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、後輪をエンジンで駆動し、前輪をモータで駆動する構成にしても良い。また、発電機の出力電圧の高電圧として４２Ｖを例にして説明したが、モータ８をアシストできれば電圧値は４２Ｖに限られない。
【００２５】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記載した発明によれば、エンジンを駆動することにより発電機を駆動して発電を行うと同時に、この発電機の発電電力によって第２の駆動輪を駆動することができるため、発電機により発電をしている場合にも、モータによるエンジンのアシストを行うことができる効果がある。また、発電機とモータを別々に配置することができるため、例えば、フロント側にはエンジンと発電機を設け、リア側にはモータを配置する等、ハイブリッド車両としてのレイアウトの自由度が高まるという効果がある。
【００２６】更に、モータによるアシストが必要な時には高電圧でモータを作動させることができるため、配線を細くしても電力損失を低減することができる効果がある。そして、モータ異常時においては発電機を低電圧側にしてバッテリへの電力供給がなされるため、電気負荷への電力供給が停止する時間が短くでき、モータ異常時におけるバッテリ上がりを防止できる効果がある。
【００２７】請求項２に記載した発明によれば、モータ異常時において発電電圧を低電圧側に調整してから、所定時間経過すると切換スイッチをバッテリ側に切り換えるまでの間に発電電圧を十分に低下させることができるため、発電電圧が十分に低下していない状態で切換スイッチをバッテリ側に切り換えた場合に生ずるバッテリの破損を防止できる効果がある。請求項３に記載した発明によれば、モータ異常時において発電電圧を低電圧側に調整してから、発電電圧が低下したことを検知してから切換スイッチをバッテリ側に切り換えるようにしたため、発電電圧が十分に低下していない状態で切換スイッチをバッテリ側に切り換えた場合に生ずるバッテリの破損を防止できる効果がある。

【出願人】	【識別番号】０００００５３２６【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
【出願日】	平成１１年２月２４日（１９９９．２．２４）
【代理人】	【識別番号】１０００６４９０８【弁理士】【氏名又は名称】志賀正武（外８名）
【公開番号】	特開２０００－２４５０１２（Ｐ２０００－２４５０１２Ａ）
【公開日】	平成１２年９月８日（２０００．９．８）
【出願番号】	特願平１１－４７２４４