| 【発明の名称】 |
ハイブリッド型車両駆動制御装置、ハイブリッド型車両駆動装置の制御方法及びそのプログラム |
| 【発明者】 |
【氏名】山口 康夫
【住所又は居所】愛知県安城市藤井町高根１０番地 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】ハイブリッド型車両の重量を小さくすることができるだけでなく、ハイブリッド型車両のコストを低くすることができるようにする。
【解決手段】第１のバッテリと、第２のバッテリと、第１のバッテリの第１の電源電圧と第２のバッテリの第２の電源電圧との間で電圧を変換する電圧変換部材と、バッテリ環境を検出するバッテリ環境検出部と、前記第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を移動させる電力移動処理手段９１とを有する。この場合、第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力が移動させられるので、他方のバッテリにおいて十分な放電を行うことができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１のバッテリと、第２のバッテリと、前記第１のバッテリの第１の電源電圧と第２のバッテリの第２の電源電圧との間で電圧を変換する電圧変換部材と、バッテリ環境を検出するバッテリ環境検出部と、前記第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を移動させる電力移動処理手段とを有することを特徴とするハイブリッド型車両駆動制御装置。
【請求項２】 前記バッテリ環境は第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリの温度である請求項１に記載のハイブリッド型車両駆動制御装置。
【請求項３】 前記所定のバッテリ環境は極低温である請求項１に記載のハイブリッド型車両駆動制御装置。
【請求項４】 前記第１のバッテリは、モータに電力を供給するための電源となる主バッテリであり、前記第２のバッテリは、補機に電力を供給するための電源となる補機バッテリである請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド型車両駆動制御装置。
【請求項５】 前記他方のバッテリにおける充電時の化学反応は発熱反応である請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド型車両駆動制御装置。
【請求項６】 第１のバッテリ、第２のバッテリ、及び第１のバッテリの第１の電源電圧と第２のバッテリの第２の電源電圧との間で電圧を変換する電圧変換部材を備えたハイブリッド型車両駆動装置の制御方法において、バッテリ環境を検出し、前記第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を移動させることを特徴とするハイブリッド型車両駆動装置の制御方法。
【請求項７】 第１のバッテリ、第２のバッテリ、第１のバッテリの第１の電源電圧と第２のバッテリの第２の電源電圧との間で電圧を変換する電圧変換部材、及びバッテリ環境を検出するバッテリ環境検出部を備えたハイブリッド型車両駆動装置の制御方法のプログラムにおいて、コンピュータを、前記第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を移動させる電力移動処理手段として機能させることを特徴とするハイブリッド型車両駆動装置の制御方法のプログラム。
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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、ハイブリッド型車両駆動制御装置、ハイブリッド型車両駆動装置の制御方法及びそのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジンのクランクシャフトにモータを直結し、モータを駆動してエンジンを始動したり、モータによって発生させられたトルク、すなわち、モータトルクを駆動輪に伝達したりするようにしたハイブリッド型車両が提供されている。
【０００３】該ハイブリッド型車両においては、前記エンジン、モータ等を駆動するために車両駆動装置が配設されるとともに、前記モータに電力を供給するための電源となる第１のバッテリとしての主バッテリ、及びハイブリッド型車両の補機、例えば、電装品に電力を供給するため電源となる第２のバッテリとしての補機バッテリが配設される。
【０００４】そして、前記モータは、力行（駆動）時に、主バッテリから直流の電流を受けて駆動され、前記モータトルクを発生させ、回生（発電）時に、ハイブリッド型車両のイナーシャによって回生トルクを受け、直流の電流を発生させ、該電流を主バッテリ及び補機バッテリに供給するようになっている。
【０００５】ところで、前記主バッテリとして、例えば、正極にニッケル酸化物を、負極に水素吸蔵合金を使用し、活物質である水素を電気化学的に吸蔵・放出することができるニッケル・水素蓄電池を使用した場合、主バッテリが極低温下に置かれると、ニッケル・水素蓄電池は水素を吸蔵・放出することが困難になり、特性が極めて低下してしまう。
【０００６】したがって、前記ニッケル・水素蓄電池のように極低温下において特性が低下するバッテリを主バッテリとして搭載したハイブリッド型車両においては、極低温時にエンジンを始動しようとしても、主バッテリから十分な量の電力（以下「バッテリ放電電力」という。）をモータに供給することができず、エンジンを始動することが困難になってしまう。
【０００７】そこで、前記モータのほかに、極低温時においてエンジンを始動するためのスタータをハイブリッド型車両に搭載し、補機バッテリから供給された電流に基づいてスタータを駆動したり、鉛蓄電池等のように極低温下において特性が低下しないバッテリを主バッテリとして使用したりしてエンジンを始動することが考えられる。
【０００８】図２はニッケル・水素蓄電池及び鉛蓄電池の特性を表す図である。なお、図において、横軸に主バッテリの温度ｔｍＢを、縦軸にバッテリ放電電力を採ってある。
【０００９】図において、Ｌｎ１はニッケル・水素蓄電池の特性の例を表す線、Ｌｎ２は鉛蓄電池の特性の例を表す線である。図に示されるように、線Ｌｎ１、Ｌｎ２は点Ｐｃで交差し、バッテリの温度ｔｍＢが前記点Ｐｃにおける値Ｔｃより高い場合、ニッケル・水素蓄電池のバッテリ放電電力Ｐｂ１は、鉛蓄電池のバッテリ放電電力Ｐｂ２より大きく、バッテリ温度ｔｍＢが値Ｔｃを採る場合、バッテリ放電電力Ｐｂ１、Ｐｂ２は等しく、バッテリ温度ｔｍＢが値Ｔｃより低い場合、ニッケル・水素蓄電池のバッテリ放電電力Ｐｂ１は、鉛蓄電池のバッテリ放電電力Ｐｂ２より小さい。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来のハイブリッド型車両においては、極低温時においてエンジンを始動するためのスタータを搭載する場合、スタータが搭載される分だけハイブリッド型車両の重量が大きくなるだけでなく、ハイブリッド型車両のコストが高くなってしまう。
【００１１】また、鉛蓄電池を主バッテリとして搭載する場合、鉛蓄電池はニッケル・水素蓄電池より寿命が短いので、主バッテリを頻繁に交換する必要があり、ハイブリッド型車両のコストが高くなってしまう。そして、鉛蓄電池の出力密度が低いので、加速時等における動力性能がニッケル・水素蓄電池より低くなってしまう。したがって、ニッケル・水素蓄電池と同じ動力性能を得ようとすると、ニッケル・水素蓄電池より大きい電力容量の鉛蓄電池を搭載する必要があり、ハイブリッド型車両の重量が大きくなってしまう。
【００１２】本発明は、前記従来のハイブリッド型車両の問題点を解決して、ハイブリッド型車両の重量を小さくすることができるだけでなく、ハイブリッド型車両のコストを低くすることができるハイブリッド型車両駆動制御装置、ハイブリッド型車両駆動装置の制御方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のハイブリッド型車両駆動制御装置においては、第１のバッテリと、第２のバッテリと、前記第１のバッテリの第１の電源電圧と第２のバッテリの第２の電源電圧との間で電圧を変換する電圧変換部材と、バッテリ環境を検出するバッテリ環境検出部と、前記第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を移動させる電力移動処理手段とを有する。
【００１４】本発明の他のハイブリッド型車両駆動制御装置においては、さらに、前記バッテリ環境は第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリの温度である。
【００１５】本発明の更に他のハイブリッド型車両駆動制御装置においては、さらに、前記所定のバッテリ環境は極低温である。
【００１６】本発明の更に他のハイブリッド型車両駆動制御装置においては、さらに、前記第１のバッテリは、モータに電力を供給するための電源となる主バッテリである。そして、前記第２のバッテリは、補機に電力を供給するための電源となる補機バッテリである。
【００１７】本発明の更に他のハイブリッド型車両駆動制御装置においては、さらに、前記他方のバッテリにおける充電時の化学反応は発熱反応である。
【００１８】本発明のハイブリッド型車両駆動装置の制御方法においては、第１のバッテリ、第２のバッテリ、及び第１のバッテリの第１の電源電圧と第２のバッテリの第２の電源電圧との間で電圧を変換する電圧変換部材を備えたハイブリッド型車両駆動装置に適用される。
【００１９】そして、バッテリ環境を検出し、前記第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を移動させる。
【００２０】本発明のハイブリッド型車両駆動装置の制御方法のプログラムにおいては、第１のバッテリ、第２のバッテリ、第１のバッテリの第１の電源電圧と第２のバッテリの第２の電源電圧との間で電圧を変換する電圧変換部材、及びバッテリ環境を検出するバッテリ環境検出部を備えたハイブリッド型車両駆動装置の制御方法に適用される。
【００２１】そして、コンピュータを、前記第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を移動させる電力移動処理手段として機能させる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】図１は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【００２４】図において、４３は第１のバッテリとしての主バッテリ、４５は第２のバッテリとしての補機バッテリ、４８は前記主バッテリ４３の第１の電源電圧と補機バッテリ４５の第２の電源電圧との間で電圧を変換する電圧変換部材としてのＤＣ／ＤＣコンバータ、６３はバッテリ環境として主バッテリ４３の温度を検出するバッテリ環境検出部としてのバッテリ温度センサ、９１は、前記主バッテリ４３、補機バッテリ４５のうちの主バッテリ４３が所定の温度に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を移動させる電力移動処理手段である。
【００２５】図３は本発明の実施の形態における車両駆動装置の要部を示す概略図である。
【００２６】図において、１２は図示されないエンジンと連結されたクランクシャフト、１３はドライブプレート、１４は流体伝動装置としてのトルクコンバータ、２５は前記クランクシャフト１２と直結された電動機械としてのモータ、１５は前記トルクコンバータ１４のセンタピースである。前記トルクコンバータ１４は、前記センタピース１５、該センタピース１５と連結されたフロントカバー１６、該フロントカバー１６と連結されたポンプインペラ１７、該ポンプインペラ１７と対向させて配設され、ポンプインペラ１７と共にトーラスを構成し、かつ、タービンハブ１８を介して変速装置の入力軸１９と連結されたタービンランナ２１、ステータ２２、係脱自在に配設されたロックアップクラッチ装置２３、及びポンプインペラ１７とタービンハブ１８との間を伝達されるトルク、すなわち、伝達トルクの変動を吸収するダンパ装置２４を備える。
【００２７】そして、前記トルクコンバータ１４において、前記エンジンから伝達された回転は、クランクシャフト１２及びセンタピース１５を介してフロントカバー１６に伝達され、該フロントカバー１６に固定されたポンプインペラ１７に伝達される。この場合、該ポンプインペラ１７が回転すると、トーラス内の油は、トルクコンバータ１４の軸の周囲を流れ、遠心力が加わってポンプインペラ１７、タービンランナ２１及びステータ２２間を循環し、タービンランナ２１を回転させ、前記入力軸１９に回転が伝達される。
【００２８】そして、ハイブリッド型車両の発進時等のように、前記ポンプインペラ１７が回転を開始したばかりで、ポンプインペラ１７とタービンランナ２１との回転速度差が大きい場合、タービンランナ２１から流れ出た油はポンプインペラ１７の回転を妨げる方向に流れる。そこで、ポンプインペラ１７とタービンランナ２１との間に前記ステータ２２が配設され、該ステータ２２は、ポンプインペラ１７とタービンランナ２１との回転速度差が大きいときに、ポンプインペラ１７の回転を助ける方向に油の流れを変換する。
【００２９】そして、前記タービンランナ２１の回転速度が高くなり、前記ポンプインペラ１７と前記タービンランナ２１との回転速度差が小さくなると、ステータ２２のブレードの表側に当たっていた油が裏側に当たるようになって、油の流れが妨げられる。そこで、前記ステータ２２を一定方向にだけ回転可能にするために、前記ステータ２２の内周側にワンウェイクラッチＦが配設される。したがって、油がブレードの裏側に当たるようになると、ワンウェイクラッチＦによってステータ２２は自然に回転させられるので、前記油は円滑に循環する。
【００３０】そして、ハイブリッド型車両が発進した後、あらかじめ設定された車速が得られると、ロックアップクラッチ装置２３が係合させられ、前記エンジンの回転が油を介することなく前記入力軸１９に直接伝達される。
【００３１】ところで、前記モータ２５は、車両駆動装置ケース２６に固定されたステータ２８、該ステータ２８より径方向内方において、前記センタピース１５にセンタリングされて回転自在に配設されたロータ３１を備え、前記ステータ２８は、ステータコア３２、及び該ステータコア３２に巻装されたコイル３３を備え、前記ロータ３１は、ロータコア３４、及び該ロータコア３４の円周方向における複数箇所に配設された図示されない永久磁石を備える。なお、３５は、ロータコア３４及び永久磁石を挟むための板である。
【００３２】前記ロータ３１はロータハブ３６を介して前記センタピース１５にセンタリングされ、前記ロータハブ３６は、ボルトｂｔ１によってフロントカバー１６と連結されるとともに、環状プレート３８及びボルトｂｔ２を介してドライブプレート１３と連結される。
【００３３】図４は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の概略図、図５は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の要部を示す概略図である。
【００３４】図において、１１はエンジン、１２はクランクシャフト、１４はトルクコンバータ、２５はモータ、２９は該モータ２５を駆動するためのモータインバータとしてのインバータ、３７は駆動輪、４１は、前記トルクコンバータ１４を介してモータ２５及びエンジン１１と連結され、トルクコンバータ１４から出力された回転を所定の変速比で変速する変速装置、４３は、ハイブリッド型車両を走行させるに当たり、モータ２５に電力を供給するための電源となる第１のバッテリとしての主バッテリ、４５はハイブリッド型車両の補機、例えば、図示されない電装品に電力を供給するための電源となる第２のバッテリとしての補機バッテリである。
【００３５】前記インバータ２９は、電源用リレーとしてのメインリレー４７及び直流ケーブルＣＢ１、ＣＢ２を介して主バッテリ４３と接続され、該主バッテリ４３から直流の電流が供給される。また、前記主バッテリ４３は、メインリレー４７、直流ケーブルＣＢ１、ＣＢ２、及び該直流ケーブルＣＢ１、ＣＢ２から分岐する直流ケーブルＣＢ３、ＣＢ４を介して電圧変換部材としてのＤＣ／ＤＣコンバータ４８に接続され、該ＤＣ／ＤＣコンバータ４８と前記補機バッテリ４５とが接続される。
【００３６】なお、主バッテリ４３として、正極にニッケル酸化物を、負極に水素吸蔵合金を使用し、活物質である水素を電気化学的に吸蔵・放出することができるニッケル・水素蓄電池が使用され、補機バッテリ４５として鉛蓄電池が使用される。また、前記電装品としては、照明品、制御部品、空調器等が使用される。
【００３７】本実施の形態において、前記主バッテリ４３における第１の電源電圧としての電圧は４２〔Ｖ〕であり、前記補機バッテリ４５における第２の電源電圧としての電圧は１２〔Ｖ〕であり、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ４８は、４２〔Ｖ〕の電圧を１２〔Ｖ〕の電圧に変換したり、１２〔Ｖ〕の電圧を４２〔Ｖ〕の電圧に変換したりする。また、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ４８内にスイッチ５６が配設され、該スイッチ５６をオン・オフすることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８を作動させたり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８の作動を停止させたりすることができる。
【００３８】前記インバータ２９の入口側に、インバータ２９に印加される直流の電圧、すなわち、インバータ電圧としてのモータインバータ電圧ＶＭを検出するために直流電圧検出部としての電圧センサ７６が配設され、前記直流ケーブルＣＢ２の所定の箇所に、インバータ２９に供給される直流の電流、すなわち、モータインバータ電流ＩＭを検出したり、回生時に主バッテリ４３に供給される直流の電流、すなわち、バッテリ電流Ｉｂを検出したりするために直流電流検出部としての電流センサ７８が配設される。そして、前記モータインバータ電圧ＶＭは車両制御装置５１に、モータインバータ電流ＩＭ及びバッテリ電流Ｉｂはモータ制御装置４９に送られる。前記主バッテリ４３とインバータ２９との間に平滑用のコンデンサＣが接続される。
【００３９】また、前記車両制御装置５１は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、車両駆動装置の全体の制御を行い、所定のプログラム、データ等に基づいてコンピュータとして機能する。前記車両制御装置５１は、エンジン制御装置４６、モータ制御装置４９及び自動変速機制御装置５２に接続される。そして、前記エンジン制御装置４６は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、エンジン１１の制御を行うために、スロットル開度θ、バルブタイミング等の指示信号をエンジン１１に送る。また、前記モータ制御装置４９は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、前記モータ２５の制御を行うために、駆動信号をインバータ２９に送る。そして、前記自動変速機制御装置５２は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、自動変速機の制御を行うために、ソレノイド信号等の各信号を変速装置４１に送る。前記ソレノイド信号は、各変速段ごとに発生させられ、所定の変速段に対応するソレノイド信号が変速装置４１に送られると、変速装置４１において前記変速段が達成され、該変速段の変速比で変速が行われる。なお、前記各ＣＰＵに代えてＭＰＵ等を使用することもできる。
【００４０】前記エンジン制御装置４６、モータ制御装置４９及び自動変速機制御装置５２によって第１の制御装置が、前記車両制御装置５１によって、第１の制御装置より上位に位置する第２の制御装置が構成される。また、前記前記エンジン制御装置４６、モータ制御装置４９及び自動変速機制御装置５２は、車両制御装置５１と同様に、所定のプログラム、データ等に基づいてコンピュータとして機能する。
【００４１】前記インバータ２９は、前記駆動信号に従って駆動され、力行時に主バッテリ４３から直流の電流を受けて、各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを発生させ、該電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷをモータ２５に供給し、回生時にモータ２５から電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを受けて、直流の電流を発生させ、主バッテリ４３に供給する。
【００４２】そして、４４は前記主バッテリ４３の状態、すなわち、バッテリ状態としてのバッテリ残量ＳＯＣを検出するバッテリ残量検出装置、５３は変速操作部としての図示されないシフトレバーの位置、すなわち、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ、５５は図示されないアクセルペダルの位置（踏込量）、すなわち、アクセルペダル位置ＡＰを検出するエンジン負荷検出部及びアクセル操作検出部としてのアクセルスイッチ、６２は図示されないブレーキペダルの位置（踏込量）、すなわち、ブレーキペダル位置ＢＰを検出するブレーキ操作検出部としてのブレーキスイッチ、６３はバッテリ環境として主バッテリ４３の温度ｔｍＢを検出する温度検出部としてのバッテリ温度センサである。該バッテリ温度センサ６３によってバッテリ環境検出部が構成される。前記バッテリ残量ＳＯＣ及び温度ｔｍＢは車両制御装置５１に送られる。なお、前記アクセルペダル位置ＡＰによってエンジン１１に対する負荷、すなわち、エンジン負荷が表される。
【００４３】そして、６８、６９はそれぞれ電流ＩＭＵ、ＩＭＶを検出する交流電流検出部としての電流センサ、７２は前記バッテリ状態としてのバッテリ電圧ＶＢを検出する主バッテリ４３用の電圧検出部としてのバッテリ電圧センサである。前記バッテリ電圧ＶＢは車両制御装置５１に送られ、電流ＩＭＵ、ＩＭＶはモータ制御装置４９及び車両制御装置５１に送られる。
【００４４】前記車両制御装置５１は、前記エンジン制御装置４６にエンジン制御信号を送り、エンジン制御装置４６によってエンジン１１の駆動・停止を設定させる。また、前記車両制御装置５１の図示されない車速算出処理手段は、車速算出処理を行い、モータ２５のロータ３１（図３）の位置、すなわち、ロータ位置を読み込み、該ロータ位置の変化率を算出し、該変化率、及び前記センタピース１５から駆動輪３７までのトルク伝達系におけるギヤ比に基づいて車速Ｖを算出する。
【００４５】そして、車両制御装置５１は、エンジン１１の回転速度、すなわち、エンジン回転速度ＮＥの目標値を表すエンジン目標回転速度ＮＥ* 、及びモータトルクＴＭの目標値を表すモータ目標トルクＴＭ* を設定し、エンジン目標回転速度ＮＥ* をエンジン制御装置４６に、モータ目標トルクＴＭ* をモータ制御装置４９に送る。本実施の形態においては、前記モータ２５を、エンジン１１を始動するためのスタータとして使用したり、発電機として使用したりするようになっているが、エンジン１１のスロットル開度θが変化してエンジントルクＴＥが変動したときに補助駆動源として使用することもできる。
【００４６】次に、前記モータ制御装置４９の動作について説明する。この場合、モータ制御装置４９は、前記ロータ３１の磁極対の方向にｄ軸を、該ｄ軸と直角の方向にｑ軸をそれぞれ採ったｄ−ｑ軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御を行う。
【００４７】まず、モータ制御装置４９の図示されないモータ回転速度算出処理手段は、モータ回転速度算出処理を行い、前記ロータ位置を読み込み、該ロータ位置の変化率を算出することによってモータ２５の回転速度、すなわち、モータ回転速度ＮＭを算出する。
【００４８】続いて、モータ制御装置４９の図示されないモータ制御処理手段は、モータ制御処理を行い、モータ目標トルクＴＭ* 及びバッテリ電圧ＶＢを読み込み、前記モータ回転速度ＮＭ、モータ目標トルクＴＭ* 及びバッテリ電圧ＶＢに基づいて、前記モータ制御装置４９の記録装置に記録されたモータ制御用の図示されない電流指令値マップを参照し、ｄ軸電流指令値ＩＭｄ* 及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ* を算出し、決定する。
【００４９】また、前記モータ制御処理手段は、電流センサ６８、６９から電流ＩＭＵ、ＩＭＶを読み込むとともに、該電流ＩＭＵ、ＩＭＶに基づいて電流ＩＭＷＩＭＷ＝ＩＭＵ−ＩＭＶを算出する。なお、電流ＩＭＷを電流ＩＭＵ、ＩＭＶと同様に電流センサによって検出することもできる。
【００５０】続いて、前記モータ制御処理手段の交流電流算出処理手段は、交流電流算出処理を行い、交流の電流であるｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑを算出する。そのために、前記交流電流算出処理手段は、３相／２相変換を行い、電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷをｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに変換する。そして、前記モータ制御処理手段の交流電圧指令値算出処理手段は、交流電圧指令値算出処理を行い、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑ、並びに前記ｄ軸電流指令値ＩＭｄ* 及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ* に基づいて、電圧指令値ＶＭｄ* 、ＶＭｑ*を算出する。また、前記モータ制御処理手段は、２相／３相変換を行い、電圧指令値ＶＭｄ* 、ＶＭｑ* を電圧指令値ＶＭＵ* 、ＶＭＶ* 、ＶＭＷ* に変換し、該電圧指令値ＶＭＵ* 、ＶＭＶ* 、ＶＭＷ* に基づいてパルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを算出し、該パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを前記モータ制御装置４９の図示されないドライブ処理手段に対して出力する。該ドライブ処理手段は、ドライブ処理を行い、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷに基づいて駆動信号を前記インバータ２９に送る。このようにして、フィードバック制御が行われる。
【００５１】ところで、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ４８は、リレーによって形成され、補機バッテリ４５の正極側の端子に接続されたスイッチ５６、チョッパとして配設されたＮＰＮ形のトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、各トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のエミッタ／コレクタ間に接続されたダイオードＤ１、Ｄ２、コイルから成り、一端がトランジスタＴｒ１のエミッタとトランジスタＴｒ２のコレクタとの間に接続され、他端が前記スイッチ５６に接続されたインダクタンスＬ、及び一端が前記スイッチ５６とインダクタンスＬとの間に接続され、他端が補機バッテリ４５の負極側の端子に接続されたコンデンサＣ１を備える。本実施の形態において、前記スイッチ５６はリレーによって形成されるが、スイッチ５６としてパワーＭＯＳＦＥＴ、パワートランジスタ、ＳＳＲ（ソリッドステートリレー）等を使用することもできる。
【００５２】また、前記トランジスタＴｒ１において、コレクタはメインリレー４７及び主バッテリ４３の正極側の端子と接続され、ベースはＤＣ／ＤＣ制御回路５８と接続され、エミッタは前述されたようにインダクタンスＬに接続され、前記トランジスタＴｒ２において、コレクタは前述されたようにインダクタンスＬに接続され、ベースはＤＣ／ＤＣ制御回路５８と接続され、エミッタは主バッテリ４３及び補機バッテリ４５の負極側の端子と接続される。なお、前記コンデンサＣ１は、スイッチ５６を形成するリレーの電気的接点を開閉する際に発生するチャッタリング（接点跳動）等のノイズを吸収する。そして、前記コンデンサＣ１に電圧検出回路５７が接続される。また、前記補機バッテリ４５の正極側の端子には、電源回路５９及びイグニッションスイッチ６１が接続される。
【００５３】そして、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ４８を使用して昇圧を行う場合、車両制御装置５１の図示されない昇圧処理手段は、ＤＣ／ＤＣ制御回路５８に対して所定の指示を送り、昇圧処理を行う。該ＤＣ／ＤＣ制御回路５８は、トランジスタＴｒ１に所定の駆動信号を送り、スイッチングさせるとともに、トランジスタＴｒ２には駆動信号を送らず、トランジスタＴｒ２を停止させる。その結果、補機バッテリ４５の１２〔Ｖ〕の電圧が４２〔Ｖ〕の電圧に変換され、４２〔Ｖ〕の電圧が出力される。これに伴って、補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力が移動させられる。
【００５４】一方、前記ＤＣ／ＤＣコンバータ４８を使用して降圧を行う場合、車両制御装置５１の図示されない降圧処理手段は、ＤＣ／ＤＣ制御回路５８に対して所定の指示を送り、降圧処理を行う。そして、ＤＣ／ＤＣ制御回路５８は、トランジスタＴｒ２に所定の駆動信号を送り、スイッチングさせるとともに、トランジスタＴｒ１には駆動信号を送らず、トランジスタＴｒ１を停止させる。その結果、主バッテリ４３の４２〔Ｖ〕の電圧が１２〔Ｖ〕の電圧に変換され、１２〔Ｖ〕の電圧が出力される。これに伴って、主バッテリ４３から補機バッテリ４５に電力が移動させられる。
【００５５】ところで、本実施の形態においては、前述されたように、前記主バッテリ４３としてニッケル・水素蓄電池が使用される。したがって、主バッテリ４３が所定の環境、例えば、極低温下に置かれると、主バッテリ４３の温度ｔｍＢが極低温になり、ニッケル・水素蓄電池において水素を吸蔵・放出することが困難になり、特性が極めて低下してしまう。
【００５６】そこで、本実施の形態においては、主バッテリ４３の温度ｔｍＢが極低温になると、補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力を移動させ、主バッテリ４３の温度ｔｍＢを高くするようにしている。
【００５７】図６は本発明の実施の形態におけるハイブリッド型車両駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【００５８】この場合、車両制御装置５１（図４）の電力移動処理手段９１（図１）は、電力移動処理を行い、バッテリ温度センサ６３によって検出された主バッテリ４３の温度ｔｍＢを読み込み、該温度ｔｍＢが極低温であるかどうか、すなわち、温度ｔｍＢが補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力を移動させるのに適した第１の閾（しきい）値、例えば、本実施の形態においては、値Ｔｃである−２０〔℃〕より低いかどうかを判断する。そして、温度ｔｍＢが−２０〔℃〕より低い場合、前記電力移動処理手段９１は、補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力を移動させる。なお、本実施の形態においては、温度ｔｍＢが−２０〔℃〕より低い場合に、補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力を移動させるようにしているが、温度ｔｍＢが主バッテリ４３の放電電力が著しく低下する所定の温度より低い場合に、補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力を移動させることもできる。
【００５９】そのために、前記電力移動処理手段９１は、ＤＣ／ＤＣ制御回路５８に対して昇圧処理における指示と同じ指示を送る。そして、ＤＣ／ＤＣ制御回路５８は、トランジスタＴｒ１に所定の駆動信号を送り、スイッチングさせるとともに、トランジスタＴｒ２には駆動信号を送らず、トランジスタＴｒ２を停止させる。その結果、補機バッテリ４５の１２〔Ｖ〕の電圧が４２〔Ｖ〕の電圧に変換され、４２〔Ｖ〕の電圧が出力される。これに伴って、４２〔Ｖ〕の電圧の所定の電流が、ＤＣ／ＤＣコンバータ４８から主バッテリ４３に供給され、電力が移動させられる。
【００６０】ところで、補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力が移動するのに伴って、主バッテリ４３において充電が行われるが、主バッテリ４３を構成するニッケル・水素蓄電池における充電時の化学反応は発熱反応であり、充電に伴って主バッテリ４３は発熱し、バッテリ温度ｔｍＢが高くなる。また、ニッケル・水素蓄電池のバッテリセルの接続部分が、自ら保有する電気抵抗によって発熱するので、バッテリ温度ｔｍＢは一層高くなる。
【００６１】そこで、前記電力移動処理手段９１は、主バッテリ４３の温度ｔｍＢを読み込み、温度ｔｍＢが、ニッケル・水素蓄電池において水素を吸蔵・放出することが容易になり、特性を向上させることができる第２の閾値、本実施の形態においては、値Ｔｃである−２０〔℃〕以上であるかどうかを判断する。
【００６２】そして、温度ｔｍＢが−２０〔℃〕以上である場合、車両制御装置５１の図示されない指令発生処理手段は、指令発生処理を行い、クランキングトルク指令を発生させ、該クランキングトルク指令をエンジン制御装置４６に送る。クランキングトルク指令が車両制御装置５１から送られてくると、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン始動処理手段は、エンジン始動処理を行い、エンジン１１を始動する。
【００６３】続いて、車両制御装置５１は図示されないエンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度ＮＥを読み込み、エンジン回転速度ＮＥが所定の値より高くなったかどうかを判断することによって、エンジン始動が成功したかどうかを判断する。そして、エンジン始動が成功した場合は処理を終了し、エンジン始動が成功していない場合、前記電力移動処理手段９１は、電力移動処理を再び開始する。
【００６４】なお、エンジン１１が始動された後は、エンジン１１の回転がモータ２５に伝達され、モータ２５において発電が行われ、主バッテリ４３に電流が供給され、充電が行われるので、主バッテリ４３は十分に発熱する。
【００６５】このように、主バッテリ４３の温度ｔｍＢが−２０〔℃〕より低い場合に、補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力が移動させられ、主バッテリ４３の温度ｔｍＢが高くされるので、極低温下において主バッテリ４３の特性を向上させることができる。
【００６６】また、極低温時において主バッテリ４３において十分な放電が行われ、モータ２５に供給された直流の電流によってエンジン１１が始動されるので、モータ２５とは別に、エンジン１１を始動するためのスタータをハイブリッド型車両に搭載する必要がなくなる。したがって、ハイブリッド型車両の重量を小さくすることができ、ハイブリッド型車両のコストを低くすることができる。
【００６７】また、主バッテリ４３として鉛蓄電池が使用されないので、主バッテリ４３を頻繁に交換する必要がなくなり、ハイブリッド型車両のコストを低くすることができる。そして、ニッケル・水素蓄電池においては、出力密度が高いので、加速時等における動力性能を高くすることができる。また、鉛蓄電池より小さい電力容量のニッケル・水素蓄電池を主バッテリ４３としてハイブリッド型車両に搭載するので、ハイブリッド型車両の重量を小さくすることができ、搭載性を向上させることができる。
【００６８】次に、フローチャートについて説明する。ステップＳ１ 主バッテリ４３の温度が−２０〔℃〕より低いかどうかを判断する。主バッテリ４３の温度が−２０〔℃〕より低い場合はステップＳ２に進み、主バッテリ４３の温度が−２０〔℃〕以上である場合は処理を終了する。ステップＳ２ 補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力を移動する。ステップＳ３ 主バッテリ４３の温度が−２０〔℃〕以上であるかどうかを判断する。主バッテリ４３の温度が−２０〔℃〕以上である場合はステップＳ４に進み、主バッテリ４３の温度が−２０〔℃〕より低い場合はステップＳ２に戻る。ステップＳ４ クランキングトルク指令を送る。ステップＳ５ エンジン始動が成功したかどうかを判断する。エンジン始動が成功した場合は処理を終了し、エンジン始動が成功していない場合はステップＳ１に戻る。
【００６９】本実施の形態においては、第１、第２の閾値が値Ｔｃである−２０〔℃〕にされるが、第１の閾値を値Ｔｃと異なる値に設定することができるだけでなく、第２の閾値は、値Ｔｃ以上の任意の値に設定することができる。
【００７０】また、本実施の形態においては、バッテリ温度センサ６３によってバッテリ環境として主バッテリ４３の温度ｔｍＢが検出され、ステップＳ１において温度ｔｍＢが−２０〔℃〕より低いかどうかを判断するようになっているが、ハイブリッド型車両の所定の箇所の温度をバッテリ環境として検出することができる。この場合、ステップＳ３において、主バッテリ４３の温度ｔｍＢが−２０〔℃〕以上であるかどうかを判断する必要があるので、主バッテリ４３にバッテリ温度センサ６３を配設する必要がある。
【００７１】また、本実施の形態においては、主バッテリ４３が極低温下に置かれた場合に、補機バッテリ４５から主バッテリ４３に電力を移動させて、主バッテリ４３において発熱反応を起こすようになっているが、主バッテリ４３及び補機バッテリ４５のうちの所定のバッテリ、例えば、主バッテリ４３が所定のバッテリ環境として極高温下に置かれた場合に、降圧処理と同様に、主バッテリ４３から補機バッテリ４５に電力を移動させ、主バッテリ４３に吸熱反応を起こすようにすることもできる。
【００７２】なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００７３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、ハイブリッド型車両駆動制御装置においては、第１のバッテリと、第２のバッテリと、前記第１のバッテリの第１の電源電圧と第２のバッテリの第２の電源電圧との間で電圧を変換する電圧変換部材と、バッテリ環境を検出するバッテリ環境検出部と、前記第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力を移動させる電力移動処理手段とを有する。
【００７４】この場合、第１、第２のバッテリのうちの所定のバッテリが所定のバッテリ環境下に置かれたときに、一方のバッテリから他方のバッテリに電力が移動させられるので、他方のバッテリにおいて十分な放電を行うことができる。
【００７５】したがって、例えば、エンジンを始動しようとする場合、他方のバッテリを使用することができるので、スタータを配設する必要がなくなる。その結果、ハイブリッド型車両の重量を小さくすることができるだけでなく、ハイブリッド型車両のコストを低くすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１００７６８
【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
【住所又は居所】愛知県安城市藤井町高根１０番地
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| 【出願日】 |
平成１４年３月２９日（２００２．３．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６４２６
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２９９２１０（Ｐ２００３−２９９２１０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−９４７９１（Ｐ２００２−９４７９１） |
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