特許 6753131 ハイブリッド車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6753131

(24)【登録日】2020年8月24日

(45)【発行日】2020年9月9日

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/26 20060101AFI20200831BHJP

   B60K 6/48 20071001ALI20200831BHJP

   B60K 6/547 20071001ALI20200831BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20200831BHJP

   B60W 20/15 20160101ALI20200831BHJP

   B60L 50/50 20190101ALI20200831BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20200831BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20200831BHJP

【ＦＩ】

   B60W10/26 900

   B60K6/48ZHV

   B60K6/547

   B60W10/08 900

   B60W20/15

   B60L50/50

   B60L50/16

   H02J7/00 302A

【請求項の数】1

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-89642(P2016-89642)

(22)【出願日】2016年4月27日

(65)【公開番号】特開2017-197025(P2017-197025A)

(43)【公開日】2017年11月2日

【審査請求日】2019年3月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(74)【代理人】

【識別番号】100163061

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 治雄

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸 洋紀

(72)【発明者】

【氏名】森本 亮

【審査官】 増子 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０３１８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／００２２６４６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

ＩＰＣ Ｂ６０Ｗ １０／００−２０／５０

Ｂ６０Ｋ ６／２０− ６／５４７

Ｂ６０Ｌ １／００− ３／１２

７／００−１３／００

１５／００−５８／４０

Ｈ０２Ｊ ７／００− ７／１２

７／３４− ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンクラッチを介して接続されたエンジン及びモータージェネレーターと、前記モータージェネレーターにモータークラッチを介して接続されたトランスミッションと、前記モータージェネレーターに電気的に順に接続するインバーター及びバッテリーと、前記モータージェネレーター、インバーター及びバッテリーを有するハイブリッドシステムと、前記バッテリーに内蔵された自己放電回路と、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、
前記モータージェネレーター又は前記インバーターに電熱ヒーターが取り付けられて、
前記制御装置は、
前記バッテリーの温度が予め設定された下限値以下である場合は、前記自己放電回路をオンにして、前記バッテリーから該自己放電回路へ電力を流すことで該自己放電回路を発熱させて、
前記自己放電回路の発熱に引き続いて、前記モータージェネレーター又はインバーターの少なくとも一方の温度が、予めそれぞれに対して設定されている下限値以下である場合は、前記モータージェネレーターを回転駆動させて発電を開始する一方で、その発電により生成された電力を前記電熱ヒーターで消費することで前記バッテリーの充電を停止するように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。

【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、バッテリーの暖機を促進することができ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、高電圧バッテリーから電力を供給された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により高電圧バッテリーを充電する（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【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】

【0004】

上記の高電圧バッテリーには、一般にリチウムイオンバッテリーやニッケル水素バッテリーが用いられるが、寒冷地などで高電圧バッテリーが過度に冷却されて低温になると、充放電効率が低下してしまうという問題があった。

【0005】

本発明の目的は、バッテリーの暖機を促進することが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】

【0006】

上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、エンジンクラッチを介して接続されたエンジン及びモータージェネレーターと、前記モータージェネレーターにモータークラッチを介して接続されたトランスミッションと、前記モータージェネレーターに電気的に順に接続するインバーター及びバッテリーと、前記モータージェネレーター、インバーター及びバッテリーを有するハイブリッドシステムと、前記バッテリーに内蔵された自己放電回路と、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、前記モータージェネレーター又は前記インバーターに電熱ヒーターが取り付けられて、前記制御装置は、前記バッテリーの温度が予め設定された下限値以下である場合は、前記自己放電回路をオンにして、前記バッテリーから該自己放電回路へ電力を流すことで該自己放電回路を発熱させて、前記自己放電回路の発熱に引き続いて、前記モータージェネレーター又はインバーターの少なくとも一方の温度が、予めそれぞれに対して設定されている下限値以下である場合は、前記モータージェネレーターを回転駆動させて発電を開始する一方で、その発電により生成された電力を前記電熱ヒーターで消費することで前記バッテリーの充電を停止するように構成されていることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明のハイブリッド車両によれば、バッテリーの冷間時には、内蔵されている自己放電回路をオンにして電力を流して発熱させることで、バッテリーを暖めるようにしたので、バッテリーの暖機を促進することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【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】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の制御装置の機能を説明するフロー図である。

【図3】本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の制御装置の機能の別の例を説明するフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

このハイブリッド車両（以下「ＨＥＶ」という。）は、普通乗用車又はバスやトラックなどの大型自動車であり、エンジン１０、モータージェネレーター２１及びトランスミッション３０と、運転状態に応じて車両を複合的に制御するハイブリッドシステム２０とを主に備えている。

【0011】

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４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。このエンジン１０には、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンが用いられる。クランクシャフト１３の一端は、エンジンクラッチ１４（例えば、湿式多板クラッチなど）を介してモータージェネレーター２１の回転軸２２の一端に接続されている。

【0012】

モータージェネレーター２１には、発電運転が可能な永久磁石式の交流同期モーターが用いられている。このモータージェネレーター２１の回転軸２２の他端は、モータークラッチ１５（例えば、湿式多板クラッチなど）を通じて、トランスミッション３０のインプットシャフト３１に接続されている。

【0013】

トランスミッション３０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又はＡＴが用いられている。なお、トランスミッション３０は、ＡＭＴのような自動変速式に限るものではなく、ドライバーが手動で変速するマニュアル式であってもよい。

【0014】

トランスミッション３０で変速された回転動力は、アウトプットシャフト３２に接続されたプロペラシャフト３３を通じてデファレンシャル３４に伝達され、後輪である一対の駆動輪３５にそれぞれ駆動力として分配される。

【0015】

ハイブリッドシステム２０は、モータージェネレーター２１と、そのモータージェネレーター２１に電気的に接続するインバーター２３、高電圧バッテリー２４、ＤＣ／ＤＣコンバーター２５及び低電圧バッテリー２６とを有している。

【0016】

高電圧バッテリー２４としては、リチウムイオンバッテリーやニッケル水素バッテリーなどが好ましく例示される。また、低電圧バッテリー２６には鉛バッテリーが用いられる。

【0017】

高電圧バッテリー２４には、自己放電を監視する自己放電回路２９が内蔵されている。この自己放電回路２９がオンになると、高電圧バッテリー２４を構成する複数のセルに充電されている電力が自己放電回路２９に流れて消費されることで、セル間の電圧差を調整するようになっている。

【0018】

ＤＣ／ＤＣコンバーター２５は、高電圧バッテリー２４と低電圧バッテリー２６との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。また、低電圧バッテリー２６は、各種の車両電装品２７に電力を供給する。

【0019】

このハイブリッドシステム２０における種々のパラメータ、例えば、各部品の温度やバッテリーのＳＯＣなどは、ＢＭＳ２８により検出される。

【0020】

これらのエンジン１０及びハイブリッドシステム２０は、制御装置７０により制御される。具体的には、ＨＥＶの発進時や加速時には、ハイブリッドシステム２０は高電圧バッテリー２４から電力を供給されたモータージェネレーター２１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、回生ブレーキによるモータージェネレーター２１の回生発電を行い、プロペラシャフト３３等に発生する余剰の運動エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリー２４を充電する。

【0021】

このようなＨＥＶにおける制御装置７０の機能を、図２に基づいて以下に説明する。なお、制御装置７０は、信号線（一点鎖線で示す）を通じて、ハイブリッドシステム２０やＢＭＳ２８などの各部と接続している。

【0022】

制御装置７０は、高電圧バッテリー２４の温度ＴｂをＢＭＳ２８を通じて取得し（Ｓ１０）、予め設定された下限値Ｌｂ以下であるか否かを判定する（Ｓ２０）。この下限値Ｌｂは、高電圧バッテリー２４の充放電機性能が過度に低下する温度であり、例えばリチウムイオンバッテリーの場合には約１０℃となる。

【0023】

制御装置７０は、温度Ｔｂが下限値Ｌｂ以下である場合には、自己放電回路２９をオンにする（Ｓ３０）。これにより、高電圧バッテリー２４に充電されている電力が自己放電回路２９に流れて、損失されることで発熱するので高電圧バッテリー２４が暖められる（Ｓ４０）。

【0024】

このように、高電圧バッテリー２４の冷間時には、内蔵されている自己放電回路２９をオンにして電力を流して、その損失により発熱させることで高電圧バッテリー２４を暖めるようにしたので、高電圧バッテリー２４の暖機を促進することができるのである。

【0025】

ＨＥＶにおける制御装置の機能の別の例を、図３に基づいて以下に説明する。なお、図２と同じ処理内容には同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。

【0026】

一般に、ハイブリッドシステム２０におけるモータージェネレーター２１及びインバーター２３は、高電圧バッテリー２４よりも熱容量が低い。そのため、高電圧バッテリー２４の暖機が完了しても、ハイブリッドシステム２０が十分に起動しないおそれがある。

【0027】

従って、制御装置７０は、ステップ４０に引き続いて、ＢＭＳ２８を通じてモータージェネレーター２１の温度Ｔｍ及びインバーター２３の温度Ｔｉを取得し（Ｓ５０）、温度Ｔｍ及び／又は温度Ｔｉが、それぞれに予め設定された下限値Ｌｍ、Ｌｉ以下であるか否かを確認する（Ｓ６０）。この下限値Ｌｍ、Ｌｉは、それぞれの性能が過度に低下する温度であり、製造仕様や性能仕様によって予め設定されている。

【0028】

制御装置７０は、温度Ｔｍが下限値Ｌｍ以下及び／又は温度Ｔｉが下限値Ｌｉ以下である場合には、エンジン１０又は回生ブレーキによりモータージェネレーター２１を回転駆動して発電を開始する（Ｓ７０）。その一方で、制御装置７０は、モータージェネレーター２１が発電した電力による高電圧バッテリー２４の充電を停止する（Ｓ８０）。これにより、モータージェネレーター２１が発電した電力が、モータージェネレーター２１及び／又はインバーター２３で損失されて発熱することで暖められる（Ｓ９０）。

【0029】

このように、モータージェネレーター２１及び／又はインバーター２３の冷間時には、モータージェネレーター２１により発電された電力の損失により、モータージェネレーター２１及び／又はインバーター２３を発熱させるようにしたので、ハイブリッドシステム２０の起動を促進することができる。

【0030】

また、モータージェネレーター２１やインバーター２３での電力の損失に加えて、あるいは電力の損失の代わりに、モータージェネレーター２１やインバーター２３に電熱ヒーター（図示せず）を取り付けて、ステップ７０で発電した電力を、その電熱ヒーターに供給することで暖機を行う。

【符号の説明】

【0031】

１０ エンジン
２０ ハイブリッドシステム
２１ モータージェネレーター
２３ インバーター
２４ 高電圧バッテリー
２８ ＢＭＳ
２９ 充放電回路
７０ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】