特開 2024-176880 ハイブリッド車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176880

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】ハイブリッド車

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/00 20160101AFI20241212BHJP

   B60K 6/485 20071001ALI20241212BHJP

   B60K 6/54 20071001ALI20241212BHJP

   B60W 10/18 20120101ALI20241212BHJP

   B60W 10/10 20120101ALI20241212BHJP

   B60W 20/15 20160101ALI20241212BHJP

   B60L 58/13 20190101ALI20241212BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20241212BHJP

   B60K 17/35 20060101ALI20241212BHJP

   B60K 17/356 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

B60W20/00 900

B60K6/485 ZHV

B60K6/54

B60W10/18 900

B60W10/10 900

B60W20/15

B60L58/13

B60L50/16

B60K17/35 B

B60K17/356 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095729

(22)【出願日】2023-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 倫生

(72)【発明者】

【氏名】難波 陽大

【テーマコード（参考）】

3D043

3D202

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D043AA05

3D043AB01

3D202BB19

3D202EE08

3D202FF04

5H125AA01

5H125AB01

5H125AC12

5H125BD17

5H125EE27

(57)【要約】

【課題】バッテリのＳＯＣが低下した場合でも、アシスト制御を継続する。
【解決手段】ハイブリッド車は、エンジンと、エンジンに接続された第１モータジェネレータと、少なくとも一つの駆動輪に接続された第２モータジェネレータと、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとに接続されたバッテリと、前記駆動輪の回転を機械的に禁止するパーキングロック機構と、パーキングロック機構の解除動作時に、第２モータジェネレータを駆動して解除動作をアシストするアシスト制御を実行可能な制御装置と、を備えてよい。制御装置は、アシスト制御の実行中において、バッテリのＳＯＣが閾値を下回るときに、エンジンを駆動して第１モータジェネレータに発電させてよい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハイブリッド車であって、
エンジンと、
前記エンジンに接続された第１モータジェネレータと、
少なくとも一つの駆動輪に接続された第２モータジェネレータと、
前記第１モータジェネレータと前記第２モータジェネレータとに接続されたバッテリと、
前記駆動輪の回転を機械的に禁止するパーキングロック機構と、
前記パーキングロック機構の解除動作時に、前記第２モータジェネレータを駆動して前記解除動作をアシストするアシスト制御を実行可能な制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記アシスト制御の実行中において、前記バッテリのＳＯＣが閾値を下回るときに、前記エンジンを駆動して前記第１モータジェネレータに発電させる、
ハイブリッド車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術は、ハイブリッド車に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ハイブリッド車が開示されている。このハイブリッド車は、モータジェネレータと、パーキングロック機構を有するギヤユニットと、パーキングロック機構の解除動作時に、モータジェネレータを駆動して解除動作をアシストするアシスト制御を実行可能な制御装置を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－２８６３１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のようなハイブリッド車では、バッテリからモータジェネレータへ電力を供給して、アシスト制御を実行している。従って、アシスト制御の実行中にバッテリのＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が低下していくと、バッテリの過放電を回避するために、アシスト制御を継続できなくなるおそれがある。

【0005】

上記した課題を鑑み、本明細書は、バッテリのＳＯＣが低下した場合でも、アシスト制御を継続し得る技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本明細書が開示するハイブリッド車は、エンジンと、エンジンに接続された第１モータジェネレータと、少なくとも一つの駆動輪に接続された第２モータジェネレータと、第１モータジェネレータと第２モータジェネレータとに接続されたバッテリと、前記駆動輪の回転を機械的に禁止するパーキングロック機構と、パーキングロック機構の解除動作時に、第２モータジェネレータを駆動して解除動作をアシストするアシスト制御を実行可能な制御装置と、を備える。制御装置は、アシスト制御の実行中において、バッテリのＳＯＣが閾値を下回るときに、エンジンを駆動して第１モータジェネレータに発電させる。

【0007】

上記したハイブリッド車では、制御装置は、アシスト制御の実行中において、バッテリのＳＯＣが閾値を下回るときに、エンジンを駆動して第１モータジェネレータに発電させる。第１モータジェネレータによる発電電力は、バッテリ（及び第２モータジェネレータ）へ供給され、バッテリのＳＯＣを回復させる。これにより、アシスト制御の実行中に、バッテリのＳＯＣが低下した場合でも、アシスト制御を継続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例のハイブリッド車を模式的に示す。

【図2】制御装置が実行する一連の処理のフローチャートを示す。

【図3】パーキングロック機構の解除動作のアシスト制御に係るタイムチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【実施例0009】

図面を参照して、実施例のハイブリッド車１０について説明する。本実施例のハイブリッド車１０は、車輪を駆動するモータを有する電動車に属するものであり、典型的には路面を走行する電動車（いわゆる自動車）である。但し、本実施例で説明する技術の一部又は全部は、軌道を走行する電動車にも同様に採用することができる。ハイブリッド車１０は、車体１２と、車体１２の前部に設けられた一対の前輪１４と、車体１２の後部に設けられた一対の後輪１６とを備える。なお、車体１２の具体的な構成や、ハイブリッド車１０が備える車輪の数は特に限定されない。また、ハイブリッド車１０は、ユーザによって運転操作されるものに限られず、外部装置によって遠隔操作されるものや、自律走行するものであってもよい。

【0010】

ハイブリッド車１０は、さらに、エンジン１８と、変速機１９と、第１モータジェネレータ（以下、「第１モータ」と称する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、「第２モータ」と称する）２２と、バッテリ２４と、ギヤユニット２６を備える。エンジン１８は、燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、特に限定されないが、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等が挙げられる。

【0011】

第１モータ２０は、エンジン１８と機械的に接続されており、発電機として機能する。即ち、ハイブリッド車１０は、エンジン１８によって第１モータ２０を駆動することで、第１モータ２０による発電を行うことができる。第１モータ２０は、バッテリ２４と電気的に接続されており、第１モータ２０による発電電力は、バッテリ２４へ供給されてバッテリ２４を充電する。エンジン１８は、変速機１９を介して第２モータ２２に機械的に接続されている。

【0012】

第２モータ２２は、バッテリ２４と電気的に接続されており、バッテリ２４から電力供給を受けて動作する。第２モータ２２は、ギヤユニット２６を介して、前輪１４と機械的に接続されており、前輪１４を駆動する原動機として機能する。即ち、第２モータ２２が出力する回転運動（即ち、トルク）は、ギヤユニット２６を介して一対の前輪１４に分配される。また、第２モータ２２は、原動機だけでなく、前輪１４を回生制動するための発電機としても機能することができる。即ち、ハイブリッド車１０は、減速する必要があるときに、第２モータ２２を発電機として機能させることで、前輪１４の回生制動を行うことができる。なお、第２モータ２２は、前輪１４に代えて、後輪１６を駆動輪として駆動してもよい。

【0013】

バッテリ２４は、第１モータ２０と、第２モータ２２とに接続されている。バッテリ２４は、第２モータ２２のための電源装置であって、第２モータ２２へ駆動電力を供給する。バッテリ２４は、複数の二次電池セルを有しており、繰り返し充放電可能に構成されている。ここでいう二次電池セルは、特に限定されないが、例えばリチウムイオン電池セル又はニッケル水素電池セルであってよい。図示省略するが、バッテリ２４と第１モータ２０との間、及び、バッテリ２４と第２モータ２２との間には、それぞれ必要に応じて電力変換装置が設けられてもよい。

【0014】

変速機１９には、パーキングロック機構２８が設けられている。パーキングロック機構２８は、変速機１９内の回転ギヤと係合／係合解除する係合部材（例えばパーキングロックポール）を有し、変速機１９（即ち、前輪１４）の回転を機械的に禁止する機構である。通常、パーキングロック機構２８は、ハイブリッド車１０の駐車時に使用されて、ハイブリッド車１０の意図しない移動を防止する。パーキングロック機構２８の具体的な構成は特に限定されず、例えば特許文献１に記載のものを採用することができる。なお、パーキングロック機構２８は、変速機１９に代えて、例えばギヤユニット２６に設けられてもよい。

【0015】

ハイブリッド車１０は、さらに、制御装置３０を備える。制御装置３０は、コンピュータ装置を用いて構成されており、プロセッサやメモリ等を有している。制御装置３０は、エンジン１８、バッテリ２４、ギヤユニット２６に電気的に接続されており、これらの動作を制御可能に構成されている。制御装置３０には、例えばユーザによる操作情報や、ハイブリッド車１０の状態を示す車両情報が入力される。操作情報とは、例えば、ユーザによるアクセルペダルの操作量を示すアクセル開度情報や、ユーザによるブレーキ操作量を示すブレーキ踏力情報である。車両情報とは、例えば、ハイブリッド車１０の勾配を示す勾配情報や、バッテリ２４のＳＯＣを示すバッテリ情報である。制御装置３０は、入力された操作情報や車両情報に応じて、上述したハイブリッド車１０の各部の動作を制御する。

【0016】

図２を参照して、ハイブリッド車１０のパーキングロック機構２８の解除動作時に制御装置３０が実行するアシスト制御に係る処理について説明する。アシスト制御とは、パーキングロック機構２８の解除動作時に、第２モータ２２を駆動してパーキングロック機構２８の係合荷重を低下させることにより、当該解除動作をアシストするものである。アシスト制御については、既に公知の技術であって、例えば特許文献１に記載されている。本処理は、ユーザによるパーキングロック機構２８の解除操作に応じて開始される。

【0017】

先ず、ステップＳ１０では、制御装置３０は、パーキングロック機構２８がロック状態であるか否かを判断する。制御装置３０は、パーキングロック機構２８がロック状態にあると判断した場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステップＳ１２の処理に進む。一方、制御装置３０は、パーキングロック機構２８がアンロック状態にあると判断した場合（ステップＳ１０でＮＯ）、ステップＳ３０の処理を実行する。

【0018】

ステップＳ３０では、制御装置３０は、パーキングロック機構２８の解除動作のアシスト制御を実行しない。その後、制御装置３０は、ステップＳ１０の処理を再度実行する。

【0019】

ステップＳ１２では、制御装置３０は、ハイブリッド車１０が所定の勾配以上に傾いているのか否かを判断する。制御装置３０は、例えば、勾配情報を参照して、ハイブリッド車１０の傾きを判断してもよい。制御装置３０は、ハイブリッド車１０が所定の勾配以上に傾いていると判断した場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１４の処理に進む。図示省略するが、ハイブリッド車１０が所定の勾配以上に傾いている場合、ハイブリッド車１０がその勾配に沿って移動しようとするため、パーキングロック機構２８では大きな係合荷重が発生する。この場合、パーキングロック機構２８が解除動作を実行できないおそれがある。

【0020】

一方、制御装置３０は、車体１２が所定の勾配以上に傾いていないと判断する場合（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ３０の処理を実行する。

【0021】

ステップＳ１４では、制御装置３０は、フットブレーキが操作（ＯＮ）されているのか否かを判断する。制御装置３０は、例えば、ブレーキ踏力情報を参照してフットブレーキが操作されているのか否かを判断してもよい。制御装置３０は、フットブレーキが操作されていると判断した場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１６の処理に進む。一方、制御装置３０は、フットブレーキが操作解除（ＯＦＦ）されていると判断する場合（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ３０の処理を実行する。

【0022】

ステップＳ１６では、制御装置３０は、バッテリ２４のＳＯＣが閾値Ａ％を上回るのか否かを判断する。閾値Ａ％は、例えば、第２モータ２２の消費電力を考慮して設定されてよい。制御装置３０は、バッテリ２４のＳＯＣがＡ％を上回ると判断する場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ステップＳ１８において、第１モータ２０を駆動させることなく、ステップＳ２２において、パーキングロック解除動作のアシスト制御を実行する。即ち、制御装置３０は、第１モータ２０を駆動させることなく、バッテリ２４から第２モータ２２へ駆動電力を供給させることによって、パーキングロック機構２８の解除動作をアシストする。

【0023】

一方で、制御装置３０は、バッテリ２４のＳＯＣが閾値Ａ％以下であると判断する場合（ステップＳ１６でＮＯ）、ステップＳ２０に進む。

【0024】

ステップＳ２０では、制御装置３０は、エンジン１８を駆動して、第１モータ２０に発電させる。第１モータ２０による発電電力は、バッテリ２４へ供給され、バッテリ２４のＳＯＣを回復させる。

【0025】

次いで、ステップＳ２２において、制御装置３０は、ＳＯＣが回復したバッテリ２４から、第２モータ２２へ駆動電力を供給させることによって、パーキングロック機構２８の解除動作をアシストする。ステップＳ２２の処理後、制御装置３０は、ステップＳ１０の処理に戻り、上述した一連の処理を繰り返す。

【0026】

上述のように、制御装置３０は、アシスト制御の実行中及び実行前において、バッテリ２４のＳＯＣが閾値Ａ％を下回るときに、エンジン１８を駆動して第１モータ２０に発電させる。第１モータ２０による発電電力は、バッテリ２４及び第２モータ２２へ供給され、バッテリ２４のＳＯＣを回復させる。これにより、アシスト制御の実行中に、バッテリ２４のＳＯＣが低下した場合でも、アシスト制御を継続することができる。

【0027】

次に、図３を参照して、ハイブリッド車１０の動作、特に制御装置３０によるパーキングロック機構２８の解除動作のアシスト制御に係る動作の一例を説明する。

【0028】

図３のグラフ（Ａ）は、バッテリ２４のＳＯＣの経時変化を示す。図３中のＡは閾値Ａ％を示している。グラフ（Ｂ）は、ユーザによるフットブレーキの状態を示す。グラフ（Ｃ）は、パーキングロック機構２８の状態を示す。グラフ（Ｃ）がＯＮである場合、パーキングロック機構２８がロック状態であることを示し、ＯＦＦである場合、パーキングロック機構２８がアンロック状態であることを示す。グラフ（Ｄ）は、第２モータ２２の出力電力の経時変化を示す。グラフ（Ｅ）は、第１モータ２０の出力電力の経時変化を示す。

【0029】

時刻ｔ０において、ハイブリッド車１０は、パーキングロック機構２８がロック状態であり（図３のステップＳ１０でＹＥＳ）、所定の勾配以上に傾いている（ステップＳ１２でＹＥＳ）とする。

【0030】

時刻ｔ１において、ユーザがフットブレーキを操作（ＯＮ）したとする（ステップＳ１４でＹＥＳ）。このとき、バッテリ２４のＳＯＣは、閾値Ａ％を上回るため（ステップＳ１６でＹＥＳ）、バッテリ２４から第２モータ２２へ駆動電力が供給されて、パーキングロック機構２８の解除動作をアシストするアシスト制御が実行される（ステップＳ１８、Ｓ２２）。

【0031】

時刻ｔ２において、バッテリ２４のＳＯＣが閾値Ａ％以下になると（ステップＳ２０でＮＯ）、エンジン１８が駆動されることにより、第１モータ２０が発電する。第１モータ２０による発電電力は、バッテリ２４へ供給され、バッテリ２４のＳＯＣを回復させる（時刻ｔ２からｔ３）。これにより、アシスト制御の実行中に、バッテリ２４のＳＯＣが低下した場合でも、アシスト制御を継続することができる。

【0032】

時刻ｔ３において、パーキングロック機構２８の解除動作が完了し、パーキングロック機構２８がアンロック状態になると、アシスト制御を中止する（ステップＳ１０でＮＯ、Ｓ１８）。

【0033】

本実施例では、ハイブリッド車１０は、いわゆるシリーズ方式のハイブリッド機構を有する車両であるが、ハイブリッド機構の方式は特に限定されない。例えば、ハイブリッド車１０は、パラレル方式のハイブリッド機構を有する車両であってもよく、エンジンの動力の少なくとも一部が駆動輪の出力軸に機械的に伝達されるとともに、必要に応じて、少なくとも一つモータジェネレータの動力が出力軸に併せて伝達されてもよい。

【符号の説明】

【0034】

１０：ハイブリッド車、 １２：車体、 １４：前輪、 １６：後輪、 １８：エンジン、 １９：変速機、 ２０：第１モータジェネレータ、 ２２：第２モータジェネレータ、 ２４：バッテリ、 ２６：ギヤユニット、 ２８：パーキングロック機構、 ３０：制御装置、 Ａ：閾値

【図1】

【図2】

【図3】