JPH04331402A - ハイブリッド車の駆動装置 - Google Patents

ハイブリッド車の駆動装置

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JPH04331402A
JPH04331402A JP3099165A JP9916591A JPH04331402A JP H04331402 A JPH04331402 A JP H04331402A JP 3099165 A JP3099165 A JP 3099165A JP 9916591 A JP9916591 A JP 9916591A JP H04331402 A JPH04331402 A JP H04331402A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、エンジン及び駆動モ
ータを有するハイブリッド車の駆動装置、特にエンジン
の駆動により発生する排気ガスの処理に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、大気環境の改善や騒音低減の観点
から電気モータを駆動源とする自動車が注目されている
。しかし、電気モータの駆動用に搭載するバッテリは容
量に限りがあり、1充電当りの走行距離はそれ程大きく
することはできない。そして、バッテリの充電は、ガソ
リンの補給などと異なり、長時間を要する。このため、
連続走行距離を大幅に伸ばすことができないという問題
点がある。
【0003】そこで、エンジンの排気ガスや騒音の問題
を最小限に抑制しつつ、一方で電気自動車に欠点を補う
ハイブリッド自動車が提案されている。このハイブリッ
ド自動車はエンジンで発電機を回転させ自動車駆動用モ
ータへの電力供給を行うと共にバッテリへの充電を行う
ものであり、従来と同様にガソリンスタンドでの手軽な
燃料補給が可能であり長時間の走行を可能にできるとい
う特徴を有する。更に、出力トルクの変動をバッテリに
吸収することができるため、自動車の走行条件にかかわ
らずエンジンを一定の条件で運転することができる。こ
のため、低騒音で、かつ排気ガス成分の低公害化ができ
る条件での運転が可能である。
【0004】図5は、このような従来のハイブリッド自
動車の概略構成図であり、燃料で駆動されるエンジン1
、エンジン1により駆動され電力を発生する発電機2、
発電機2で発生した電力を蓄えるバッテリ、発電機2及
びバッテリ3からの直流電力を所定の交流電力に変化す
るインバータ4、インバータ4からの交流電力によって
駆動される誘導モータ6、モータ6の駆動力をハイブリ
ッド自動車のタイヤ8に伝達するための減速機7を有し
ている。
【0005】力行時は、ガソリン等の燃料を供給し、エ
ンジン1を駆動し、予め定められた回転数で回転する。 エンジン1の回転力は発電機2に伝達され、ここにおい
て電力に変換される。ここで得られた電力は、図におい
て矢印Aに示すように、インバータ4を介してモータ6
に送られ、余剰分がバッテリ3に充電される。そして、
モータ6の回転力は減速機7を介しタイヤ8に伝達され
、ハイブリッド自動車が走行する。なお、発電機2から
モータ6に送られる電力が不足する場合には、バッテリ
3からの電力によって不足分が補われる。また、モータ
6への電力供給は、アクセル踏み込み量などに応じてイ
ンバータ4のスイッチングを制御することによって行う
【0006】一方、ハイブリッド自動車の減速時はエン
ジンブレーキに相当するものとして回生制動が用いられ
る。この回生時には、タイヤ8から減速機7を通じてモ
ータ6に回転エネルギが与えられるので、モータ6から
は回生電力が発生する。この回生電力は、矢印Bに示す
ように、インバータ4を通じて直流電力に変換されバッ
テリ3に蓄えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、ハイブリ
ッド自動車はエンジン1を搭載している。従って、この
エンジン1の運転によって排気ガスが必ず発生する。そ
こで、このエンジン1の低公害化が最も重要な課題とな
る。
【0008】一方、エンジン1の排気ガス中の大気汚染
成分の量は、エンジンの運転条件によって大きく異なる
。例えば、運転開始初期の低温時等には大気汚染成分の
量が非常に大きくなる。更に、通常の場合、自動車は触
媒コンバータと呼ばれる排気ガス浄化装置を備えており
、この触媒コンバータが十分機能した場合には、排気ガ
スの成分は大気汚染の非常に少ないものとできる。とこ
ろが、この触媒コンバータは温度が低いと働きが悪く炭
化水素などの排出量が増えてしまうという問題があった
。このように、エンジン本体、触媒コンバータ等のエン
ジン関係部品の温度が低いと、排気ガス中の大気汚染物
質が増加してしまうという問題点があった。
【0009】なお、バッテリからの電力によって、エン
ジンの暖機を行うことは、実公昭56−17724号公
報等に示されている。しかし、この公報に示されている
装置では、暖機用に専用の装置を設けており、回生電力
の効率的な利用を図れるものではない。
【0010】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたたものであり、コールドスタート時に
おけるエンジンの低公害化を効率的に行うことができる
ハイブリッド車の駆動装置を提供することを目的とする
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、回転力を発生するエンジンと、このエ
ンジンの機能を発揮させるために設けられるエンジン関
係部品と、エンジンからの回転駆動力を電力に変換する
発電機と、発電機からの電力を蓄えるバッテリと、発電
機及びバッテリからの電力によって駆動されるモータと
、エンジン関係部品の近傍に設けられバッテリからの電
力または前記モータにおいて発生する回生電力を熱エネ
ルギーに変換してエンジン関係部品を加熱する加熱手段
と、前記エンジン関係部品の温度を検出する温度検出手
段と、この温度検出手段の検出温度に基づいて前記加熱
手段における電力消費量を制御する制御手段とを有する
ことを特徴とする。
【0012】
【作用】この発明のハイブリッド駆動装置上述のような
構成を有しており、起動時等のエンジン関係部品の温度
が低い場合は温度検出手段によりこれを検出して制御手
段によりバッテリまたは回生電力より加熱手段に電力を
供給し、エンジン関係部品を加熱することができる。従
って、エンジン関係部品を所定の温度に保持することが
できる。従って、エンジン関係部品、例えば触媒コンバ
ータにおける排気ガス処理を常に良好に行うことができ
、排気ガスによる大気汚染を最小限に抑制することがで
きる。また、この加熱に回生電力を利用することができ
、エネルギーの効率的な利用を図ることができる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面に基
づいて説明する。図1はこの発明の一実施例に係るハイ
ブリッド車の駆動装置の概略構成図であり、図5の従来
例と同一の部材には、同一の符号を付し、説明を省略す
る。
【0014】エンジン1の排気管14には、排気ガスの
浄化を行なうための触媒コンバータ9が設けられている
。この触媒コンバータは、排気ガス中の炭化水素(HC
)、一酸化炭素(CO)、酸化窒素(NOx )を触媒
の作用で浄化する装置であり、HX、COを酸化すると
共に、NOx を還元する。このため、触媒コンバータ
中には例えばペレット状の触媒が充填されており、排気
ガスがこの触媒と接触することで上述の酸化還元を生起
する。そして、このような触媒の作用を十分に発揮させ
るためには、触媒の温度を600度程度以上に保持する
ことが必要であるが、通常の場合、高温の排気ガスによ
って触媒の温度を高温に保持している。
【0015】そして、この触媒コンバータ9の内部には
、触媒コンバータ9の温度を検出するための温度センサ
13が設けられており、触媒コンバータ9の周囲には、
触媒コンバータ9を加熱するための放電抵抗10が設け
られている。この放電抵抗10には、ここに電流を供給
するためにインバータ4が接続されているが、このイン
バータ4には放電抵抗10Aも接続されており、回路切
替スイッチ15によってインバータ4からの電力を放電
抵抗10または放電抵抗器10Aに切り替えて供給でき
るようになっている。そして、バッテリ3の電圧及び温
度センサ13で検出した触媒コンバータ9の温度などに
基づいてエンジン1、インバータ4、回路切替スイッチ
15を制御するために、電子制御装置5が設けられてい
る。
【0016】次に、この装置の動作を図2のフローチャ
ートに基づいて説明する。先ず、イグニッションスイッ
チ(図示せず)がONか否かを判定し(S101)、O
Nであった場合には、電子制御装置5は温度センサ13
からのデータによって触媒コンバータ9の温度を判定す
る(S102)。この設定温度T0は、エンジンを始動
するために必要な最低の温度に設定しておく。判定の結
果、触媒コンバータ9の温度が設定温度T0以上の場合
、エンジン1を起動してハイブリッド自動車として通常
の走行を開始する(S103)。なお、エンジン1がす
でに始動されていた場合には、単にエンジン1の運転を
継続するだけでよい。
【0017】この状態で回生制動時か否かを判定する(
S104)。この判定は、例えばアクセル踏み込み量、
モータ回転数、ブレーキスイッチなどからの信号によっ
て判定する。
【0018】そして、回生制動時であれば、バッテリ3
の電圧を取り込み、このバッテリ電圧が所定の高電圧以
上であるかを判定する(S105)。これは、回生制動
によって発生した電力はなるべく回収したいが、バッテ
リ3に対し過充電を行なうとバッテリ3の寿命の短縮な
どを招くため、バッテリ3に対し充電を行なってよいか
否かを判定するためである。そして、バッテリ3電圧が
所定の高電圧以下であった場合には、回生電力をバッテ
リ3に供給する(S106)。
【0019】一方、バッテリ3が所定の高電圧以上であ
った場合には、バッテリ3に充電することはできない。 そこで、触媒コンバータ9の温度が設定温度T1以上か
否かを判定する(S107)。この設定温度T1は、設
定温度T0よりも高く十分に高温度であるかを判定する
ための温度である。ここで、触媒コンバータ9の温度計
測は温度センサ13によって行う。そして、触媒コンバ
ータ9の温度が設定温度T1以上であれば、触媒コンバ
ータ9を加熱する必要はなく、かえって加熱しないよう
がよい。そこで、放電用抵抗10Aに回生電力を供給し
、ここで回生エネルギーを放出する(S108)。これ
によって、十分な回生制動力を確保する。  また、触
媒コンバータ9の温度がT1以下であった場合には、加
熱用放電抵抗10に通電することができる。そこで、回
生電力を加熱用放電抵抗10に供給する。(S109)
。そして、このような処理を繰り返し、回生制動電力を
加熱用放電抵抗10、放電抵抗10Aまたはバッテリ3
に供給し、必要な回生制動を行う。なお、このような回
生電力の供給切り替えは、電子制御装置5によりインバ
ータ4と回路切替スイッチ15を制御することにより行
なわれる。
【0020】次に、ステップS102における触媒コン
バータ9の温度判定の結果、触媒コンバータ9の温度が
予め定められた設定温度T0に至っていなかった場合、
エンジン1を始動しないまま、モータ6を駆動して電気
自動車として走行する(S110)。そして、この電気
自動車としての走行を行いながら、加熱用抵抗10に通
電する(S111)。このような制御を行うことにより
、触媒コンバータ9の温度は、速やかに上昇し、設定温
度T0に至り、ハイブリッド自動車としての走行に移行
することができる。
【0021】以上のように、本実施例によれば、触媒コ
ンバータ9の温度が設定温度T0以下の場合はエンジン
1を起動せずに触媒コンバータ9を放電抵抗器10によ
り暖機する。このため、触媒コンバータの温度が低く、
排気ガス上か能力が十分でない状態でのエンジン1の運
転を防止することができる。従って、排気ガス中でのH
Cなどの濃度の増加を防止することができる。また、触
媒コンバータ9の暖気が終了してエンジン1を起動一方
、回生制動時にはバッテリ3の電圧に応じて回生電力を
バッテリ3または放電抵抗10、10Aに回生させるよ
うに切り替えるので過剰な回生電力によるバッテリ3へ
の悪影響を防止することができる。また、バッテリ3の
電圧が十分に高く回生電力をバッテリ3に回生させない
場合も、触媒コンバータ9が設定温度T1以上の場合に
は放電抵抗器10Aに、そうでない場合は触媒コンバー
タ9を加熱するための放電抵抗器10に回生させるよう
にすることで、バッテリ3を保護しながら十分な回生制
動力を確保している。
【0022】次に、他の実施例として、エンジンを加熱
する例を図3,4に基づいて説明する。図3は、この実
施例の概略構成を示すブロック図であり、図1と同一部
材には同一符号を付し、説明を省略する。この実施例に
おいては、エンジン1にヒータ20および温度センサが
取り付けられている。従って、エンジン温度が低い場合
に、エンジンを加熱することができる。
【0023】図4に、この実施例の加熱動作のフローチ
ャートが示されており、上述の図2と同一のステップに
は同一の番号を付し説明を省略する。この例ではS10
2´において、温度センサ21からの出力により冷却水
の温度が所定の設定温度T0以上であるかを判定する。 そして、この冷却水温度がT0未満であった場合には電
気自動車として走行すると共に(S110)、加熱ヒー
タ20に通電する(S111´)。一方、T0以上であ
った場合にはS103に移りエンジン1の始動、運転を
行う。また、S107´において、温度センサ21の出
力により冷却水温度がT1以上であるかを判定し、冷却
水温度がT1以上であった場合には、エンジン1の加熱
することは好ましくないため放電抵抗10Aに通電し(
S108)、冷却水温度がT1未満の場合はエンジン1
の加熱するために加熱ヒータ20に通電し(S109´
)エンジン1を加熱する。このような制御により、エン
ジン1が低温の場合に、これを加熱してから始動するこ
とができ、エンジン1を良好な条件下でのみ運転するこ
とができる。そこで、エンジン1からの大気汚染成分の
放出を最小限に抑制することができる。
【0024】なお、上述の図2、図4のS107におい
てバッテリ電圧が高電圧であれば、必ずバッテリに回生
電力を供給することにしたが、加熱が必要な場合には、
バッテリ電圧が高電圧でなくてもS107(S107´
)またはS108に進むことができるようにしてもよい
。また、上述の実施例においては、エンジン関係部品と
して、触媒コンバータおよびエンジンを加熱するものを
説明したが、エンジン関係部品としては加熱により性能
が上昇するものであれば何でもよく、エンジンオイル等
でもよい。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るハ
イブリッド車の駆動装置によれば、エンジンの排気ガス
を浄化するためのエンジン関係部品を暖気してからエン
ジンを起動するため、ハイブリッド自動車の十分な低公
害化を図ることができる。また、回生電力を暖機に利用
できるため、エネルギーの効率的な利用を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るハイブリッド車の駆
動装置の概略構成図である。
【図2】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
トである。
【図3】他の実施例の概略構成図である。
【図4】他の実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図5】従来のハイブリッド車の駆動装置の概略構成図
である。
【符号の説明】
1  エンジン 2  発電機 3  バッテリ 4  インバータ 5  電子制御装置 6  モータ 7  減速機 8  タイヤ 9  触媒コンバータ 10  放電抵抗器 14  排気管 15  回路切替スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転力を発生するエンジンと、このエンジ
    ンの機能を発揮させるために設けられるエンジン関係部
    品と、エンジンからの回転駆動力を電力に変換する発電
    機と、発電機からの電力を蓄えるバッテリと、発電機及
    びバッテリからの電力によって駆動されるモータと、エ
    ンジン関係部品の近傍に設けられ、バッテリからの電力
    または前記モータにおいて発生する回生電力を熱エネル
    ギーに変換してエンジン関係部品を加熱する加熱手段と
    、前記エンジン関係部品の温度を検出する温度検出手段
    と、この温度検出手段の検出温度に基づいて前記加熱手
    段における電力消費量を制御する制御手段と、を有する
    ことを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
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