JPH11332013A - Vehicle drive system - Google Patents

Vehicle drive system

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Publication number
JPH11332013A
JPH11332013A JP10131747A JP13174798A JPH11332013A JP H11332013 A JPH11332013 A JP H11332013A JP 10131747 A JP10131747 A JP 10131747A JP 13174798 A JP13174798 A JP 13174798A JP H11332013 A JPH11332013 A JP H11332013A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
power
motor
capacitor
starting
Prior art date
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Pending
Application number
JP10131747A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihiko Akao
憲彦 赤尾
Takahiro Furuhira
貴大 古平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP10131747A priority Critical patent/JPH11332013A/en
Publication of JPH11332013A publication Critical patent/JPH11332013A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンとホイールモータを併用する車両駆
動システムにおけるエンジン始動関連の構成の設計の容
易化と、小型化を可能にする。 【解決手段】 補機バッテリ20の電力が、DC/DC
コンバータ32により昇圧されてキャパシタ24に蓄え
られる。キャパシタ24の電力で、ホイールモータ26
がアシスト推進力を発生する。エンジン10を始動する
スタータモータ44は、DC/DCコンバータ32の昇
圧側のキャパシタ24に接続されている。エンジン始動
の際は、DC/DCコンバータ32の昇圧機能により、
補機バッテリ20からの電力が、エンジン始動に必要な
電圧の電力に変換され、キャパシタ24に蓄えられる。
既存の構成要素であるDC/DCコンバータ32やキャ
パシタ24を利用して、スタータモータ44への供給電
圧を自由に設定できる。供給電圧の高圧化によりスター
タモータ44を小型化できる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To facilitate the design of an engine start-related configuration in a vehicle drive system using both an engine and a wheel motor and to reduce the size. SOLUTION: The electric power of an auxiliary battery 20 is DC / DC.
The voltage is boosted by converter 32 and stored in capacitor 24. With the power of the capacitor 24, the wheel motor 26
Generates assist propulsion. A starter motor 44 for starting the engine 10 is connected to the booster side capacitor 24 of the DC / DC converter 32. When starting the engine, the boost function of the DC / DC converter 32
The electric power from auxiliary battery 20 is converted into electric power of a voltage necessary for starting the engine, and stored in capacitor 24.
The supply voltage to the starter motor 44 can be freely set using the existing components such as the DC / DC converter 32 and the capacitor 24. By increasing the supply voltage, the size of the starter motor 44 can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンとアシス
トモータによって車両の推進力を発生する車両駆動シス
テムに関し、特に、エンジン始動関連の構成の改良に関
する。アシストモータは、例えば、ホイールに設けられ
るホイールモータである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle drive system that generates a propulsion force of a vehicle using an engine and an assist motor, and more particularly to an improvement in a configuration related to engine starting. The assist motor is, for example, a wheel motor provided on a wheel.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、低公害などの観点から電気自
動車が注目されている。電気自動車の一種に、ホイール
モータ付き車両がある。図1は、ホイールモータ付き車
両の構成の一例を示している。内燃機関であるエンジン
10は、変速機12および車軸14を介してフロントホ
イール16に接続されている。エンジン10の出力によ
りフロントホイール16が駆動される。エンジン10は
スタータモータ18により始動され、スタータモータ1
8は、補機バッテリ20の電力によって駆動される。補
機バッテリ20の電圧は、例えば12Vである。補機バ
ッテリ20は、エンジン10の出力で駆動されるオルタ
ネータ19の発電電力によって充電される。
2. Description of the Related Art Conventionally, electric vehicles have attracted attention from the viewpoint of low pollution. One type of electric vehicle is a vehicle with a wheel motor. FIG. 1 shows an example of the configuration of a vehicle with a wheel motor. The engine 10, which is an internal combustion engine, is connected to a front wheel 16 via a transmission 12 and an axle 14. The front wheel 16 is driven by the output of the engine 10. The engine 10 is started by a starter motor 18 and the starter motor 1
8 is driven by the power of the auxiliary battery 20. The voltage of the auxiliary battery 20 is, for example, 12V. The auxiliary battery 20 is charged by the power generated by the alternator 19 driven by the output of the engine 10.

【0003】補機バッテリ20の電力に対してDC/D
Cコンバータ22にて昇圧が行われる。昇圧後の電力は
キャパシタ24に蓄えられる。キャパシタ24からイン
バータを介して左右のホイールモータ26に電力が供給
される。ホイールモータ26のステータは車体側に固定
され、ロータはリアホイール28に固定されている。従
って、ホイールモータ26の出力によりリアホイール2
8が駆動される。
[0003] DC / D with respect to the power of auxiliary battery 20
The voltage is boosted by the C converter 22. The boosted power is stored in the capacitor 24. Electric power is supplied from the capacitor 24 to the left and right wheel motors 26 via the inverter. The stator of the wheel motor 26 is fixed to the vehicle body, and the rotor is fixed to the rear wheel 28. Therefore, the output of the wheel motor 26 causes the rear wheel 2
8 is driven.

【0004】上記のように、図1のシステムでは、補機
バッテリ20の電力が高圧電力に変換され、変換された
電力を用いてホイールモータ26が駆動される。キャパ
シタ24は、昇圧された電力を一時的に蓄えるためのも
のである。また、車両の減速時には、ホイールモータ2
6が回生制動を行い、回生制動により発電された電力も
キャパシタ24に蓄えられる。
As described above, in the system shown in FIG. 1, the power of the auxiliary battery 20 is converted into high-voltage power, and the wheel motor 26 is driven using the converted power. The capacitor 24 is for temporarily storing the boosted power. When the vehicle decelerates, the wheel motor 2
6 performs regenerative braking, and the power generated by the regenerative braking is also stored in the capacitor 24.

【0005】図1のシステムでは、エンジン10が車両
の主推進力を発生し、ホイールモータ26はアシスト推
進力を発生する。例えば、例えば雪道の上り坂のよう
に、路面の摩擦係数が低い状況においては、フロントホ
イール16がスリップすることがある。このとき、ホイ
ールモータ26のアシスト推進力によりリアホイール2
8が駆動され、車両が安定して走行する。また、ホイー
ルモータ26の回生制動で得られた電力により、ホイー
ルモータ26を駆動できる。このようにして、アシスト
モータとしてのホイールモータ26を設けたことによ
り、車両の運動性能を向上し、また、燃費の向上を図る
ことができる。
In the system shown in FIG. 1, the engine 10 generates the main propulsion of the vehicle, and the wheel motor 26 generates the assist propulsion. For example, in a situation where the coefficient of friction of the road surface is low, for example, on an uphill road on a snowy road, the front wheel 16 may slip. At this time, the rear propulsion force of the rear wheel 2
8 is driven, and the vehicle runs stably. Further, the wheel motor 26 can be driven by the electric power obtained by the regenerative braking of the wheel motor 26. By providing the wheel motor 26 as the assist motor in this way, the kinetic performance of the vehicle can be improved, and the fuel efficiency can be improved.

【0006】さらに、モータをホイールに直接に取り付
けたことにより、(1)ドライブシャフト等の伝達系部
品およびそのためのスペースを省略でき、伝達損失も少
なくなる、(2)1つのモータの駆動力を左右輪に分配
するのではなく、左右のホイールに独立して駆動力を与
えられるので、従って、左右の駆動力を独立して制御す
ることができ、これにより高い運動性能が得られる、と
いった利点が得られる。
Further, since the motor is directly mounted on the wheel, (1) transmission system components such as a drive shaft and a space therefor can be omitted, and transmission loss is reduced. (2) The driving force of one motor is reduced. Since the driving force can be given independently to the left and right wheels instead of being distributed to the left and right wheels, it is possible to control the left and right driving forces independently, thereby obtaining high exercise performance. Is obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図1のシステ
ムには、エンジン始動に関して以下の問題がある。図1
のシステムでは、補機バッテリ20の電力でスタータモ
ータ18が回転し、これによりエンジン10が始動され
る。エンジン10のクランキングに必要なトルクは、エ
ンジン仕様により決まる。一方、スタータモータ18へ
の供給電圧は、補機バッテリ20の電圧により決まって
おり、供給電圧を自由に変えることはできない。そのた
め、システムの開発では、予め決まった供給電圧の電力
でエンジン側の要求トルクを出さなければならないの
で、スタータモータの設計が容易でないことがある。ま
た、供給電圧を変えられないので、エンジン側の要求ク
ランキングトルクに応じてスタータモータの大型化が必
要になり、大型化に伴い効率が低下し、コストが増大し
てしまう。スタータモータの電流値を上げるためにリレ
ーやワイヤーハーネス等の関連部品の変更が必要にな
り、部品変更によってコストが増大することもあった。
However, the system shown in FIG. 1 has the following problems in starting the engine. FIG.
In this system, the starter motor 18 is rotated by the electric power of the auxiliary battery 20, and the engine 10 is thereby started. The torque required for cranking the engine 10 is determined by the engine specifications. On the other hand, the supply voltage to the starter motor 18 is determined by the voltage of the auxiliary battery 20, and the supply voltage cannot be freely changed. Therefore, in the development of the system, the required torque on the engine side must be generated with the power of the predetermined supply voltage, so that the design of the starter motor may not be easy. Further, since the supply voltage cannot be changed, it is necessary to increase the size of the starter motor in accordance with the required cranking torque on the engine side. As the size of the starter motor increases, the efficiency decreases and the cost increases. In order to increase the current value of the starter motor, it is necessary to change related parts such as a relay and a wire harness, and the cost may be increased by changing the parts.

【0008】また、補機バッテリ20の蓄電量の低下が
生じると、スタータモータ18に十分な電力を供給でき
なくなり、エンジン10の始動も困難になってしまう。
寒冷地ではこのような状況が発生しやすく、また、バッ
テリ性能が低下したときにもこのような状況が発生しや
すい。特に、図1のシステムでは、補機バッテリ20の
電力を用いてホイールモータ26が駆動されるので、そ
のために補機バッテリ20の蓄電量の減少を招く可能性
もある。
If the amount of stored power in the auxiliary battery 20 decreases, sufficient electric power cannot be supplied to the starter motor 18 and it becomes difficult to start the engine 10.
In a cold region, such a situation is likely to occur, and also when the battery performance is deteriorated. In particular, in the system of FIG. 1, since the wheel motor 26 is driven using the power of the auxiliary battery 20, the power storage amount of the auxiliary battery 20 may be reduced.

【0009】参考技術として、特開平5−296128
号公報では、エンジン始動のための専用コンデンサを設
けることにより始動性の向上が図られている。補機バッ
テリの電力で専用コンデンサが充電され、専用コンデン
サの電力でスタータモータが駆動する。補機バッテリの
電圧値が下がったときは、他のエネルギ源からの電力を
利用して専用コンデンサが充電され、始動性が確保され
る。しかしながら、同公報のシステムでは、専用コンデ
ンサの充電電圧は補機バッテリと同等であり、従って、
上述したスタータモータ関連の問題は依然として解消さ
れない。また、専用コンデンサおよび関連装置を設けな
ければならないという不利な点がある。さらに、同公報
のシステムは、ホイールモータのようなアシストモータ
付きの駆動システムに関するものではない。
As a reference technique, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-296128
In Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-107, the startability is improved by providing a dedicated capacitor for starting the engine. The dedicated capacitor is charged by the power of the auxiliary battery, and the starter motor is driven by the power of the dedicated capacitor. When the voltage value of the auxiliary battery drops, the dedicated capacitor is charged by using the power from another energy source, and the startability is ensured. However, in the system of the publication, the charging voltage of the dedicated capacitor is equivalent to that of the auxiliary battery, and
The problems related to the starter motor described above remain unsolved. There is also the disadvantage that dedicated capacitors and related equipment must be provided. Furthermore, the system of the publication does not relate to a drive system with an assist motor such as a wheel motor.

【0010】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、エンジンとアシストモータとを有す
る車両駆動システムにおけるエンジン始動関連の構成を
改良し、スタータモータの設計の容易化やコストの低減
を可能にすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve the configuration related to engine starting in a vehicle drive system having an engine and an assist motor, to simplify the design of a starter motor and to reduce costs. It is to make it possible to reduce.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、車両の主推進力を発生するエンジンと、
車両のアシスト推進力を発生するアシストモータと、補
機蓄電手段からの供給電力を前記アシストモータで要求
される電圧の電力へ昇圧変換する電力コンバータと、前
記電力コンバータによって昇圧された電力を一時的に蓄
え、蓄えた電力を前記アシストモータへ供給するモータ
用蓄電手段と、を含む車両駆動システムにおいて、前記
モータ用蓄電手段に接続されたエンジン始動用のスター
タモータと、エンジン始動の前に前記電力コンバータを
制御して、前記補機蓄電手段からの供給電力をエンジン
始動に必要な電圧の電力に昇圧変換して前記モータ用蓄
電手段に蓄える始動用充電制御手段と、を含み、前記モ
ータ用蓄電手段に蓄えられたエンジン始動用の電力を用
いて前記スタータモータを駆動して前記エンジンを始動
することを特徴とする。前記補機蓄電手段は例えば補機
バッテリであり、モータ用蓄電手段は例えばキャパシタ
やコンデンサである。
To achieve the above object, the present invention provides an engine for generating a main propulsion force of a vehicle;
An assist motor for generating an assist propulsion force of the vehicle, a power converter for boosting the power supplied from the auxiliary power storage means to a power of a voltage required by the assist motor, and temporarily converting the power boosted by the power converter. A motor power storage means for supplying the stored power to the assist motor, a starter motor for starting the engine connected to the motor power storage means, and A charging control means for controlling the converter to boost the power supplied from the auxiliary power storage means to power having a voltage required for starting the engine and storing the converted power in the power storage means for the motor; Using the electric power for starting the engine stored in the means to drive the starter motor to start the engine. That. The auxiliary storage means is, for example, an auxiliary battery, and the motor storage means is, for example, a capacitor.

【0012】本発明によれば、エンジン始動用のスター
タモータは、補機蓄電手段ではなくモータ用蓄電手段に
接続されている。エンジン始動の前に、補機蓄電手段か
らの電力の昇圧が電力コンバータにより行われ、昇圧側
でモータ用蓄電手段に電力が蓄えられる。電力コンバー
タを利用することにより、スタータモータへの供給電力
の電圧を任意に設定できる。供給電圧の制約が軽減され
るので、スタータモータの設計が容易になる。また、供
給電圧を高くできるので、スタータモータを小型化で
き、スタータモータへの起動電流を低下でき、さらに、
安価な関連部品(リレーやワイヤーハーネス等)を採用
できる。従って、スタータモータの小型化、高効率化、
低コスト化を図ることができる。また、スタータモータ
への供給電圧を高くできるのでエンジン始動が容易にな
り、寒冷地等でも確実なエンジン始動が可能になる。
According to the present invention, the starter motor for starting the engine is connected not to the auxiliary power storage means but to the motor power storage means. Before starting the engine, the power from the auxiliary power storage means is boosted by the power converter, and the power is stored in the motor power storage means on the boost side. By using the power converter, the voltage of the power supplied to the starter motor can be set arbitrarily. Since the restriction on the supply voltage is reduced, the design of the starter motor is facilitated. Also, since the supply voltage can be increased, the starter motor can be downsized, the starting current to the starter motor can be reduced, and
Inexpensive related parts (relays, wire harnesses, etc.) can be adopted. Therefore, the starter motor can be reduced in size and efficiency,
Cost reduction can be achieved. Further, since the supply voltage to the starter motor can be increased, the engine can be easily started, and the engine can be reliably started even in a cold region.

【0013】ここで特に、本発明が適用されるタイプの
システムでは、上記の如く、補機蓄電手段からの電力の
昇圧を電力コンバータで行うことによってアシストモー
タ駆動電力を得る構成が採用されている。そのため、電
力コンバータによる昇圧後のモータ駆動用の電力を一時
的に蓄える蓄電手段が必要である。このモータ用蓄電手
段および電力コンバータを利用することにより、スター
タモータへの供給電圧を自由に設定できる。従って、部
品の追加や構造の複雑化を必要とせずに、既存の構成要
素を利用した簡単な構成にて、上述のような設計の容易
化、スタータモータの小型化等の好適な効果が得られ
る。
Here, in particular, in the system of the type to which the present invention is applied, as described above, the configuration is adopted in which the power from the auxiliary power storage means is boosted by the power converter to obtain the assist motor drive power. . Therefore, power storage means for temporarily storing power for driving the motor after boosting by the power converter is required. By using the motor power storage means and the power converter, the supply voltage to the starter motor can be set freely. Therefore, the preferred effects such as the above-described simplification of the design and the miniaturization of the starter motor can be obtained with a simple configuration using the existing components without the necessity of adding components or complicating the structure. Can be

【0014】なお、好ましくは、本発明の始動用充電制
御手段は、車両駆動システムの少なくとも一部を制御す
る制御装置に一体的に設けられる。
[0014] Preferably, the starting charge control means of the present invention is provided integrally with a control device for controlling at least a part of the vehicle drive system.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
(以下、実施形態という)について、図面を参照し説明
する。図2は、本実施形態の車両駆動システムの構成を
示している。図2において、図1と共通の構成要素に
は、図1と同一の符号が付されている。図1と同様に、
車体のフロント部に搭載されたエンジン10の出力が、
変速機12および車軸14を介してフロントホイール1
6に伝達され、フロントホイール16が駆動される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a configuration of the vehicle drive system of the present embodiment. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. As in FIG.
The output of the engine 10 mounted on the front part of the vehicle body is
Front wheel 1 via transmission 12 and axle 14
6 and the front wheel 16 is driven.

【0016】一方、ホイールモータ26を含むパワーア
シスト関連の構成には、DC/DCコンバータ32が設
けられている。DC/DCコンバータ32は、周知の構
成を有するものでよい。DC/DCコンバータ32によ
り、12Vの補機バッテリ20からの電力の昇圧が行わ
れ、昇圧側では電力がキャパシタ24に蓄えられる。こ
のように、本実施形態のシステムでは、DC/DCコン
バータ32を内蔵していることから、ホイールモータ2
6を駆動する電力を一時的に蓄えるために、上記のキャ
パシタ24を設ける必要がある。通常は、ホイールモー
タ26を駆動するのに必要な電圧を目標にした電力変換
が行われる。後述するように、エンジン始動時には、エ
ンジン始動に適当な電圧を目標にした電力変換が行われ
る。なお、キャパシタ24の代わりに電界コンデンサを
設けることも好適である。
On the other hand, a DC / DC converter 32 is provided in a configuration related to power assist including the wheel motor 26. The DC / DC converter 32 may have a known configuration. The DC / DC converter 32 boosts the power of the 12 V auxiliary battery 20, and the power is stored in the capacitor 24 on the boost side. As described above, in the system of the present embodiment, since the DC / DC converter 32 is built in, the wheel motor 2
It is necessary to provide the above-mentioned capacitor 24 in order to temporarily store the electric power for driving the capacitor 6. Normally, power conversion is performed with a target voltage required to drive the wheel motor 26. As described later, at the time of starting the engine, power conversion is performed with a target of a voltage suitable for starting the engine. It is also preferable to provide an electric field capacitor instead of the capacitor 24.

【0017】キャパシタ24に蓄えられた電力は、イン
バータ34を介して左右のホイールモータ26に供給さ
れる。インバータ34は、複数のスイッチング素子を有
し、キャパシタ24から送られる直流電力を交流電力に
変換する。ホイールモータ26は、例えば3相交流式の
PM同期モータである。ホイールモータ26のステータ
は車両側に固定され、ロータはリアホイール28に固定
されている。従って、ホイールモータ26の出力により
リアホイール28が駆動される。
The electric power stored in the capacitor 24 is supplied to the left and right wheel motors 26 via the inverter 34. Inverter 34 has a plurality of switching elements, and converts DC power sent from capacitor 24 to AC power. The wheel motor 26 is, for example, a three-phase AC PM synchronous motor. The stator of the wheel motor 26 is fixed to the vehicle, and the rotor is fixed to the rear wheel 28. Therefore, the output of the wheel motor 26 drives the rear wheel 28.

【0018】システムECU36は、ホイールモータ2
8による図2のパワーアシストシステムを制御してい
る。システムECU36は、ホイールモータ26、キャ
パシタ24、補機バッテリ20およびエンジン10を含
む各種の構成要素およびそれらの要素に設けられたセン
サから入力される信号に基づいて動作する。システムE
CU36は、DC/DCコンバータ32に制御信号を出
力して、昇圧動作を行わせる。また、システムECU3
6は、インバータ34のスイッチング動作を制御する信
号を生成し、出力する。ホイールモータ26に所望のト
ルクを発生させる交流電流を生成するためのスイッチン
グ信号が生成される。また、車両の減速時には、ホイー
ルモータ26に回生制動を行わせるスイッチング信号が
生成される。回生制動により発電された電力は、キャパ
シタ24に充電される。さらに、システムECU36
は、本発明の始動用充電制御手段としても機能する。ま
た、エンジン10は、図示しないエンジンECUにより
制御されているが、このエンジンECUもシステムEC
U36に一体化されている。
The system ECU 36 includes the wheel motor 2
8 controls the power assist system of FIG. The system ECU 36 operates based on various components including the wheel motor 26, the capacitor 24, the auxiliary battery 20, and the engine 10, and signals input from sensors provided on the components. System E
The CU 36 outputs a control signal to the DC / DC converter 32 to perform a boosting operation. Also, the system ECU 3
6 generates and outputs a signal for controlling the switching operation of the inverter 34. A switching signal for generating an alternating current for generating a desired torque in the wheel motor 26 is generated. When the vehicle decelerates, a switching signal for causing the wheel motor 26 to perform regenerative braking is generated. The electric power generated by the regenerative braking charges the capacitor 24. Further, the system ECU 36
Functions also as the starting charge control means of the present invention. The engine 10 is controlled by an engine ECU (not shown).
It is integrated with U36.

【0019】さらに、図2のシステムには、補機バッテ
リ20の両端の電圧を検出する電圧センサ40と、キャ
パシタ24の両端の電圧を検出する電圧センサ42が設
けられている。電圧センサ40、42の検出信号はシス
テムECU36に送られる。次に、エンジン始動関連の
構成を説明する。エンジン10は、スタータモータ44
により始動される。図2ではエンジン10とスタータモ
ータ44が離れて示されているが、実際にはスタータモ
ータ44はエンジン10または変速機12と連結されて
いる。本実施形態の特徴として、スタータモータ44
は、キャパシタ24から電力の供給を受ける。つまり、
スタータモータへ電力を印可する電源系が、従来の補機
バッテリから、DC/DCコンバータの高圧側のキャパ
シタへと変更されている。スタータスイッチ46が閉じ
られるとスタータモータ44に電力が供給され、スター
タモータ44が駆動し、エンジン10がクランキングさ
れる。スタータスイッチ46の開閉もシステムECU3
6により制御される。
Further, the system shown in FIG. 2 is provided with a voltage sensor 40 for detecting a voltage across the auxiliary battery 20 and a voltage sensor 42 for detecting a voltage across the capacitor 24. The detection signals of the voltage sensors 40 and 42 are sent to the system ECU 36. Next, a configuration related to engine start will be described. The engine 10 includes a starter motor 44
Is started by Although the engine 10 and the starter motor 44 are shown separately in FIG. 2, the starter motor 44 is actually connected to the engine 10 or the transmission 12. As a feature of this embodiment, the starter motor 44
Receives power supply from the capacitor 24. That is,
A power supply system for applying power to the starter motor has been changed from a conventional auxiliary battery to a capacitor on the high voltage side of a DC / DC converter. When the starter switch 46 is closed, power is supplied to the starter motor 44, the starter motor 44 is driven, and the engine 10 is cranked. The opening and closing of the starter switch 46 is also performed by the system ECU 3.
6 is controlled.

【0020】図2のシステムでは、図1を用いて説明し
たように、エンジン10が車両の主推進力を発生し、ホ
イールモータ26はアシスト推進力を発生する。雪道の
上り坂のような状況では、ホイールモータ26のアシス
ト推進力、つまりリアホイール28の駆動力を利用する
ことで、車両の運動性能を向上できる。キャパシタ24
に蓄えられた電気エネルギがアシスト推進力の発生に使
われると、再びキャパシタ24の充電が行われる。蓄え
られた電力は、次にアシスト推進力が必要になったとき
にまた使われる。また、ホイールモータ26の回生制動
で得られた電力がキャパシタ24に蓄えられ、この電力
を使ってホイールモータ26が駆動される。これによ
り、燃費の向上を図ることができる。
In the system shown in FIG. 2, as described with reference to FIG. 1, the engine 10 generates the main propulsion of the vehicle, and the wheel motor 26 generates the assist propulsion. In a situation such as uphill on a snowy road, the vehicle's kinetic performance can be improved by utilizing the assist propulsive force of the wheel motor 26, that is, the driving force of the rear wheel 28. Capacitor 24
Is used to generate assist propulsion, the capacitor 24 is charged again. The stored power is used again the next time propulsion is needed. Further, electric power obtained by regenerative braking of the wheel motor 26 is stored in the capacitor 24, and the wheel motor 26 is driven using this electric power. As a result, the fuel efficiency can be improved.

【0021】図3は、本実施形態の車両駆動システムの
全体的な制御を示している。イグニッションスイッチ
(図示せず)がオンになると(S100)、システムE
CU36が立ち上げられ(S101)、エンジン始動制
御が行われる(S102)。エンジン始動制御の詳細は
後述する。エンジンが始動すると、アシストシステム、
すなわち、ホイールモータ26に関連するシステムが立
ち上げられる(S103)。そして、走行制御が行われ
(S104)、イグニッションスイッチがオフになった
か否かが判断される(S105)。イグニッションがオ
フでなければ走行制御が継続され、イグニッションがオ
フであれば、全体処理は終了する。
FIG. 3 shows the overall control of the vehicle drive system according to the present embodiment. When an ignition switch (not shown) is turned on (S100), the system E
The CU 36 is started (S101), and engine start control is performed (S102). Details of the engine start control will be described later. When the engine starts, the assist system,
That is, a system related to the wheel motor 26 is started (S103). Then, travel control is performed (S104), and it is determined whether or not the ignition switch has been turned off (S105). If the ignition is not turned off, the traveling control is continued, and if the ignition is turned off, the entire process ends.

【0022】図4は、図3のS102におけるエンジン
始動制御処理を示している。システムECU36は、D
C/DCコンバータ32を制御して、昇圧動作を行わせ
る(S200)。これにより、補機バッテリ20からの
電力の昇圧が行われ、昇圧後の電力がキャパシタ24に
蓄えられる。補機バッテリ20と異なり、キャパシタ2
4については、電圧をコントロールして高電圧までの充
電ができる。そこで、キャパシタ24の充電電圧の目標
値を例えば50Vに設定する。システムECU36は、
タイマを監視して、所定のタイマ時間が経過したか否か
を判定する(S201)。所定タイマ時間が経過してし
まった場合にはS203に進む。タイマ時間が経過して
いなければ、システムECU36は、電圧センサ42の
検出信号を基に、キャパシタ24の電圧が50Vより高
くなったか否かを判定する(S202)。キャパシタ電
圧が50V以下であれば、コンバータ駆動を継続する。
キャパシタ電圧が50Vを上回ったら、システムECU
36はDC/DCコンバータ32を停止する(S20
3)。そして、スタータスイッチ46が閉じられ、キャ
パシタ24からスタータモータ44に電流が流れる。キ
ャパシタ24は、内部抵抗が小さく、大電流を短時間で
スタータモータ44に供給できる。これにより、スター
タモータ44が駆動され、エンジン10のクランキング
が行われる(S204)。周知のように、このとき、エ
ンジン10には適当な量の燃料が供給され、補機バッテ
リ20の電力を用いたスパークプラグの点火が行われ
る。システムECU36は、エンジン回転数を所定のし
きい回転数と比較することによって、エンジンが始動し
たか否かを判定する(S205)。エンジン回転数は、
エンジン10に設けられた回転センサ(図示せず)か
ら、直接あるいはエンジンECUを経由して、システム
ECU36に入力されている。エンジンが始動していれ
ば、図4の処理を終了し、図3のS103へ進む。エン
ジンが始動してなければ、S200に戻り、再び、上記
の一連の処理を行う。
FIG. 4 shows the engine start control process in S102 of FIG. The system ECU 36 has a D
The C / DC converter 32 is controlled to perform a boosting operation (S200). As a result, the power from the auxiliary battery 20 is boosted, and the boosted power is stored in the capacitor 24. Unlike the auxiliary battery 20, the capacitor 2
As for No. 4, charging to a high voltage can be performed by controlling the voltage. Therefore, the target value of the charging voltage of the capacitor 24 is set to, for example, 50V. The system ECU 36
The timer is monitored to determine whether a predetermined timer time has elapsed (S201). If the predetermined timer time has elapsed, the process proceeds to S203. If the timer time has not elapsed, the system ECU 36 determines whether the voltage of the capacitor 24 has become higher than 50 V based on the detection signal of the voltage sensor 42 (S202). If the capacitor voltage is equal to or lower than 50 V, the driving of the converter is continued.
If the capacitor voltage exceeds 50V, the system ECU
36 stops the DC / DC converter 32 (S20).
3). Then, the starter switch 46 is closed, and current flows from the capacitor 24 to the starter motor 44. The capacitor 24 has a small internal resistance and can supply a large current to the starter motor 44 in a short time. As a result, the starter motor 44 is driven, and the engine 10 is cranked (S204). As is well known, at this time, an appropriate amount of fuel is supplied to the engine 10, and the spark plug is ignited using the electric power of the auxiliary battery 20. The system ECU 36 determines whether or not the engine has been started by comparing the engine speed with a predetermined threshold speed (S205). The engine speed is
A rotation sensor (not shown) provided in the engine 10 is input to the system ECU 36 directly or via the engine ECU. If the engine has been started, the processing in FIG. 4 ends, and the process proceeds to S103 in FIG. If the engine has not started, the process returns to S200, and the above-described series of processing is performed again.

【0023】以上、本発明の好適な実施形態を説明し
た。本実施形態では、スタータモータ44が、補機バッ
テリ20ではなく、DC/DCコンバータ32の昇圧側
のキャパシタ24に接続されている。そして、スタータ
モータ44の駆動の前に、DC/DCコンバータ32の
昇圧機能を用いてキャパシタ24が充電される。図4の
例では、キャパシタ24の電圧値が50Vを越えるまで
充電が行われる。このように、電力コンバータを利用す
ることにより、スタータモータ44への供給電力の電圧
を任意に設定できるので、システム開発時のスタータモ
ータ44の設計が容易である。また、スタータモータ4
4への供給電圧を高くできるので、スタータモータ44
を小型化でき、また、スタータモータ44への起動電流
を低下できる。さらに、スタータモータ44の関連部品
(リレーやワイヤーハーネス等)に安価なものを採用で
きる。
The preferred embodiment of the present invention has been described above. In the present embodiment, the starter motor 44 is connected not to the auxiliary battery 20 but to the capacitor 24 on the boost side of the DC / DC converter 32. Then, before driving the starter motor 44, the capacitor 24 is charged using the boosting function of the DC / DC converter 32. In the example of FIG. 4, charging is performed until the voltage value of the capacitor 24 exceeds 50V. As described above, since the voltage of the power supplied to the starter motor 44 can be arbitrarily set by using the power converter, the design of the starter motor 44 during system development is easy. Also, the starter motor 4
4, the supply voltage to the starter motor 44 can be increased.
Can be reduced in size, and the starting current to the starter motor 44 can be reduced. Further, inexpensive components (relays, wire harnesses, etc.) for the starter motor 44 can be employed.

【0024】また、本実施形態では、スタータモータ4
4への供給電圧を高くしているので、エンジン始動が容
易になる。補機バッテリ20の電圧が下がっている状況
でも、補機バッテリ20に残っているエネルギを利用し
て、DC/DCコンバータ32の昇圧機能により、バッ
テリ電圧より高い電圧をエンジン始動のために作り出せ
る。従って、寒冷地等でも確実なエンジン始動が可能に
なる。
In the present embodiment, the starter motor 4
Since the supply voltage to 4 is increased, the engine can be easily started. Even in a situation where the voltage of the auxiliary battery 20 is low, the energy remaining in the auxiliary battery 20 can be used to generate a voltage higher than the battery voltage for starting the engine by the boosting function of the DC / DC converter 32. Therefore, the engine can be reliably started even in a cold region.

【0025】また、本発明は、図2に示した本実施形態
のシステムには限定されず、他のシステムにも同様に本
発明が適用される。
Further, the present invention is not limited to the system of the present embodiment shown in FIG. 2, and the present invention is similarly applied to other systems.

【0026】また、本実施形態に好適に適用可能なDC
/DCコンバータは、例えば、以下のようなものであ
る。ただし、本発明は、下記に例示するDC/DCコン
バータを適用したシステムには限定されない。
Further, DC which can be suitably applied to this embodiment
The / DC converter is, for example, as follows. However, the present invention is not limited to a system to which a DC / DC converter exemplified below is applied.

【0027】また、本実施形態のDC/DCコンバータ
には、周知のフライバックコンバータやフォワードコン
バータ、その他の適当なコンバータを適用すればよい。
そのようなコンバータを使って、周期の方法に従って、
補機バッテリ側からキャパシタ側への昇圧駆動が行われ
る。
A well-known flyback converter, forward converter, or other suitable converter may be applied to the DC / DC converter of the present embodiment.
With such a converter, according to the method of period,
Boost drive from the auxiliary battery side to the capacitor side is performed.

【発明の効果】本発明が適用されるタイプのシステムで
は、補機蓄電手段からの電力の昇圧を電力コンバータで
行うことによってアシストモータを駆動する電力を得る
構成が採用されている。そのため、電力コンバータによ
る昇圧後のモータ駆動電力を一時的に蓄える蓄電手段が
必要である。このモータ用蓄電手段および電力コンバー
タを利用することにより、スタータモータへの供給電圧
を自由に設定できる。従って、部品の追加や構造の複雑
化を必要とせずに、既存の構成要素を利用した簡単な構
成にて、スタータモータの設計の容易化、スタータモー
タの小型化等の好適な効果が得られる。
In the system of the type to which the present invention is applied, a configuration is employed in which the power from the auxiliary power storage means is boosted by the power converter to obtain the power for driving the assist motor. Therefore, power storage means for temporarily storing the motor drive power after boosting by the power converter is required. By using the motor power storage means and the power converter, the supply voltage to the starter motor can be set freely. Therefore, preferred effects such as simplification of the design of the starter motor, downsizing of the starter motor, and the like can be obtained with a simple configuration using existing components without the need for adding components or complicating the structure. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 従来のホイールモータ付き車両駆動システム
の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a conventional vehicle drive system with a wheel motor.

【図2】 本発明の実施形態のホイールモータ付き車両
駆動システムを示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a vehicle drive system with a wheel motor according to the embodiment of the present invention.

【図3】 図2のシステムの全体処理を示すフローチャ
ートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an entire process of the system of FIG. 2;

【図4】 図3のエンジン始動処理を示すフローチャー
トである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an engine start process of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 エンジン、16 フロントホイール、18,44
スタータモータ、19 オルタネータ、20 補機バ
ッテリ、22,32 DC/DCコンバータ、24 キ
ャパシタ、26 ホイールモータ、28 リアホイー
ル、34 インバータ、36 システムECU、40,
42 電圧センサ、46 スタータスイッチ。
10 engines, 16 front wheels, 18, 44
Starter motor, 19 alternator, 20 auxiliary battery, 22, 32 DC / DC converter, 24 capacitor, 26 wheel motor, 28 rear wheel, 34 inverter, 36 system ECU, 40,
42 voltage sensor, 46 starter switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 車両の主推進力を発生するエンジンと、 車両のアシスト推進力を発生するアシストモータと、 補機蓄電手段からの供給電力を前記アシストモータで要
求される電圧の電力へ昇圧変換する電力コンバータと、 前記電力コンバータによって昇圧された電力を一時的に
蓄え、蓄えた電力を前記アシストモータへ供給するモー
タ用蓄電手段と、 を含む車両駆動システムにおいて、 前記モータ用蓄電手段に接続されたエンジン始動用のス
タータモータと、 エンジン始動の前に前記電力コンバータを制御して、前
記補機蓄電手段からの供給電力をエンジン始動に必要な
電圧の電力に昇圧変換して前記モータ用蓄電手段に蓄え
る始動用充電制御手段と、 を含み、前記モータ用蓄電手段に蓄えられたエンジン始
動用の電力を用いて前記スタータモータを駆動して前記
エンジンを始動することを特徴とする車両駆動システ
ム。
1. An engine that generates a main propulsion force of a vehicle, an assist motor that generates an assist propulsion force of a vehicle, and a step-up conversion of electric power supplied from an auxiliary power storage unit into electric power of a voltage required by the assist motor. A power converter that temporarily stores power boosted by the power converter and supplies the stored power to the assist motor. A starter motor for starting the engine, and controlling the power converter before starting the engine to convert the power supplied from the auxiliary power storage means into a voltage of a voltage required for starting the engine to convert the power supply to a voltage required for starting the engine. Starting charge control means stored in the motor storage means, and using the electric power for starting the engine stored in the motor power storage means. Vehicle drive system, characterized by starting the engine by driving the Tamota.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1363379A3 (en) * 2002-05-13 2004-01-02 Luxon Energy Devices Corporation Power module for generating impulses of various levels
US7279855B2 (en) 2003-04-04 2007-10-09 Hitachi, Ltd. Electric drive device for vehicle and hybrid engine/motor-type four wheel drive device
US7581606B2 (en) 2004-11-24 2009-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicular control device

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