KR0136743B1 - 하이브리드 차의 운전방법 - Google Patents

하이브리드 차의 운전방법

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KR0136743B1
KR0136743B1 KR1019930008265A KR930008265A KR0136743B1 KR 0136743 B1 KR0136743 B1 KR 0136743B1 KR 1019930008265 A KR1019930008265 A KR 1019930008265A KR 930008265 A KR930008265 A KR 930008265A KR 0136743 B1 KR0136743 B1 KR 0136743B1
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battery
internal combustion
combustion engine
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마사또 요시다
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나까무라 히로까즈
미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

차량 구동용의 전동모터와 발전용의 내연엔진을 가지는 하이브리드 차의 운전방법에 있어서, 촉매의 활성화가 종료하면 작은 스로틀 밸브 개도로 엔진이 아이들링운전되어, 그후 수온계 출력이 소정값에 도달하여 아이들링운전이 종료하면 클 스로틀 밸브 개도로 발전을 위해 엔진운전이 행해지며, 이 결과 하이브리드 차의 배기가스 특성이 향상되고 차량의 항속거리의 증대 및 동력 성능의 향상이 도모되며, 시동키이가 조작되어 차량이 작동 정지한때에 밧데리 축전량이 소정 축전량을 하회하고 있다고 판별되면 경보 램프를 점등하여 엔진운전의 실행을 고지한 후, 소정 밧데리 축전량에 도달할때 까지 혹은 엔진운전 개시시점으로부터 소정 시간이 경과할때 까지 엔진 운전이 행해져 밧데리 충전이 확실하게 실행되며, 이로인해 차량 주행 개시를 위해 밧데리 축전량을 확보함과 동시에 차량의 항속거리의 증대 및 동력성능의 향상을 도모한다.

Description

하이브리드 차의 운전방법
제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 발전용 내연기관 운전 방법이 적용되는 하이브리드 차의 요부 개략도.
제2도는 제1도에 도시한 제어기에 의해 실행되는 차량 구동용의 전동모터, 발전용의 내연기관 및 촉매가열 히터의 작동 제어의 메인 루틴의 흐름도.
제3도는 제2도에 도시한 주행 제어 서브루틴을 상세하게 나타낸 흐름도.
제4도는 제2도에 도시한 엔진제어 서브루틴을 상세하게 나타낸 흐름도.
제5도는 주행 제어 서브루틴으로 사용되는 가속페달 답입량 θACC와 목표차속 VT와의 관계 특성도.
제6도는 주행 제어 서브루틴으로 사용되는 실차속 VV와 차속차 VV-VT와 차체 가속도 α와의 관계 특성도.
제7도는 본 발명의 제2실시예에 의한 발전용 내연기관 운전방법이 적용되는 하이브리드 차의 요부 개략도.
제8도는 제2실시예에 있어서 엔진제어 서브루틴을 상세히 나타낸 흐름도.
제9도는 본 발명의 제3실시예에 의한 발전용 내연기관 운전 방법이 적용되는 하이브리드 차의 요부 개략도.
제10도는 제3실시예에 있어서 차량 구동용의 전동모터, 발전용의 내연기관 및 촉매가열 히터의 작동 제어순서의 메인 루틴을 나타내는 흐름도.
제11도는 제10도에 도시한 엔진제어 서브루틴을 상세히 나타내는 흐름도.
제12도는 제10도에 도시한 키이오프 서브루틴을 상세히 나타낸 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 전동모터,20,70 : 밧데리,
30 : 발전기,40 : 내연기관,
42 : 배기가스 정화 장치,43 : 촉매온도센서,
44 : 수온계,40 : 전류제어장치,
60 : 제어기,80 : 스위치,
90 : 램프
발명의 배경
본 발명은 차량 구동용의 전동모터와 발전용의 내연기관을 구비한 하이브리드 차에 관한 것으로, 특히 배기 가스 특성이 우수한 전기 자동차의 이점을 가지면서 차량의 항속 거리의 증대 및 차량의 동력 성능의 향상을 도모하는 하이브리드차의 발전용 내연기관의 운전방법에 관한 것이다.
근년, 환경문제 때문에 내연기관을 구동원으로 하는 차량으로부터 배출되는 배기가스에 대해서 규제가 엄격하게 되었으며, 이에 대응하여 많은 신기술이 연구 개발되어 있다. 배기가스를 저감하는 이점에는 전기 모터를 구동원으로 하고 배기가스를 배출하지 않는 전기 자동차가 이상적이다. 그러나 전형적인 전기 자동차는 밧데리로부터 전기 모터에 급전하는 것으로 차량에 탑개가능한 밧데리의 용량에 스스로 한계가 있으므로 구동원에 내연기관을 사용한 차량에 비하여 동력 성능이 나쁘며, 또한 항속 거리가 짧다. 전기 자동차를 보급시킨데에는 이러한 기술적 과제의 해소가 바람직하다.
전기 자동차의 항속거리의 증대 대책으로서, 내연기관으로 구동되며 밧데리를 충전하기 위해 발전기를 탑재한 하이브리드식의 전기 자동차가 최근에는 유력시 되어 있다.
일반적으로, 하이브리드 차는 엔진의 배기가스 특성을 향상시키도록 배기가스 정화 장치가 탑재되어 있다. 그러나, 배기가스 정화 장치의 촉매가 활성화되기전에 밧데리 충전을 위해 운전을 개시하면, 엔진의 배기가스 특성이 손상된다. 또한 촉매를 활성화시켜 촉매가 정상으로 기능하도록 한 후에 엔진운전을 개시시킨 경우에도 연료가 기화하기 어렵고 연료 공급량이 증대, 보정된 엔진 냉각시에는 엔진에 공급되는 혼합기 공연비의 이론 공연비로부터의 차이에 기인하여 촉매의 정화효율이 저하하고, 배기가스 특성이 악화되는 문제가 있다.
그래서, 일반적으로 하이브리드 차에는 발전용의 내연기관으로부터의 배기가스량을 저감하거나 엔진의 연료 소비량을 저감하도록 엔진을 일정의 회전수로 운전하도록 하고 있다. 이 경우 엔진에 의해 구동되는 발전기의 발전 전력량을 차량의 운전 상태와는 무관하게 대략 일정하게 된다. 한편으로 차량은 여러가지 운전 상태로 운전된다. 따라서, 예를들면 차량 구동용의 전기 모터가 필요로 하는 전력이 증대하는 차량의 고부하 운전시, 소요 전력을 발전기에 의한 발전량으로 조달되지 않을 수가 있고, 전력 부족분은 밧데리로부터 공급되는 것으로 된다. 이 때문에 차량의 고부하 운전이 계속되어 밧데리 축전량이 저감되면 밧데리로부터 전동모터로의 전력 공급량이 저하하여 차량의 동력 성능이 저하하고, 또한 차량의 항속 거리가 짧게된다. 더우기 밧데리 충전 부족인채 차량 주행을 정지하면 차량 주행 재개시에 촉매 활성화를 위해 촉매 가열 히터로의 전력 공급 조차 행해지지 않는 것이 있다. 이 경우 배기가스 정화 장치의 기능이 발휘되지 않고 발전용 엔진을 운전하면 유해물질을 함유한 배기가스가 엔진으로부터 배출된다.
또한, 종래의 하이브리드 차는 차량 주행을 정지하도록 운전자가 차량의 시동 키이를 오프 조작하면 발전용 엔진을 운전 정지하도록 되어 있다. 따라서, 시동 키이가 오프되어 엔진운전이 정지하면, 밧데리 충전을 위해 엔진은 작동중에 있어도 밧데리 충전이 강제적으로 종료된다. 이 때문에 밧데리 충전 부족은 해소되지 않고 차량 주행을 재개되지 않도록 된다.
발명의 목적 및 개요
본 발명의 한 목적은 배기가스 특성이 우수한 전기 자동차의 이점을 가지면서 차량 구동용의 전동모터와 발전용의 내연기관을 갖춘 하이브리드 차의 항속 거리의 증대 및 동력 성능의 향상을 도모하는 하이브리드 차의 운전방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량에 탑재한 배기가스 정화 장치의 배기가스 정화 능력을 유지하면서 차량의 항속거리의 증대 및 차량의 동력 성능의 향상을 도모하는 하이브리드 차의 운전방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 차량 주행 개시를 위해 밧데리 탑재량을 확보하면서 차량의 항속거리의 증대 및 차량의 동력 성능의 향상을 도모하는 하이브리드 차의 운전방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 양태에 의하면 차량 구동용의 전동 모터와 이 전동모터에 전력을 공급하기 위한 밧데리와, 이 밧데리를 충전하기 위한 발전기와, 전동모터로부터 구동적으로 동떨어진 발전기를 구동하기 위한 내연기관과 내연기관의 시동 장치와 배기가스 정화 장치를 가지는 하이브리드 차의 운전방법이 제공된다. 이 방법은 내연기관의 구동 요구 여부를 제어기에 의해 판별하는 공정과, 배기가스 정화장치의 배기 정화용 촉매의 온도를 촉매 온도 검출 장치에 의해 검출하는 공정과, 검출된 촉매 온도가 소정치보다 낮은가의 여부를 판별하는 공정을 구비한다. 그래서 엔진 구동 요구가 있다고 판별됨과 동시에 촉매 온도가 소정치보다도 낮다고 판별될때 제어기의 제어하에서 내연기관을 정지 상태로 하는 공정과, 촉매를 가열하기 위한 전열식 히터로 통전하여 이 히터를 가열하는 공정과, 촉매 온도가 소정치 보다도 높게될때에 내연기관을 엔진 시동 장치로부터 시동하는 공정을 순차로 실행한다.
적합하게는 하이브리드 차의 운전방법은 내연기관의 아이들링이 완료했는가의 여부를 판별하는 공정도 구비하며, 내연 엔진의 아이들링이 완료했다고 판별된 때에 발전기를 거쳐 내연기관에 의한 발전을 개시한다. 적합하게는 내연기관의 연료 소비량이 적어도 한 운전 상태로 내연기간을 운전한다.
적합하게는 하이브리드 차의 운전방법은 밧데리 충전량을 검출하는 공정도 구비하며, 차량의 정지시에 밧데리 충전량이 소정치보다도 적은때는 제어기의 제어하에서 밧데리 충전을 위해 내연 엔진에 의한 발전을 계속한다. 보다 적합하게는 차량의 정지후, 밧데리 충전량이 소정치를 넘을때 까지 밧데리 충전을 위해 내연기관에 의한 발전을 계속한다. 혹은 차량의 정지후 소정시간 사이에 밧데리 충전을 위해 내연 엔진에 의한 발전을 계속한다. 보다 적합하게는 차량의 정지후 밧데리 충전을 위해 내연기관에 의한 발전이 계속하고 있는 사이에 내연기관의 구동을 제어기의 제어하에서 알린다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 차량 구동용의 전동 모터와, 이 전동모터에 전력을 공급하기 위한 차량 주행용 밧데리와, 이 차량 주행용 밧데리를 충전하기 위한 발전기와, 전동모터로부터 구동적으로 동떨어져 발전기를 구동하기 위한 내연기관과, 내연기관의 시동 장치와, 배기가스 정화 장치를 가지는 하이브리드 차의 운전방법이 제공된다. 이 방법은 내연기관의 구동이 요구되었는가의 여부를 제어기에 의해 판별하는 공정과, 배기가스 정화 장치의 배기 정화용 촉매의 온도를 촉매온도 검출 장치에 의해 검출하는 공정과, 검출된 촉매 온도가 소정치보다도 낮은 가의 여부를 판별하는 공정을 구비한다. 그래서 엔진 구동 요구가 있다고 판별됨과 동시에 촉매 온도가 소정치보다도 낮다고 판별될때에 제어기에 제어하에서 내연기관을 정지 상태로 하는 공정과, 촉매를 가열하기 위해 전열식 히터로 히터용 밧데리로 부터 전력을 공급하여 이 히터를 가열하는 공정과, 촉매 온도가 소정치보다도 높게 된때에 내연기관을 엔진 시동 장치에 의해 시동하는 공정을 순차로 실행한다.
본 발명의 이점은 엔진 구동 요구가 있는 시점에 있어서 배기가스 정화 장치의 촉매의 온도가 소정치보다도 낮은 경우 촉매 가열용 히터로 통전하고, 그 결과로서 촉매 온도가 소정치보다도 높게되어 배기가스 정화 장치의 정화 작용이 충분히 발휘되도록 되므로 첫번째 엔진을 시동하고, 이에 의해 배기가스 특성이 악화하는 일이없이 차량의 동력 성능이 향상 및 항속거리의 증대를 위한 밧데리 충전이 행해지는 점이다.
적합하게는 촉매의 활성화 및 내연기관의 아이들링운전의 쌍방이 종료할때 내연기관의 발전을 위한 운전을 개시하므로 배기가스 특성의 악화를 초래하는 일없이 밧데리 충전을 행하므로 이로부터 차량의 동력 성능의 향상 및 항속거리의 증대를 도모한다. 또한 엔진의 아이들링운전은 예를들면 촉매의 활성화 후, 혼합기의 공연비를 촉매의 배기가스 정화 성능이 양호하게 발휘되는 이론 공연비 근방에 유지한 상태로 행하므로서 엔진 냉각시에도 이론 공연비로부터의 차이에 기안하는 배기가스 특성의 악화를 초래하지 않는다.
또한 차량 정지시의 밧데리 충전량이 소정치 보다도 낮을때는 밧데리 충전을 위해 내연기관에 의한 발전을 계속하는 본 발명의 특정의 양태에 의하면 차량 주행을 개시하기 위한 밧데리 축전량이 항상 확보되어 차량 주행의 개시에 곤란을 초래하는 일이 없다. 더우기 차량의 작동 정지후에 내연기관을 운전할때 엔진운전의 실행을 알리도록 한 경우 차량의 작동 정지후의 엔진운전이 차량 고장등에 의한 것으로 되지 않는 것을 명확하게 할 수 있다. 또한 차량의 작동 정지후에 엔진 운전을 행한 결과 밧데리의 축전량이 소정 축전량에 달한때, 혹은 차량의 작동 정지후의 엔진운전의 개시 시점으로부터 소정 시간이 경과할때, 차량의 작동 정지후의 엔진운전을 정지하도록 한 경우 밧데리를 확실하게 충전할 수 있다. 또한 차량의 작동 정지후의 엔진운전을 강제 정지가능하게 하면, 예를들면 배기가스가 충만하기 쉬운 차고내에서의 엔진운전 및 경음을 제어할 야간에 있어서 엔진운전을 적정시간내에 종료할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 촉매가열용 히터로의 전력 공급을 위한 히터용 밧데리를 전동모터로의 전력공급을 위한 차량 주행용 밧데리와 달리 설계, 이것으로부터 적합하게는 촉매 가열 히터용의 밧데리의 충전을 차량 주행등의 밧데리 충전에 우선하여 행하도록 한 점이다.
결과로서 촉매 가열 히터용의 밧데리로부터 배기가스 정화 장치의 촉매가열 히터로의 전력 공급이 항상 가능하게 됨으로서 히터의 의한 배기가스 정화 장치의 촉매의 가열 또는 촉매의 활성화가 항상 가능하게 된다. 이 때문에 차량 주행용의 밧데리의 축전량이 감소한때, 배기가스 정화 장치의 정화기능을 발휘할 수 있는 상태로 차량 주행용의 밧데리를 충전할 수 있다. 따라서 밧데리 충전때의 유해물질을 함유한 배기가스가 배출되지 않고 하이브리드 차의 배기가스 점화 성능을 향상할 수 있다. 또한 차량 주행용의 밧데리를 충전하여 밧데리 축전량을 증대할 수 있으므로 차량의 동력 성능을 향상시켜 차량의 항속 거리를 증대할 수 있다.
상세한 설명
제1도를 참조하면 하이브리드 차(차량)는 그 수단에 따른 수(숫자)의 전동모터(그중 하나를 참조부호 10으로 도시)를 가지고 있다. 전동모터(10)는 차량의 구동원으로서 사용되는 것으로 직류모터 또는 교류모터로부터, 그 출력축은 차량의 동력 전달기구(도시생략)를 거쳐서 차량의 구동륜(도시생략)에 구동적으로 연결되어 있다. 또한 전동모터(10)는 제어기(60)의 제어하에서 작동하는 전류 제어 장치(50)를 거쳐서 밧데리(20)에 전기적으로 접속되어 차량 주행시에 통상은 밧데리(20)로부터의 전력 공급을 받아 작동하는 차량을 구동 하도록 되어 있다.
또한 전동모터(10)는 차량의 감속 운전시에는 발전기로서 기능하여 감속회수 전력을 발생하고 이 감속회수 전력으로 밧데리(20)를 충전하도록 되어 있다. 그래서 전동모터(10)에는 모터 온도를 검출하기 위한 모터 온도센서(11)가 부착되어 있다. 또한 밧데리(20)에는 밧데리 용량을 나타내는 변수 예를들면 밧데리 전합치를 검출하기 위한 밧데리 용량 센서(21)가 부착되어 있다.
하이브리드 차는 밧데리 충전용의 전력을 발생하기 위한 발전기(30)와, 발전기 회전축에 구동적으로 연결된 출력축을 구비하는 발전기(30)를 구동하기 위한 내연기관(40)도 구비하고 있다. 발전기(30)는 직류 발전기 또는 교류 발전기로 되며, 전류 제어 장치(50)를 거쳐 밧데리(20)에 전기적으로 접속되어 내연기관(40)의 운전시에 발전기(30)는 발전량을 조정하고 또한 발전을 정지시키기 위한 제어부(도시생략)와 발전기의 온도 및 고장 상황등의 발전기 운전 정보를 검출하기 위한 각종센서(도시생략)가 설치되어 있다. 또한 발전기(30)는 엔진 시동시에 밧데리(20)로부터의 전력 공급을 받아 내연기관(40)을 시동시키는 소위 시동기로서 기능하도록 되어 있다. 단 엔진 시동용의 시동기를 발전기(30)와 별도 설치하여도 좋고, 이 경우 발전기(30)는 발전 전용으로 된다.
발전용의 내연기관(40)은 예를들면 소형경량의 피스톤 엔진으로 되며 엔진본체와 스로틀 밸브를 가지는 내연 공급계, 점화계 및 내연 분사계 및 전류 제어장치(50)에 전기적으로 접속된 각종 작동기를 구비한 엔진 본체의 시동, 정지, 회전수 제어 및 스로틀 밸브 개도 제어등을 행하기 위한 엔진 구동계(도시생략)를 가지고 있다. 그래서 엔진(40)의 배기포트(도시생략)에 연결되어 배기가스를 배출하기 위한 배기 파이프(41)에는 배기가스 정화 장치(42)가 배치되어 있다. 배기가스 정화 장치(42)는 배기 파이프(41)를 통과하는 배기가스에서 CO, NOx 등의 유해물질을 제거하기 위한 촉매와 전류 제어 장치(50)를 거쳐서 밧데리(20)에 접속한 전열식의 촉매가열 히터로 구성되며, 촉매는 히터에서 가열되어 활성화되면 매우 강력한 배기가스 정화 작용을 발휘하도록 되어 있다. 그래서 배기가스 정화 장치(42)는 촉매 온도를 검출하기 위한 촉매 온도 센서(43)가 부착되어 있다. 또한 엔진(40)은 엔진의 회전수, 흡입 공기량, 스로틀 밸브 개도등의 엔진운전 정보를 검출하기 위한 각종 센서(도시생략)가 설치되어 있다. 도면부호(44)는 엔진 온도 변수로서의 엔진 냉각 온도를 검출하기 위한 수온계를 나타낸다. 또한 수온계를 대체하는 유온계(油溫計)를 사용해도 좋다.
상술한 바와 같이 전기모터(10), 밧데리(20), 발전기(30), 내연기관(40) 및 배기가스 정화 장치(42)의 촉매 가열 히터 사이에 개재하는 전류 제어 장치(50)는 제어기(60)의 제어하에서 상기 요소의 대응하는 것 끼리의 전기 접속 관계를 전환제어함과 동시에 대응하는 요소간의 전력 공급에 있어서 전류값 및 통전 방향을 조종하도록 되어 있다. 도시를 생략 하였지만 전류 제어 장치(50)는 예를들면 제어기(60)로부터의 전류 제어 장치 제어 신호를 입력하기 위한 입력부와, 이 입력부로부터 송출되는 전기 접속 전환 및 전류값 및 통전 방향 조정용의 제어 출력에 응동하는 조종부와, 이 조종부로부터 제어 출력에 응동하는 전력 변환부를 구비하고 있다. 또한 전류 제어 장치(50)에는 장치의 온도, 고장 상황 등을 검출하기 위한 각종 센서(도시않음)가 설치되어 있다.
제어기(60)는 하이브리드 차의 상기 각종 구성요소 및 각종 센서로부터 각종운전 정보를 입력하여 전기모터(10), 내연기관(40) 및 전류 제어 장치(50)의 작동을 제어하도록 되어 있다. 도시하지 않았지만 제어기(60)는 예를들면 후술의 제어프로그램을 실행하기 위한 프로세서와, 제어 프로그램, 각종 데이터등을 기억하기 위한 각종 메모리와, 제어기(60)와 상술의 각종 요소 및 각종 센서간의 신호 접수를 위한 각종 인터페이스 회로를 구비하고 있다.
상세하게 제어기(60)는 전기모터(10)에 설치된 모터 온도 센서(11), 밧데리(20)에 설치된 밧데리 용량 센서(21) 및 배기가스 정화 장치(42)에 설치된 촉매온도센서(43) 및 발전기(30), 내연기관(40) 및 전류 제어 장치(50)의 각각에 설치된 각종 센서에 전기적으로 접속됨과 동시에, 하이브리드 차에 설치된 가속, 가속페달 답입량등의 차속 운전 정보를 검출하기 위한 각종 센서(도시않음)에 전지적으로 접속되어, 이 센서로부터 모터 온도 신호, 밧데리 용량 신호, 촉매 온도 신호, 엔진 수온 신호, 발전기 운전 정보[예를들면 발전기(30)의 온도 및 고장상황], 내연기관 운전 정보[예를들면 엔진(40)의 회전수, 흡입 공기량 및 스로틀 밸브 개도], 전류 제어 장치 운전 정보[예를들면 전류 제어 장치(50)의 고장 상황] 및 차량 운전 정보를 입력하도록 되어 있다. 그래서 제어기(60)는 이와 같이 입력한 각종 신호 및 정보에 따라서 발전기(30)의 발전량, 발전 정지등의 제어에 관련한 발전기 제어 신호, 내연기관(40)의 시동, 정지, 회전수등의 제어에 관련한 내연 엔진제어 신호 및 전류 제어 장치(50)에 접속된 상술의 요소간의 전력 공급에 있어서 전류값, 통전 방향등의 제어에 관련한 전류 제어 장치 제어 신호를 결정하고 이와 같이 결정한 제어 신호를 발전기(30), 엔진(40) 및 전류 제어 장치(50)에 송출하도록 되어 있다.
이하, 제2도 내지 제8도를 참조하여 제어기(60)에 의한 전동모터(10), 내연기관(40) 및 배기가스 정화 장치(42)의 작동 제어를 설명한다.
차량을 작동시키기 위한 운전자가 시동 키이를 온하면, 제어기(60)의 프로세서는 키이 온 조작을 판별하여 제2도에 도시하는 메인 루틴의 실행을 개시한다. 즉, 프로세서는 예를들면 전회(前回)의 차량 주행 종료시에 백업된 제어 데이타의 메모리로부터 독출하고, 하이브리드 차의 상기 각종 구성요소의 작동 상태의 체크등을 포함한 키이 온시의 처리를 먼저 실행하고(스텝 S1), 다음에 제3도에 상세히 도시하는 주행 제어 서브루틴을 실행한다(스텝 S2).
제3도를 참조하면, 주행 제어 서브루틴에 있어서 프로세서는 먼저 가속페달 답입량 검출 센서 출력을 독취하여 가속페달 답입량 θACC를 검출하고(스텝 S21), 이어서 가속페달 답입량 θACC와 목표 차속 VT와의 관계를 나타내는 특성도(제5도)에 대응하고 또한 제어 프로그램에 미리 기술 또는 제어기(60)의 메모리에 미리 격납된 목표 차속 결정용의 연산식 혹은 조사 테이블에 따라서 스텝 S21에서 검출한 가속페달 답입량 θACC에 접합한 목표 차속(VT)을 구한다(스텝 S22).
제5도에 도시한 바와 같이, 목표차속(VT)은 가속 페달 답입량 θACC이 0으로부터 θACC 1까지의 작은 값을 취한 제1의 답입량 영역에서는 0을 취하여 차량의 발진을 저지하고 가속페달 답입량 θACC가 θACC 1로부터 θACC 2까지의 점차 작은 값을 취한 제2의 답입량 영역에서는 답입량 θACC가 증대함에 따라 0으로부터 VT2까지 증대하여 차량의 완만한 발진을 허용하고, 또한 가속페달 답입량 θACC가 θACC 2를 넘는 제3의 답입량 영역에서는 답입량 θACC의 증대에 따라 제2의 영역에서의 증가율 보다도 큰 증가율 VT2로부터 증대하여 차량의 통상 주행을 허용 하도록 결정된다.
제3도를 재차 참조하면, 목표차속 VT의 결정후 제어기(60)의 프로세서는 차속센서 출력을 독취하여 실차속 VV를 검출하고(스텝 S23), 다음에 모터 통전량(소요모터 구동 전류값) I를 연산한다(스텝 S24). 모터 통전량 I의 연산에 있어서 프로세서는 스텝(S23)에서 검출한 실차속 VV와 스텝(S22)에서 결정한 목표 차속 VT에 근거하여 차속차(=VV-VT)를 먼저 검출하고, 이어서 실차속과 차속차와 소요차체 가속도와의 관계를 표시하는 특성도(제6도)에 대응하는 소요차체 가속도 결정용의 연산식 혹은 조사 테이블에 따라서 먼저 검출한 실차속 VV 및 먼저 산출한 차속차(=VV-VT)에 적합한 소요차체 가속도 α를 결정한다.
제6도에 도시한 바와 같이 소요차체 가속도 α는 실차속 VV가 목표차속 VT보다도 크므로 차속차가 양이면 차량을 감속 운전할 필요성을 나타내는 음으로되는 한편 차속차가 음이면 차속 운전의 필요성으로 나타내는 양으로 된다. 또한 가속도 α의 절대값은 차속등의 절대값이 일정하게 되어도 실차속이 크게되는 만큼 크게된다.
소요차체 가속도 α를 상술한 바와 같이 결정한 후, 프로세서는 연산식 PS=[{C·A·VV2÷μ·W+α·W/g}·VV]/(k1·η)에 따라서 소요모터 출력 PS를 연산한다.
여기에서 C,A,VV,μ,W,α 및 η는 차량의 공기 저항 계수, 전면 투영면적, 실차속, 구름 저항계수, 총중량, 소요차체 가속도 및 동력 전달 효율을 각각 나타낸다. 또한, g 및 K1은 중력 가속도 및 단위 환산 계수를 각각 나타내고, 계수 K1은 예를들면 값 270으로 설정된다. 또한 상기 연산식은 도로구배가 없는 경우에 적합하다. 또 소요모터 출력의 결정에 대해서 상기 연산식에 의한 연산에 대신하여 모터출력 결정용의 조사 테이블을 참조하도록 하여도 좋다.
다음에 프로세서는 연산식 I=(K2·PS)/(ηMTR·V)에 따라서 소요모터 구동 전류치(모터 통전량) I를 연산한다. 여기에서 K2, PS, ηMTR 및 V는 단위 환산 계수, 소요모터 출력, 전동모터(10)의 모터효율 및 전동모터(10)의 작동 전압을 각각 나타내고, 계수 K2는 예를들면 값 735를 취한다.
다음 스텝 S25에 있어서, 프레세서는 소요모터 구동 전류치 I를 나타내는 제어 신호를 전류 제어 장치(50)로 송출한다. 이 제어 신호에 따라서 전류 제어 장치(50)는 이 장치를 거쳐서 밧데리(20)로부터 전동모터(10)에 값 I의 모터 구동 전류가 공급되도록 예를들면 듀티 제어를 행한다. 이 결과 실차속 VV는 목표차속 VT까지 증대 또는 감소하고 혹은 목표 차속 VT로 유지된다. 따라서 시동 키어 온 직후에 있어서는 가속페달 답입량이 값 θACC 1보다 크면 전동모터(10)가 시동하여 차량이 발진한다.
다시 제2도를 참조하면 주행 제어 서브루틴(스텝 S2)의 종료후 제어기(60)의 프로세서는 밧데리 용량 센서(21)로부터의 밧데리 용량 신호를 읽어들이고, 이에 근거하여 밧데리(20)의 축전량이 전동모터(10)에 의한 차량 주행을 충분히 행하는 소전의 축전량보다 작은가의 여부를 판별한다(스텝 S3). 이 판정의 결과가 부정의 경우 즉 밧데리 축전량이 소정의 축전량 이상으로 되어 밧데리(20)의 충전이 불필요한 경우에는 프로세서는 내연기관(40)의 정지를 지시하는 내연기관 제어 신호를 엔진 구동계에 솔출한다(스텝 S4). 이 결과 내연 엔진(40)이 작동 정지중이면 엔진 정지 상태로 유지되고 엔진(40)이 작동중이면 엔진 작동이 정지되어 이로부터 쓸데없이 엔진 작동에 의한 배기가스가 발생하지 않는다.
다음의 스텝 S5에서는 시동 키이가 오프되는가의 여부가 판별된다. 이 판별의 결과가 부정이면, 상술의 주행 제어 서브루틴(스텝 S2)으로 돌아간다. 한편 시동 키이가 오프로 판별되면 프로세서는 예를들면 백업 메모리로의 제어 데이타를 기록하여 하이브리드 차의 상기 직종 구성요소의 작동 상태의 체크 등을 포함하여 키이 오프시의 처리를 시행하고(스텝 S6), 메인 루틴은 종료한다.
시동 키이가 오프되지 않으면, 상기 일련의 스텝 S2 내지 S5를 반복하여 전동모터(10)에 소요 구동전류를 공급 하면서 차량 주행을 행하고 있는 사이에 밧데리 축전량이 소정의 축전량을 하회하므로서 밧데리 충전을 요한다고 상기 스텝 S3이 판별하면, 프로세서는 촉매온도 센서(43)로부터의 촉매 온도 신호를 독취하고, 이에 근거하여 촉매 온도가 촉매를 충분히 활성화하여 필요한 소정 온도를 하외하고 있는가의 여부를 판별한다(스텝 S7). 이 판별의 결과가 긍정이면, 따라서 내연기관(40)을 작동시키면 엔진으로 부터 유해물질을 포함한 배기가스가 배출될 염려가 있는 경우, 프로세서는 엔진의 정지를 지시하는 엔진제어 신호를 엔진 구동계에 송출하고(스텝 S8), 이에 의해 내연기관(40)의 작동 정지 상태가 유지되거나, 엔진 작동중에 있으면 엔진(40)의 작동이 정지된다. 따라서 엔진의 작동중에 어떤 원인으로 촉매 온도가 저하한 경우에 있어서는 엔진이 작동 정지한다.
다음의 스텝 S9에 있어서, 프로세서는 배기가스 정화 장치(42)의 촉매 가열히터로의 통전을 지시하는 제어 신호를 전류 제어 장치(50)에 송출한다. 이 제어 신호에 따라서 전류 제어 장치(50)는 밧데리(20)로 부터 히터에 가열 전류가 공급작동되도록 작동하고, 이 결과 촉매 가열 히터로의 통전이 행해져 촉매가 가열된다. 히터로의 통전 지시후, 프로세서는 키이오프 조작의 유무를 재차 판별하고(스텝 S5), 키이오프 조작이 행해지지 않으면 상기 스텝 S2로 돌아가 상기 일련의 스텝 S2, S3, S7, S8, S9 및 S5를 반복 실행한다.
그후 촉매 온도가 소정 온도에 달하면 스텝 S7로 판별 되어 배기가스 정화장치(42)가 촉매에 의한 배기가스 정화 작용에 의한 배기가스로부터 유해물질을 작동하는 작동 상태에 달하면, 프로세서는 촉매 가열 히터로의 통전의 정지를 지시하는 제어 신호를 전류 제어 장치(50)에 송출한다(스텝 S10). 그 결과 히터로의 통전이 정지된다. 이어서 프로세서는 제4도에 상세히 나타낸 엔진제어 서브루틴을 실행한다(스텝 S11).
제4도를 참조하면, 엔진제어 서브루틴에 있어서 프로세서는 엔진 작동을 지시하는 엔진제어 신호가 송출되었는가의 여부를 나타내는 제어기(60)의 메모리의 내용을 참조하여 내연기관(40)이 작동중에 있는가의 여부를 판별한다(스텝 S111). 이 판결의 결과가 부정이면 프로세서는 엔진 시동을 지시하는 전류 제어 장치 제어 신호를 전류 제어 장치(50)에 송출한다(스텝 S112). 이 결과 전류 제어 장치(50)를 거쳐서 밧데리(20)로부터 시동기(발전기 30)에 소요되는 구동 전류가 공급되도록 전류 제어 장치(50)가 작동하고, 이에 의해 시동기로서의 발전기(30)에 의한 내연기관(40)이 시동된다. 이 결과 엔진(40)의 아이들링운전이 개시된다.
엔진제어 서브루틴에 이어 메인루틴(제2도)의 상기 스텝 S5에 있어서 시동기 키이가 오프되는가의 여부가 재차 판별된다. 이 판별의 결과가 긍정이면 상기 스텝 S6에 있어서 키이오프시의 처리를 실행한 후에 메인 루틴의 실행을 종료한다. 한편 시동 키이가 오프되지 않고 스텝 S5로 판별되면, 상기 주행제어 서브루틴(스텝 S2) 이후의 처리가 재차 상술과 같이 실행된다. 여기에서는 먼저 엔진제어 서브루틴에 있어서, 내연기관(40)을 이미 시동시켰으므로 일련의 스텝 S2, S3, S7 및 S10에 이어 재실행되는 엔진제어 서브루틴(스텝 S11)의 상기 스텝 S111에서는 엔진 작동중이라고 판별된다.
이 경우, 제어기(60)의 프로세너는 수온계(44)의 출력, 즉 엔진 수온 신호를 독취함과 동시에 미리 설정되고 또한 엔진(40)의 아이들링 완료 상태를 나타내어 엔진 냉각 수온의 소요값을 제어기(60)의 메모리로부터 독출하고, 수온계 출력이 소정값 이상인가의 여부를 판별한다(스텝 S113). 이 판결의 결과가 부정, 즉 엔진(40)의 아이들링운전이 아직 종료하지 않았다고 판별하면 프로세서는 목표 스로틀밸브 개도 θTRG를 엔진(40)의 아이들링운전을 행하기 위한 제1의 소정 개도 θLOW로 설정한다(스텝 S114). 제1의 소정 개도 θLOW는 엔진의 아이들링운전이 엔진 부하 및 엔진 회전수가 작은 엔진운전 영역, 예를들면 운전 영역에서 행해지도록 미리 작은값으로 설정된다.
한편 스텝 S113에서의 판별 결과가 긍정, 즉 엔진의 아이들링운전이 종료한다고 판별되면, 목표 스로틀 밸브 개도 θTRG는 밧데리 충전을 위한 엔진의 발전운전을 행하기 위한 제2의 소정 개도 θHIGH로 설정된다(스텝 S115). 따라서 아이들링운전 종료가 처음 판별된때에 발전기(30)에 의한 발전을 위해 엔진 운전이 개시된다. 제2의 소정 개도 θHIGH로 설정된다(스텝 S115).
따라서 아이들링운전 종료가 처음 판별된때는 발전기(30)에 의한 발전을 위해 엔진운전이 개시된다. 제2의 소정 개도 θHIGH는 제1의 소정 개도 θLOW 보다도 큰 값으로 미리 설정되어 이에 의해 엔진의 발전 운전은 아이들링운전보다도 엔진의 부하 및 회전수가 큰 상태로 행해진다. 그래서 발전 운전시에는 발전량을 지시하는 발전기 제어 신호가 프로세서로부터 발전기 제어부에 공급됨과 동시에 발전 전력에 의한 밧데리 충전을 지시하는 전류 제어 장치 제어 신호가 프로세서로부터 전류 제어 장치(50)에 공급된다.
더우기 프로세서는 스로틀 밸브 개도 센서 출력에 근거하여 현재의 스로틀 밸브 개도 θTH를 검출하고, 검출한 현재의 스로틀 밸브 개도 θHT가 스텝 S114 또는 S115로 설정한 목표 스로틀 밸브 개도 θTRG를 상회하는가의 여부를 판별한다(스텝 S116). 이 판별의 결과가 부정이면 프로세서는 스로틀 밸브의 개방 방향 구동을 지시하는 엔진제어 신호를 구동계에 송출한다(스텝 S117). 한편 현재의 스로틀 밸브 개도 θTH가 목표 스로틀 밸브 개도 θTRG를 상회하고 있다고 스텝 S116으로 판별하면, 프로세서는 스로틀 밸브의 폐방향 구도를 지시하는 엔진제어 신호를 엔진 구동계로 송출한다(스텝 S118). 이 결과 상술의 스로틀 밸브 구동기구에 의해 스텝 S96에서의 판별 결과에 따라서, 내연기관(40)의 스로틀 밸브가 개방 혹은 폐쇄되어 목표 스로틀 밸브 개도 θTRG로 제어되어, 이 스로틀 밸브 개도로 엔진(40)이 운전된다.
다음에 스로틀 밸브 개방 방향 구동에 관련하는 상기 스텝 S117 또는 스로틀 밸브 폐방향 구동에 관련하는 상기 스텝 S118에 이어 스텝 S119에 있어서 점화시기 제어, 연료분사 제어등을 포함한 통상의 엔진제어가 프로세서에 의해 실행되어 엔진제어 루틴이 종료하여 메인루틴으로 돌아간다. 또한 엔진의 아이들링운전시에는 엔진(40)에 공급되는 혼합기의 연료비가 이론 공연비가 근방으로 되도록 스텝 S119에서의 연료분사가 행해져 엔진의 아이들링운전중에 배기가스 정화 장치(42)의 촉매의 배기가스 정화 성능이 양호하게 발휘되어 엔진 냉각시에 배기 가스 특성의 악화가 경감된다.
또한 메인루틴의 상기 스텝 S5에 있어서, 시동 카이가 오프되어 있지 않다고 판별되면 상기 주행 제어 서브루틴(스텝 S2)으로 돌아간다. 한편 시동 키이가 오프되었다고 판별하면, 프로세서는 상술의 키이오프시의 처치를 실행하고(스텝 S6), 메인루틴을 종료한다.
상술의 제어기(60)에 의한 하이브리드 차의 각종 구성 요소의 작동 제어를 요약하면, 시동키이 온 조작에 따라서 전동 모터(10)로의 통전량이 연산 및 모터 통전량의 제어가 개시되어, 그후 이 모터 제어가 주지적으로 행해진다. 이에 의해 전동모터(10)를 구동원으로 하는 하이브리드 차가 주행한다. 차량 주행중 밧데리(20)의 축전량으로 부족하지 않으면 발전기(30)를 구동하기 위한 내연기관(40)이 작동 정지되어 불필요한 배기가스의 배출이 방지된다.
한편 밧데리 축전량으로 부족을 초래할 우려가 있으면 엔진(40)을 시동시켜 발전기(30)에서 전력을 발생시켜 발생 전력으로 밧데리(20)를 충전한다. 단 엔진 시동에 있어서 촉매 온도를 체크하고, 촉매가 활성화 되어 도달하는 촉매 온도에 있지 않으면 촉매 가열 히터로 통전하여 촉매를 가열한다. 더우기 촉매의 활성화를 종료하면, 예를들어 혼합기의 공연비가 이론공연비 근방으로 되도록 엔진(40)으로의 연료 공급량을 제어하면서 공전운전 상태로 엔진(40)을 아이들링운전한다. 그래서 수온계 출력에 근거해서 아이들링운전의 종료를 판별하면 엔진의 부하 및 회전수를 증대시킨 상태로 엔진(40)의 발전운전을 행한다. 즉 엔진의 발전운전은 촉매의 활성화 및 엔진의 아이들링운전의 쌍방이 종료 한때에 개시되어 이로부터 밧데리가 충전된다. 이러한 밧데리 충전이 차량 주행 때에 행해지므로 통상은 차량 주행의 개시로부터 촉매의 가열이 완료할때까지의 사이에는 밧데리(20)만의 전력 공급으로 차량 주행이 가능하게 된다. 또 촉매의 가열을 종료하면, 필요에 따라서 밧데리 충전이 가능하게 된다. 따라서 통상은 하이브리드 차의 주행이 주행도중에 곤란하게 되는 것은 아니다. 그후 시동 키이가 오프되면 상술의 모터제어가 종료하여 전동모터(10)에 의한 차량주행이 정지된다. 또 키이오프시에 엔진 작동중이면 키이오프와 동시에 상술의 엔진제어가 종료하므로 엔진 구동에 의한 발전이 정지된다.
이하 본 발명의 제2실시예에 의한 하이브리드 차의 운전 방법을 설명한다.
제7도에 도시한 바와 같이 본 실시예의 방법이 적용되는 하이브리드 차는 차량주행용 밧데리(제1밧데리, 20)에 가하여 히터용 밧데리(제2밧데리, 70)를 설치한 점이 특징이며, 그외는 제1도에 도시한 하이브리드 차와 동일하게 구성되어 있다. 따라서 하이브리드 차의 구성 설명 및 작용 설명을 일부 생략한다.
제2밧데리는 한편으로는 전류 제어 장치(50)를 거쳐서 촉매가열 히터의 전력을 공급하도록 되며, 다른 한편으로는 전류 제어 장치(50)를 거쳐서 발전기(30)로부터 공급 되는 전력으로 충전되도록 되어 있다. 또 제2밧데리(70)에는 제1밧데리 용량 센서(21)와 동일의 제2밧데리 용량 센서(71)가 부착되며 센서(71)는 제어기(60)에 접속되어 있다.
이하 제어기(60)에 의한 전동모터(10), 내연기관(40) 및 배기가스 정화 장치(42)의 작동 제어를 설명한다. 본 실시예의 제어는 제2도에 도시하는 메인루틴 및 제3도에 도시하는 주행 제어 서브루틴에 따라서 제1실시예의 것과 기본적으로 동일하게 실행된다. 단 제8도에 도시한 바와 같이 엔진제어 서브루틴은 제4도의 것과 상위하다. 따라서 엔진 제어 서브루틴에 대해서만 상세히 설명한다.
제8도를 참조하면 엔진제어 서부루틴에 있어서 프로세서는 엔진 작동을 지시하는 엔진제어 신호가 송출되고 있는가의 여부를 나타내는 제어기(60)의 메모리의 내용을 참조하여 내연기관(40)이 작동중인가의 여부를 판별하고(스텝 S211), 이 판별의 결과가 부정이면 프로세서는 엔진 시동시의 각종 제어를 행한다(스텝 S212).
예를들면 프로세서는 연료펌프(도시않음)의 시동을 지시하는 전류 제어 장치 제어 신호를 전류 제어 장치(50)에 송출함과 동시에 스로틀 밸브 개도 센서 출력에 근거하여 검출한 현재의 스로틀 밸브 개도와 엔진 시동용의 소정 스로틀 밸브로부터 판별한 각도대로 또한 이것과 동일하게 판별한 소요방향으로 스로틀 밸브를 구동하는 것을 지시하는 엔진 제어신호를 엔진 구동기의 예를들면 펄스 모터를 포함한 스로틀 밸브 구동기구에 송출한다. 이 결과 전류 제어 장치(50)를 거쳐서 제1밧데리(20) 또는 제2밧데리(70)로부터 연료펌프 구동용 모터(도시생략)에 소용의 구동 전류가 공급 되도록 전류 제어 장치(50)가 작동하여 연료펌프가 시동함과 동시에 스로틀 밸브가 엔진 시동용의 소정 각도 위치로 위치 결정된다.
다음에 프로세서는 엔진 시동을 지시하는 전류 제어 장치 제어 신호를 전류 제어 장치(50)로 송출한다(스텝 S213). 그 결과 전류 제어 장치(50)를 거쳐서 제1밧데리(20) 또는 제2밧데리(70)로부터 시동기(발전기 30)에 소요의 구동 전류가 공급되도록 전류 제어 장치(50)가 작동하고 이에 의해 시동기로서의 발전기(30)에 의해 내연기관(40)이 시동된다. 이 결과 엔진(40)에 의해 발전기(30)가 구동되어 발전기(30)에 의해 발전이 개시된다.
엔진 시동에 이어, 프로세서는 점화 시기 제어, 연료분사 제어등을 포함한 통상의 엔진제어를 실행하고(스텝 S214), 이어서 제2밧데리(70)의 축정량이 촉매 가열 히터로 소요전력을 공급가능하다고 하는 소정 축전량보다도 큰가의 여부를 판별한다(스텝 S215). 이 판결의 결과가 부정, 즉 제2밧데리(70)의 충전을 지시하는 전류 제어 장치 제어 신호를 전류 제어 장치(50)에 송출함과 동시에 발전량을 지시하는 발전기 제어 신호를 발전기 제어부에 송출한다. 한편 제2밧데리 축전량이 소정 축전량을 상회하고 있다고 스텝 S215로 판별하면 프로세서는 제1밧데리(20)의 충전을 지시하는 전류 제어 장치 제어 신호 및 발전량을 지시하는 발전기 제어 신호를 송출한다. 이 상태로 차량 주행용의 제1밧데리(20)를 충전한다고 메인루틴의 스텝 S3으로 판별된 경우에는 촉매가열 히터용의 제2밧데리(70)를 충전한다고 판별되면, 제2밧데리(70)의 충전이 제1밧데리(20)의 충전에 우선하여 행해진다. 제2밧데리(70)를 우선적으로 충전하므로 차량 주행 개시 직후에 있어서는 통상의 제2밧데리 축전량이 소요 축전량 이상이라고 스텝 S215로 판별되어 제1밧데리(20)가 충전된다.
엔진제어 서브루틴이 종료하면 메인루틴(제2도)의 상기 스텝 S5에 있어서, 시동 키이가 오프되었는가의 여부가 재차 판별된다. 이 판별의 결과가 긍정이면 상기 스텝 S6에 있어서 키이오프시의 처리를 실행한 후에 메인루틴의 실행을 종료한다. 한편 시동키이가 오프되지 않았다고 스텝 S5로 판별되면, 상기 주행 제어 서브루틴(스텝 S2) 이후의 처리가 재차 상술과 같이 실행된다. 여기에서는 먼저 엔진제어 서브루틴에 있어서 내염기관(40)을 미리 시동시키므로 일련의 스텝 S2, S3, S7 및 S10에 이어 재실행되는 엔진제어 서브루틴(스텝 S21)의 상기 스텝 S211에는 엔진 작동중이라고 판별된다.
이 경우 제어기(60)의 프로세서는 미리 설정된 목표 스로틀 밸브 개도 θTRG를 독출함과 동시에 스로틀 밸브 개도 센서 출력에 따라서 현재의 스로틀 밸브 개도 θT를 검출하고, 현재의 스로틀 밸브 개도 θTH가 목표 스로틀 밸브 개도 θTRG를 상회하는가의 여부를 판별한다(스텝 S218). 이 판결의 결과가 부정이면 프로세서는 스로틀 밸브의 개방 방향 구동을 지시하는 엔진제어 신호를 엔진 구동계에 송출한다(스텝 S219). 한편 스로틀 밸브 개도 θTH가 목표 스로틀 밸브 개도 θTRG를 상회하고 있다고 스텝 S218에서 판별하면, 프로세서는 스로틀 밸브의 폐방향 구동을 지시하는 엔진제어 신호를 엔진 구동계에 송출한다(스텝 S220). 이 결과 스로틀 밸브 구동기구에 의해 스텝 S218에서의 판결 결과에 따라서 내연기관(40)의 스로틀 밸브가 개방 또는 폐쇄된다. 그래서 스로틀 밸브 개방 방향 구동에 관련하는 상기 스텝 S219 또는 스로틀 밸브 폐방향 구동에 관련하는 상기 스텝 S220에 이어 스텝 S214에 있어서 이미 설명한 통상의 엔진제어가 행해지며, 더우기 제1밧데리(20) 또는 제2밧데리(70)가 충전된다(스텝 S216 또는 S217).
엔진제어 스브루틴이 종료하면 메인루틴으로 돌아가면 이미 설명한 바와 같이 메인루틴의 상기 스텝 S5에 있어서 시동 키이에 관한 판별 결과에 따라서 키이오프시의 처리(스텝 S6) 또는 주행 제어 서브루틴(스텝 S2)으로 이행한다.
상술의 제어기(60)에 의한 하이브리드 차의 각종 구성 요소의 작동 제어를 요약하면, 시동키이의 온조작에 따라서 전동모터(10)로의 통전량의 연산 및 모터 통전량의 제어가 개시된 후 이 모터 제어가 주기적으로 행해진다. 이에 의해 전동 모터(10)를 구동원으로 하는 하이브리드 차가 주행한다. 차량 주행중 차량 주행용의 제1밧데리(20)의 축전량으로 부족하지 않으면, 발전기(30)를 구동하기 위한 내연기관(40)이 작동 정지되어 필요없는 배기가스의 배출이 방지된다. 한편 제1밧데리(20) 또는 촉매 가열 히터용의 제2밧데리(70)의 축전량으로 부족을 초래할 염려가 있으면, 엔진(40)을 시동시켜 발전기(30)로 전력을 발생시켜 발생 전력으로 밧데리(20 또는 70)를 충전한다. 단 제2밧데리(70)의 충전이 우선되어 또, 엔진 시동때에 촉매 온도를 체크하고, 촉매가 활성화되어 도달하는 촉매 온도에 이르지 않으면 촉매 가열 히터로 통전하여 촉매를 가열한다. 이러한 밧데리 충전이 차량 주행 때에 행해지므로 통상은 차량 주행의 개시로부터 촉매의 가열이 완료할때 까지는 제1밧데리(20)만으로부터 전력 공급으로 차량주행이 가능하게 된다.
이러한 이유로 제1밧데리(20)의 축전량이 대폭으로 감소한 경우에도 제2밧데리(70)의 축전량은 소정 축전량 이상으로 항상 유지되므로 제2밧데리로부터 촉매 가열 히터로의 전력 공급이 항상 가능하며 촉매를 항상 가열한다. 이 때문에 촉매를 가열하여 촉매를 활성화시킨 상태에서 유해물질을 포함한 배기가스를 배출하는 일없이 필요에 따라 제1밧데리(20)를 충전한다. 따라서 통상은 하이브리드 차의 주행에 곤란을 초래하는 일은 없다. 이 경우에 제1밧데리(20)의 충전이 항상 가능하므로, 제1밧데리(20)의 축전량을 필요에 따라 유지할 수 있고, 따라서 전동모터를 구동원으로 하는 차량의 동력 성능이 향상하고 또 차량의 항속 거리가 증대한다.
그후 시동 키이가 오프되면 상술의 모터 제어가 종료하여 전동모터(10)에 의한 주량 주행이 정지된다. 또 키이오프시에 엔진 작동중이면 키이오프와 동시에 상술의 엔진 제어가 종료하므로 엔진이 구동 정지된다.
또한, 엔진(40)에 의해 구동되는 발전기(30)가 발행하는 발전 전력이외의 외부로부터 공급되는 전력으로 밧데리 충전을 행하는 경우에 있어서도 발전 전력에 의한 밧데리 충전을 행하는 상술의 경우와 같이 제2밧데리(70)의 충전이 제1밧데리(20)의 충전에 우선하여 행해진다.
이하 본 발명의 제3실시예에 의한 하이브리드 차의 운전 방법을 설명한다.
본 발명의 방법의 주 특징은 차량의 주행 동작 정지후에도 밧데리 충전을 가능하게 한 점이다. 이와 관련하여 본 실시예의 방법이 적용되는 하이브리드 차에는 제9도에 도시한 바와 같이 엔진 정지 스위치(80) 및 경보 램프(90)가 설치되어 경보 램프(90)에 의해 차량 주행 종료후에 있어서 밧데리 충전을 위한 엔진(40)을 운전중인 것을 운전자에 알리도록 되어 있다. 스위치(80) 및 램프(90)는 제어기(60)에 접속되어 있다. 제9도의 하이브리드 차는 그외의 점에서는 제1도에 도시한 하이브리드 차와 동일하게 구성되어 있다. 따라서 하이브리드 차의 구성설명 및 작용설명을 일부 생략한다.
이하 제어기(60)에 의한 전동모터(10), 내연기관(40) 및 배기가스 정화 장치(42)의 작동 제어를 설명한다.
본 실시예의 제어는 제2도에 도시한 것과 유사한 메인루틴(제10도) 및 제3도에 도시한 주행 제어 서브루틴에 따라서 제1실시예의 것과 기본적으로 동일하게 실시된다. 단, 제10도의 메인 서브루틴은 제2도의 것과 비교하여 엔진 정지 스텝 S4를 제외함과 동시에 제2도의 키이오프시 처치 스텝 S6에 대신하여 키이오프 서브루틴 S305를 실행하는 점이 다르며, 또 제11도에 도시한 바와 같이 엔진제어 서브루틴 S310의 제4도의 것과 상위하다. 따라서 키이오프 서브루틴 S305 및 엔진제어 서브루틴 S310에 대해 주로 설명한다.
제10도의 메인루틴에 있어서, 키이온시 처치 스텝 S310 및 주행 제어 서브루틴 S302에 이어 스텝 S303에 있어서 밧데리(20)의 축전량이 소정의 축전량 보다도 작지 않다고 판별하면 제어기(60)의 프로세서는 시동키이가 오프되었는지의 여부를 또한 판별하고(스텝 S304), 이 판별의 결과가 부정이면 주행 제어 서브루틴(스텝 S302)으로 돌아간다. 한편 시동키이가 오프되었다고 판별하면 프로세서는 후에 상술하는 키이오프 서브루틴을 실행하고(스텝 S305), 메인루틴을 종료한다.
그후의 차량주행중에 밧데리 축전량이 소정의 축전량을 하회하고 있다고 판별하면 프로세서는 촉매가열 히터로의 통전을 지시하는 제7 신호 및 엔진의 정지를 지시하는 엔진제어 신호를 순차 송출한다(스텝 S307, S308). 이 결과 촉매가 가열되어 또 내연기관(40)이 작동 정지 상태로 된다. 다음에 스텝 S304에 있어서 키이오프 조작이 행해지지 않았다고 판별되면 상기 스텝 S2로 돌아간다.
그후 촉매 온도가 소정 온도에 달했다고 스텝 S306에서 판별하면 프로세서는 촉매가열 히터로의 통전의 정지를 지시하는 제어 신호를 송출하고(스텝 S309), 이어서 엔진 제어 서브루틴을 실행한다(스텝 S310).
제11도를 참조하면 엔진제어 서브루틴의 스텝 S411에 있어서 내연기관(40)이 작동중이 아니라고 판별하면 프로세서는 제8도의 스텝 S212에 대응하는 스텝 S412에 있어서 엔진 시동시의 각종 제어를 행하고 이어서 엔진 시동을 지시하는 전류 제어 장치 제어 신호를 송출하고(스텝 S413), 이에 의해 엔진(40)에 의한 발전기(30)가 구동되어 발전기(30)에 의한 발전이 개시된다.
이 상태로 하여 금회의 엔진제어 서브루틴을 종료한 후 시동키이가 오프되었다고 메인루틴의 스텝 S304에서 판별되면 키이오프 서브루틴(스텝 S305)이 실행된다. 한편 시동 키이가 오프되지 않았다고 스텝 S304에서 판별되면 주행 제어 서브루틴에 있어서 내연기관(40)을 이미 시동시켰으므로 엔진제어 서브루틴(스텝 S310)의 스텝 S411에 있어서 엔진 작동중이라고 판별된다.
이 경우 제어기(60)의 프로세서는 현재의 스로틀 밸브 θTH가 스로틀 밸브 개도 θTRG를 상회하였는가의 여부를 판별하고(스텝 S414). 이 판별의 결과에 따라서 스로틀 밸브의 개방 방향 구동 혹은 폐방향 구동을 지시하는 엔진제어 신호를 송출하고(스텝 S415, S416), 이에 의해 스로틀 밸브 개도가 목표 개도 θTRG로 제어된다. 예를들면 목표 개도 θTRG는 회전수가 약 3000rpm의 운전 효율이 양호한 영역으로 엔진(40)을 운전할 수 있도록 한 값으로 설정되어 있다. 그래서, 상기 스텝 S415 또는 416에 이어 스텝 S417에 있어서 점화시기 제어, 연료분사 제어 등을 포함한 통상의 엔진제어가 행해진다.
엔진제어 서브루틴이 종료하여 메인루틴으로 돌아가면 이미 설명한 바와 같이 메인루틴의 스텝 S304에서의 판별 결과에 따라서 키이오프 서브루틴(스텝 S305) 또는 주행 제어 서브루틴(스텝 S302)으로 이행한다.
제12도에 상세히 나타내는 키이오프 서브루틴에 있어서, 프로세서는 밧데리(20)의 축전량이 소정 축전량보다 작은가의 여부를 먼저 판별한다(스텝 S501). 이 판별의 결과가 부정 측 밧데리 충전이 불필요이면 내연기관(40)의 정지를 지시하는 내연기관 제어 신호를 엔진 구동기에 송출함과 동시에 엔진운전 타이머 플러그 F시간을 차량의 작동 정지후의 엔진운전 시간을 계시하고 있지 않는 것을 나타내는 값 0으로 재설정한다(스텝 S502). 이 결과 내연기관(40)이 작동 정지중이면 엔진 정지 상태로 유지되고 엔진(40)이 작동중이면 엔진 작동이 정지된다. 또한 프로세서는 백업 메모리의 제어 데이타의 기재, 하이브리드 차의 상기 각종 구성요소의 작동 상태의 체크등을 포함 키이오프시의 처치를 실행하고(스탭 S503), 이에의해 키이오프 서브루틴을 종료한다.
한편 스텝 S501에서의 판별 결과가 긍정 즉, 밧데리 충전을 요하는 경우 프로세서는 엔진 정지 스위치(80)의 온-오프 상태를 검출하여 이 스위치가 온되어 있는가의 여부를 판별한다(스텝 S504). 스위치(80)가 온됨에 따라서 긴급사태 등의 어떠한 이유로 운전자가 차량의 작동 정지후의 엔진 운전을 저지하는 경우에 밧데리 충전을 요한하도 스텝 S501에서 판별될때에도 엔진운전의 개시 또는 속행을 강제적으로 정지함과 동시에 키이오프시의 처치를 실행하여(스텝 S502 및 S503), 키이오프 서브루틴을 종료한다.
스텝 S501로 밧데리 충전을 요한하도 판별한후에 스텝 S504에서 엔진 정지스위치(80)가 오프되었다고 판별하면 프로세서는 엔진운전 타이머 램프 F시간이 차량의 정지후의 엔진운전 시간을 계시하고 있는 것을 나타내는 값 1 인가의 여부를 또한 판별한다(스텝 S505). 키이오프 서브루틴의 실행 직후는 플러그 F시간은 값 0으로 재설정되어 있으므로 스텝 S505에서의 판별 결과는 부정으로 된다. 이 경우, 프로세서는 플러그 F시간을 값 1로 설정함과 동시에 차량의 작동 정지시로부터의 엔진운전 시간을 계산하기 위한 엔진운전 타이머 T를 설정하여 시동시키고(스텝 S506), 이어서 타이머 T가 차량의 작동 정지후의 엔진운전의 소정시간 TSET에 도달 했는가의 여부를 판별한다(스텝 S507).
엔진운전 타이머 T를 재설정한 직후는 소정 타이머 시간 TSET에 달하지 않으므로 스텝 S507에서의 판별 결과는 부정으로 된다. 거기에서 프로세서는 경보 출력을 경보 램프(90)에 송출하여 경보 램프(90)를 점등시켜 차량이 작동정지 후의 엔진운전이 차량 고장등에 의한 것이 아닌 것을 운전자에게 고지한다(스텝 S508). 다음에 프로세서는 제11도에 도시한 엔진제어 서브루틴과 동일의 엔진제어 서브루틴을 실행하고(스텝 S509), 이에 의해 엔진(40)의 운전이 개시되어 밧데리(20)의 충전이 개새된다.
그후 상기 일련의 스텝 S501, S504, S505 및 S507 내지 S509가 반복 실행되어 엔진운전에 의한 밧데리 충전이 속행된다. 그래서 스텝 S501에 있어서 소정 밧데리 축전량에 달했다고 판별하거나 스텝 S507에 있어서 소정 타이머 시간 TSET에 달했다고 판별하면 엔진운전의 속행을 정지한다. 동시에 키이오프시의 처치를 실행하여(스텝 S502 및 S503), 키이오프 서브루틴을 종료한다. 또한 소정 밧데리 축전량에 도달하기 이전 혹은 소정 타이머 시간 TSET에 도달하는 이전에 엔진 정지 스위치(80)가 온되면 엔진운전이 강제적으로 정지되어 밧데리 충전이 정지된다(스텝 S502).
상술의 제어기(60)에 의한 하이브리드 차의 각종 구성 요소의 작동 제어를 요약하면 시동키이 온 조작에 따라서 전동 모터(10)로의 통전량의 연산 및 모터 통전량의 제어가 개시된 후에 이 모터 제어가 주기적으로 행해진다. 이에 의해 전동모터(10)를 구동원으로 하는 하이브리드 차가 주행된다. 차량주행중, 차량주행용의 밧데리(20)의 축전량이 부족하지 않으면 발전기(30)를 구동하기 위한 내연기관(40)이 작동 정지 되어 이에 의해 불필요한 배기가스의 배출이 방지된다. 한편 밧데리(20)의 축전량에 부족을 초래할 염려가 있다면 엔진(40)을 시동시키고, 이에 의해 발전기(30)에서 전력을 발생시켜 발생 전력으로 밧데리(20)를 충전한다. 단 엔진 시동시에 촉매온도를 체크하고, 촉매가 활성화되어 도달하는 촉매온도에 달하지 않으면 촉매가열 히터로 통전하여 촉매를 가열한다. 그후 시동키이가 오프되면 상술의 모터 제어가 종료하여 전동모터(10)에 의한 차량 주행이 정지됨과 동시에 키이오프 서브루틴에 있어서 밧데리 축전량이 소정 축전량보다도 작은가의 여부가 판별된다. 소정 밧데리 축전량에 달하지 않으면 소정 밧데리 축전량까지 밧데리 충전이 행해져 밧데리 충전이 확실하게 행해진다. 이러한 밧데리 충전이 차량 주행이 종료한때에 필요에 따라서 행해지므로 다음의 차량 주행 개시시에 밧데리(20)만으로의 전력 공급으로 차량 주행이 가능하게 된다. 또 밧데리 축전량을 필요에 따라 유지할 수 있으므로 차량의 동력 성능이 향상하고 또 차량의 항속거리가 증대한다. 또한 밧데리 충전을 위한 엔진운전은 소정시간 대로 행해진다. 또 시동키이와는 별도로 설치한 엔진 정지 스위치를 운전자가 오프조작하면 차량주행 종료후의 밧데리 충전의 개시 혹은 속행이 강제로 저지된다.
본 발명은 상기 실시예에 한전되지 않고 여러가지로 변형가능하다.
예를들면 제1실시예에서는 수온계 출력이 소정값에 달했을 때에 엔진(40)의 아이들링운전의 종료를 판별하도록 하였지만 수온계에 대신해서 유온계를 사용해도 좋다. 더우기 엔진의 아이들링운전의 개시시점으로부터의 경과 시간을 계시하고, 소정 시간이 경과한때에 아이들링운전의 종료를 판별하여도 좋다.
또한 제2실시예에서는 시동키이가 온되었을때에 개시 되는 메인루틴에 있어서 차량주행용 밧데리의 충전을 요한하도 판별되었을 때에만 촉매가열 히터용 밧데리의 충전의 요부를 판별하도록 하였지만, 메인루틴에 있어서 히터용 밧데리의 충전의 요부를 주기적으로 판별하여도 좋다.
더우기 제3실시예에서는 차량 주행 종료후에 있어서 밧데리 충전을 위해 엔진운전을 고지할 경보램프를 점등 시키도록 하였지만 이에 대신해서 예를들면 경보부저를 울려도 좋다.

Claims (7)

  1. 차량 구동용의 전동모터와 상기 전동모터에 전력을 공급하기 위한 밧데리와 상기 밧데리를 충전하기 위한 발전기와, 상기 전동모터로부터 구동적으로 이격되어 상기 발전기를 구동하기 위한 내연기관과, 상기 내연기관의 시동 장치와, 배기가스 정화 장치를 구비하는 하이브리드 차의 운전 방법에 있어서, 상기 내연기관의 구동의 필요 여부를 제어기에 의해 판별하는 단계와, 상기 배기가스 정화 장치의 배기 정화용 촉매의 온도를 촉매온도 검출 장치에 의해 검출하는 단계와, 상기 검출된 촉매온도가 소정값보다도 낮은가의 여부를 판별하는 단계를 구비하고, 상기 엔진 구동요구가 있다고 판별됨과 동시에 상기 촉매 온도가 상기 소정값 보다도 낮다고 판별된때에 상기 제어기의 제어하에서 상기 내연기관을 정지 상태로 하는 단계와, 상기 촉매를 가열하기 위해 전열식 히터로 통전하여 이 히터를 가열하는 단계와, 상기 촉매온도가 상기 소정값 보다도 높게된때에 상기 내연기관을 상기 엔진 시동 장치에 의해 시동하는 단계를 순차 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 운전방법.
  2. 차량 구동용의 전동모터와, 상기 전동모터에 전력을 공급하기 위한 차량 주행용 밧데리와, 상기 차량 주행용 밧데리를 충전하기 위한 발전기와, 상기 전동모터로부터 구동적으로 이격되어 상기 발전기를 구동하기 위한 내연기관과 상기 내연기관의 시동 장치와 배기가스 정화 장치를 구비하는 하이브리드 차의 운전 방법에 있어서, 상기 내연기관의 구동의 필요 여부를 제어기에 의해 판별하는 단계와, 상기 배기가스 정화 장치의 배기 정화용 촉매의 온도를 촉매 온도 검출 장치에 의해 검출하는 단계와, 상기 검출된 촉매온도가 소정값 보다도 낮은가의 여부를 판별하는 단계를 구비하고, 상기 엔진 구동요구가 있다고 판별됨과 동시에 상기 촉매 온도가 상기 소정값보다도 낮다고 판별된때에, 상기 제어기의 제어하에서 상기 내연기관을 정지 상태로 하는 단계와, 상기 촉매를 가열하기 위해 전열식 히터로 히터용 밧데리로부터 전력을 공급하여 이 히터를 가열하는 단계와, 상기 촉매 온도가 상기 소정값 보다도 높게 된때에 내연기관을 상기 엔진 시동 장치에 의해 시동하는 단계를 순차 실행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 운전방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 내연기관의 아이들링이 종료했는가의 여부를 판별하는 단계도 구비하고, 상기 내연기관의 아이들링이 완료했다고 판별된때에 상기 발전기를 거쳐서 상기 내연기관에 의해 발전을 개시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 운전방법.
  4. 제1항에 있어서, 밧데리 충전량을 검출하는 단계도 구비하고, 차량의 정지시에 상기 밧데리 충전량이 소정값보다도 낮은 때에 상기 제어기의 제어하에서 밧데리 충전을 위해 상기 내연기관에 의해 발전을 계속하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 운전방법.
  5. 제4항에 있어서, 차량의 정지후 상기 밧데리 충전을 위해 상기 내연기관에 의해 발전을 계속하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 운전방법.
  6. 제4도에 있어서, 차량의 정지후 소정시간에 밧데리 충전을 위해 상기 내연기관에 의해 발전을 계속하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 운전방법.
  7. 제4항에 있어서, 차량의 정지후 밧데리 충전을 위해 상기 내연기관에 의해 발전이 계속하고 있는 사이에 상기 내연기관의 구동을 상기 제어기의 제어하에서 고지하는 것을 특징으로 하는 히이브리드 차의 운전방법.
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