JP2001207886A - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関の効率を下げることなく、内燃機関の
出力を低下できるようにする。 【解決手段】アクセルペダルセンサ１４によるアクセル
ペダルの踏み込み量及び車速センサ１５による車速に基
づき、ＶＣＵ１２によりガソリンエンジン１に要求され
る要求出力値を算出し、算出した要求出力値が予め定め
られた設定値よりも低いときには、ＶＣＵ１２により、
点火時期制御用センサ１６の出力信号に基づいて検出さ
れるガソリンエンジン１の特定の気筒の点火時期に合わ
せてこの特定の気筒の点火を休止する同時に、この気筒
の点火により発生すべきトルクをモータジェネレータに
より補うべくモータジェネレータを駆動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動力源として内
燃機関及び走行モータを搭載し、走行状態に応じて内燃
機関と走行モータとを切り換えて、若しくは内燃機関と
走行モータとを併用して走行するハイブリッド自動車の
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境保護の意識が世界的な規
模で高まりを見せる中、自動車の排出ガス中の二酸化炭
素量を低減するための具体策として、ガソリンエンジン
及びモータを組み合わせた低公害車の実用車であるハイ
ブリッド自動車が提案され、具体的には、例えば特開平
９−１１７０１０号公報や特開平１０−２３８３８１号
公報等に記載のものが提案されている。

【０００３】この種のハイブリッド自動車は大きく分け
ると、エンジンを駆動することにより発生された回転を
発電機に伝達してこれを駆動し、この発電機により得ら
れる電力をバッテリに供給して充電し、更にこのバッテ
リの電力により駆動モータを駆動するようにしたシリー
ズ（直列）方式のものと、エンジン及びモータの両方で
車両を駆動するパラレル（並列）方式のものとがある。

【０００４】ところで、パラレル方式のハイブリッド自
動車の場合、モータとガソリンエンジンとを切り換えて
動力源としているが、このときのモータとガソリンエン
ジンの切り換えは、従来、例えば車速センサによる自車
速やドライバによるアクセルペダルの踏み込み量、ブレ
ーキペダルのオン、オフ等に基づいて行われている。

【０００５】そして、ガソリンエンジンの熱効率を高く
するために、ＣＶＴ(ContinuouslyVariable Transmissi
on／無段変速機)等の可変変速機構を用いて、図４のエ
ンジン最良燃費曲線図に示す最良燃費曲線に沿って駆動
するように制御される。尚、図４中の各漸近線は、（エ
ンジン回転数×エンジントルク）で表される等出力曲線
である。

【０００６】このとき、内燃機関であるガソリンエンジ
ンに要求される要求出力値が、アクセルペダルの踏み込
み量及び自車速等に基づいて導出され、導出された要求
出力値に対応するガソリンエンジンの回転数が導出さ
れ、図４に示すように、その導出された回転数を目標始
動回転数としてガソリンエンジンの制御が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ガソリンエン
ジンにより走行する場合において、例えば一定速度で走
行するように、走行に要する出力が低いときにはエンジ
ン出力を下げなければならないが、その際にスロットル
バルブを絞ることによってエンジン出力を下げると、エ
ンジンの効率が低下してしまうという問題がある。

【０００８】また、モータとのガソリンエンジンとの併
用によるハイブリッド走行を行い、一定速度で走行する
ようなエンジン出力が低い領域ではモータにより走行す
るとしても、バッテリ容量が残り少ない場合には、その
ような定速走行であってもエンジン出力のみに依存せざ
るを得ないことになる。

【０００９】そこで、本発明は、内燃機関の効率を下げ
ることなく、内燃機関の出力を低下できるようにするこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明にかかるハイブリッド自動車の制御装置
は、動力源として内燃機関及び走行モータを搭載し、走
行状態に応じて前記内燃機関と前記走行モータとを切り
換えて、若しくは前記内燃機関と前記走行モータとを併
用して走行するハイブリッド自動車の制御装置におい
て、前記内燃機関に要求される要求出力値が予め設定さ
れた設定値よりも低いときに、前記内燃機関の一部の気
筒を休止すると共に、前記内燃機関のクランク軸の回転
角度に応じて前記休止された気筒が発生すべきトルクを
前記走行モータにより補うべく前記走行モータを制御す
ることを特徴としている。

【００１１】このような構成によれば、内燃機関に要求
される要求出力値が設定値よりも低いときに、１つの気
筒の点火を休止するため、スロットル開度は絞らずに内
燃機関の出力を抑制できて低出力状態を維持でき、しか
も内燃機関の効率の低下を防止できる。

【００１２】更に、休止した気筒により発生すべきトル
クを走行モータにより発生することで、トルクの不足分
を補うことができ、このとき１つの気筒の休止により生
じる振動の位相と逆位相に走行モータのトルクを発生す
ることで、不要な振動の発生を防止することができる。

【００１３】また、本発明にかかる本発明にかかるハイ
ブリッド自動車の制御装置は、前記内燃機関にトルクを
付与して駆動力をアシストし、或いは前記内燃機関に駆
動されて発電機として作動するモータジェネレータを搭
載し、前記内燃機関に要求される要求出力値が予め設定
された設定値よりも低いときに、前記内燃機関の一部の
気筒を休止すると共に、前記内燃機関のクランク軸の回
転角度に応じて前記休止された気筒が発生すべきトルク
を前記モータジェネレータにより補うべく前記モータジ
ェネレータを制御することを特徴としている。

【００１４】このような構成によれば、内燃機関に要求
される要求出力値が設定値よりも低いときに、内燃機関
を低出力状態に維持できると共に、内燃機関の効率の低
下を防止でき、しかも休止した気筒により発生すべきト
ルクをモータジェネレータにより補うと同時に、不要な
振動の発生を防止することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態について図
１ないし図３を参照して説明する。但し、図１は全体の
概略構成図、図２は一部の概略構成図、図３は動作説明
図である。

【００１６】図１に示すように、動力源としての内燃機
関である３気筒のガソリンエンジン１及び交流モータ２
が遊星ギヤユニット３を介して結合されると共にモータ
２の駆動用バッテリ４に充電電流を供給する発電機５が
遊星ギヤユニット３を介してガソリンエンジン１に結合
されている。

【００１７】このとき、図２に示すように、遊星ギヤユ
ニット３はリングギヤ３１と、このリングギヤ３１の内
側に配置されたサンギヤ３２と、リングギヤ３１及びサ
ンギヤ３２の双方に噛合してサンギヤ３２の外周をリン
グギヤ３１の内周に沿って回る複数個のプラネタリギヤ
３３とにより構成されている。

【００１８】そして、図２に示すように、各プラネタリ
ギヤ３３とガソリンエンジン１の出力軸とが一体となっ
て回転するように連結され、サンギヤ３２と発電機５の
回転軸とが同軸に連結され、リングギヤ３１と一体的に
回転する伝達ギヤ３５の回転がこれに噛合したカウンタ
ギヤ３６に伝達され、カウンタギヤ３６の回転がデフギ
ヤ３７を介して車輪Ｗ（前輪）に伝えられる。また、モ
ータ２の回転軸の回転もカウンタギヤ３６に伝達され、
カウンタギヤ３６及びデフギヤ３７を介してモータ２の
回転が車輪Ｗに伝えられるようになっている。

【００１９】更に、図１に示すように、バッテリ４の直
流出力は、インバータ等から成るモータ制御部８により
交流に変換されて走行モータ２に供給され、発電機５に
よる交流発電出力は、ダイオード等の整流回路から成る
発電機制御部９により直流に変換され、このようにして
バッテリ４に充電電流が供給されて充電が行われる。こ
のとき、発電機制御部９により発電機５の回転数が可変
制御されて充電電流の調整が行われる。尚、バッテリ４
の出力電圧である２８８Ｖ程度の高電圧が、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ１０により１２Ｖの低電圧に変換されて各部
に供給される。

【００２０】また、図１には示されていないが、ガソリ
ンエンジン１にトルクを付与してアシストし、或いはガ
ソリンエンジン１により駆動されて発電機として作動す
るモータジェネレータが設けられている。

【００２１】そして、図１に示すように、車両統括制御
装置（以下、ＶＣＵと称する）１２が設けられ、このＶ
ＣＵ１２により、モータ制御部８、発電機制御部９や電
子スロットル１３を始め、各部の制御が行われる。具体
的には、アクセルペダルセンサ１４からのアクセルペダ
ルの踏み込み量に応じた出力信号、及び車速センサ１５
からの車速に応じた出力信号がＶＣＵ１２に入力され、
ＶＣＵ１２により、アクセルペダルの踏み込み量及び車
速の検出が行われる。

【００２２】更に、ＶＣＵ１２は、ガソリンエンジン１
の点火時期制御及び燃料噴射制御に使用される点火時期
制御用センサ１６からクランク軸（或いはカムシャフ
ト）の所定の回転角で発生される制御パルス信号を取り
込んで、ガソリンエンジン１の各気筒の点火時期を検出
し、検出した点火時期のタイミング（３気筒の場合、２
４０゜毎）でガソリンエンジン１の各気筒を順次点火、
爆発させるべく点火制御を行う。

【００２３】そして、ＶＣＵ１２によりガソリンエンジ
ン１の制御を行う場合、アクセルペダルセンサ１４によ
るアクセルペダルの踏み込み量及び車速センサ１５によ
る車速に基づき、ガソリンエンジン１に要求される要求
出力値（ｋＷ）がＶＣＵ１２により算出され、算出され
た要求出力値に基づいて定められる要求回転数を目標始
動回転数としてガソリンエンジン１が制御される。

【００２４】ところが、算出されたガソリンエンジン１
の要求出力値が予め定められた設定値よりも低く、図４
中に１点鎖線で示すように最良燃費曲線を大きく外れて
エンジン効率の非常に悪い領域で運転するようなときに
は、ガソリンエンジン１を３気筒とすると、ＶＣＵ１２
により、図３（ａ）に示すように、点火時期制御用セン
サ１６の出力信号に基づいて検出されるガソリンエンジ
ン１の特定の気筒（例えば、第２番目の気筒）の点火時
期に合わせて、第２番目の気筒への燃料供給を遮断して
この気筒の点火を休止する。

【００２５】このように、ＶＣＵ１２により、第２番目
の気筒を休止するのと同時に、図３（ｂ）に示すような
７２０゜毎のタイミングで、図３（ｃ）に示すように第
２番目の気筒が本来発生すべきガス圧トルク分を上記し
たモータジェネレータにより補うべく、モータジェネレ
ータを駆動制御する。但し、図３中の〜は第１〜第
３番目の気筒を表わす。

【００２６】従って、車両が一定速度で走行するよう
に、ガソリンエンジン１に要求される要求出力値が設定
値よりも低くガソリンエンジン１の効率を改善する必要
があるときに、ガソリンエンジン１の特定の気筒の点火
を休止することにより、ガソリンエンジン１の出力を抑
制することができ、ガソリンエンジン１の低出力状態を
維持できると共に、ガソリンエンジン１の効率の低下を
防止できる。

【００２７】このように、上記した実施形態によれば、
スロットル開度を絞ることなく、ガソリンエンジン１を
高効率に維持したまま低出力状態を維持することがで
き、ガソリンエンジン１の燃費をいっそう改善できる。

【００２８】更に、休止した気筒により発生すべきトル
クをこのモータジェネレータにより補うことができ、こ
のときガソリンエンジン１の１つの気筒の休止により生
じる振動の位相と逆位相にモータジェネレータのトルク
を発生すれば、不要な振動の発生を防止することができ
る。

【００２９】なお、上記した実施形態では、休止した気
筒により発生すべきトルクの不足分をモータジェネレー
タにより補うようにした場合について説明したが、ガソ
リンエンジン１の出力軸と走行モータ２とが同軸上に配
設されている場合には、休止した気筒により発生すべき
トルクの不足分を走行モータ２により補うようにしても
よいのは勿論である。

【００３０】更に、上記した実施形態では、点火休止す
るガソリンエンジン１の気筒を第２番目の気筒として説
明したが、特に第２番目の気筒に限るものでないのはい
うまでもない。

【００３１】また、上記した実施形態では、本発明を３
気筒のガソリンエンジン１に適用した場合について説明
したが、特に３気筒のガソリンエンジンに限定されるも
のではなく、４気筒、６気筒等のガソリンエンジンであ
っても本発明を同様に適用できて、上記した実施形態と
同等の効果を得ることが可能である。

【００３２】更に、上記した実施形態では、内燃機関を
ガソリンエンジンとして説明したが、内燃機関はガソリ
ンエンジンに限定されるものではなく、その他の内燃機
関であってもよいのは勿論である。

【００３３】また、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関に要求される要求出力値が設定値より
も低いときに、１つの気筒の点火を休止するため、スロ
ットル開度は絞らずに内燃機関の出力を抑制できて低出
力状態を維持でき、しかも内燃機関の効率の低下を防止
できる。

【００３５】従って、ハイブリッド自動車が、定速走行
のように内燃機関の出力の低い状態で走行するときに、
バッテリの残量が少なく内燃機関のみによる走行を行う
必要がある場合でも、内燃機関を高効率状態に維持する
ことができ、燃料消費をいっそう低減することが可能に
なる。

【００３６】更に、休止した気筒により発生すべきトル
クを走行モータにより発生するため、トルクの不足分を
補うことができ、このとき１つの気筒の休止により生じ
る振動の位相と逆位相に走行モータのトルクを発生する
ことで、不要な振動の発生を防止することが可能にな
る。

【００３７】また、請求項２に記載の発明によれば、内
燃機関を高効率のまま低出力状態を維持することがで
き、しかも１つの気筒の休止により生じる振動の位相と
逆位相にトルクを発生することで、不要な振動の発生を
防止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の全体構成を示す概略図
である。

【図２】この発明の一実施形態の一部の概略図である。

【図３】この発明の一実施形態の動作説明図である。

【図４】従来例の動作説明図である。

【符号の説明】

１ ガソリンエンジン（内燃機関） ２ 走行モータ ３ 遊星ギヤユニット ４ バッテリ ５ 発電機 １２ ＶＣＵ（制御部） １４ アクセルペダルセンサ １５ 車速センサ １６ 点火時期制御用センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 稔 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 道岡 力 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 山口 和行 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 栗本 隆志 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA07 AA16 BA19 DA06 DA07 DB05 EA08 EA12 EB00 FA11 5H115 PG04 PI16 PI24 PI29 PU08 PU25 PV09 RE05 RE13 RE20 SE05 TB01 TO21

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力源として内燃機関及び走行モータを
   搭載し、走行状態に応じて前記内燃機関と前記走行モー
   タとを切り換えて、若しくは前記内燃機関と前記走行モ
   ータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装
   置において、 前記内燃機関に要求される要求出力値が予め設定された
   設定値よりも低いときに、前記内燃機関の一部の気筒を
   休止すると共に、前記内燃機関のクランク軸の回転角度
   に応じて前記休止された気筒が発生すべきトルクを前記
   走行モータにより補うべく前記走行モータを制御するこ
   とを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
2. 【請求項２】 動力源として内燃機関及び走行モータを
   搭載し、走行状態に応じて前記内燃機関と前記走行モー
   タとを切り換えて、若しくは前記内燃機関と前記走行モ
   ータとを併用して走行するハイブリッド自動車の制御装
   置において、 前記内燃機関にトルクを付与して駆動力をアシストし、
   或いは前記内燃機関に駆動されて発電機として作動する
   モータジェネレータを搭載し、 前記内燃機関に要求される要求出力値が予め設定された
   設定値よりも低いときに、前記内燃機関の一部の気筒を
   休止すると共に、前記内燃機関のクランク軸の回転角度
   に応じて前記休止された気筒が発生すべきトルクを前記
   モータジェネレータにより補うべく前記モータジェネレ
   ータを制御することを特徴とするハイブリッド自動車の
   制御装置。