JP2006233760A - ハイブリッド型車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド型車両において，モータ駆動手段の作動からエンジン駆動手段の作動に切り換わる直前にあることを運転者に認識させ，運転者がモータ駆動手段の作動条件を維持することによりモータ駆動手段の作動状態の続行を可能にする。
【解決手段】電動モータ１９による走行を可能にするモータ駆動手段７０と，エンジン１５による走行を可能にするエンジン駆動手段７１と，スロットルセンサ７３と，該センサ７３の検知信号θに対応してモータ駆動手段７０及びエンジン駆動手段７１の各作動領域Ｍ，Ｅを決定するモードマップ７４を設けた駆動切換制御手段７２とを備えた，ハイブリッド型車両の制御装置において，モードマップ７４に，モータ駆動手段７０の作動領域Ｍ中，エンジン駆動手段７１の作動領域Ｅに隣接する臨界領域Ｍａを設け，モータ駆動手段７０が臨界領域Ｍａで作動していることを運転者に知らせる通報手段３５ａを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は，電動モータの出力による走行を可能にするモータ駆動手段と，エンジンの出力による走行を可能にするエンジン駆動手段と，エンジンのスロットル弁の開度を検知するスロットルセンサと，スロットルセンサの検知信号に対応してモータ駆動手段及びエンジン駆動手段の各作動領域を決定するモードマップを設けた駆動切換制御手段とを備えた，ハイブリッド型車両の制御装置の改良に関する。

かゝるハイブリッド型車両の制御装置は，下記特許文献１に開示されるように，既に知られている。
特開２０００−３２０３６４号公報

従来のかゝるハイブリッド型車両の制御装置では，モータ駆動手段の作動時，即ちモータ走行モードのとき，一定の条件が成立すると，予告無く自動的にエンジン駆動手段の作動に切り換えられ，エンジン走行モードとなってしまうので，積極的にモータ駆動手段の作動状態を保持してモータ走行モードを続行させるべき運転操作を行うことはできない。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，モータ駆動手段の作動からエンジン駆動手段の作動に切り換わる直前にあるときは，その状態を運転者に認識させ，そして運転者はモータ駆動手段の作動条件を維持することによりモータ駆動手段の作動状態を保持して，モータ走行モードの続行を可能にする，前記ハイブリッド型車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，電動モータの出力による走行を可能にするモータ駆動手段と，エンジンの出力による走行を可能にするエンジン駆動手段と，エンジンのスロットル弁の開度を検知するスロットルセンサと，スロットルセンサの検知信号に対応してモータ駆動手段及びエンジン駆動手段の各作動領域を決定するモードマップを設けた駆動切換制御手段とを備えた，ハイブリッド型車両の制御装置において，前記モードマップに，モータ駆動手段の作動領域中，エンジン駆動手段の作動領域に隣接する臨界領域を設け，モータ駆動手段がその臨界領域で作動していることを運転者に知らせる通報手段を備えることを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記モードマップを，スロットルセンサの検知信号の他に，その検知信号から演算したスロットル弁開き速度を加味してモータ駆動手段及びエンジン駆動手段の各作動領域を決定するように構成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，駆動切換制御手段が，バッテリの残容量を検知し，その残容量がモータ駆動手段の作動を可能にする下限値に近接したと判断したとき，その旨を前記通報手段により運転者に知らせることを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第３の特徴に加えて，モータ駆動手段の作動時でも，駆動切換制御手段が，バッテリの残容量がモータ駆動手段の作動を可能にする下限値を下回ったと判断したときは，自動的にエンジン駆動手段の作動に切り換えるよう，駆動切換制御手段を構成したことを第４の特徴とする。

尚，前記通報手段は，後述する本発明の実施例中の表示部３５ａに対応する。

本発明の第１の特徴によれば，モータ駆動手段の作動が，エンジン駆動手段の作動に切り換わる直前の臨界領域に入ると，その旨が通報手段を介して運転者に知らされるから，運転者はその状態を認識することができる。そこで運転者は，その認識に基づいて，少なくともそのときのスロットル弁の開度を維持すれば，モータ駆動手段の作動を保持してモータ走行モードを続行させることができる。

また本発明の第２の特徴によれば，スロットルセンサの検知信号の他に，その検知信号から演算したスロットル弁開き速度を加味してモータ駆動手段及びエンジン駆動手段の各作動領域を決定するので，モータ駆動手段及びエンジン駆動手段の作動の切り換えに，運転者の意志を反映させることができる。

さらに本発明の第３の特徴によれば，バッテリの残容量がモータ駆動手段の作動を可能にする下限値に近接したとき，その状態を通報手段を介して運転者に認識させることができる。

さらにまた本発明の第４の特徴によれば，モータ駆動手段の作動時でも，バッテリの残容量がモータ駆動手段の作動を可能にする下限値以下になったときは，自動的にエンジン駆動手段の作動に切り換えられるので，バッテリの過放電を抑えて，バッテリが残容量ゼロの状態を未然に防ぐことができる。

以下，本発明の実施の形態を，添付図面に示した本発明の好適な実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施例に係るハイブリッド型自動二輪車の側面図，図２は同自動二輪車のパワーユニットの縦断平面図，図３は同自動二輪車の制御装置の構成ブロック図，図４は図３中の駆動切換制御手段に設けられるモードマップ，図５は同駆動切換制御手段が使用するフローチャート，図６は本発明の第２実施例を示す，図４との対応図である。

先ず図１において，ハイブリッド型に構成されるスクータ型の自動二輪車１の車体フレーム２は，その前端のヘッドパイプ２ａにより，前輪３ｆを支持するフロントフォーク４を操向可能に支持しており，ヘッドパイプ２ａの上方に延出するフロントフォーク４のステアリングステム４ａに操向ハンドル５が連結される。車体フレーム２の後部には，運転者用のシート６を上面に備えたラゲッジボックス７と，このラゲッジボックス７の下方に位置するパワーユニット８とが取り付けられ，このパワーユニット８の後端部には，その出力により駆動される後輪３ｒが軸支される。

パワーユニット８は，その前端部を車体フレーム２に支持する枢軸１０周りに上下揺動が可能であり，その揺動を緩衝するリアクッション１１が車体フレーム２とパワーユニット８の後端部との間に取り付けられる。また車体フレーム２には，前部にバッテリ１２，中間部に燃料タンク１３が取り付けられる。

図２に示すように，上記パワーユニット８は，水冷単気筒の４サイクル式エンジン１５と，このエンジン１５のクランク軸１６に連結されるＶベルト式の無段変速機１７と，クランク軸１６及び無段変速機１７間に介装される発進クラッチ１８と，電動モータ１９と，この電動モータ１９の出力を後輪３ｒに伝達し得る伝動装置２０と，上記無段変速機１７及び伝動装置２０間に介装される一方向クラッチ２１とからなっている。

エンジン１５のクランク軸１６は，その軸線を自動二輪車１の左右方向に向けた状態でクランクケース２５に支承される。クランクケース２５の右端壁外に突出したクランク軸１６の右端部にはアウタロータ２７が固設され，このアウタロータ２７に囲繞されるインナステータ２８がクランクケース２５に固設され，これらアウタロータ２７及びインナステータ２８によりセルダイナモ２６が構成される。このセルダイナモ２６は，エンジン始動の際にはクランク軸１６をクランキングするスタータモータとして機能し，エンジン１５の運転中には発電機能を発揮する。

このセルダイナモ２６よりも外方でクランク軸１６の右端に冷却ファン２９が取り付けられ，この冷却ファン２９をセルダイナモ２６との間に挟む位置にラジエータ３０が配設される。このラジエータ３０は，冷却ファン２９を囲繞するシュラウド３１を介してクランクケース２５に取り付けられる。またラジエータ３０は，シュラウド３１に取り付けられるラジエータカバー３２で覆われるようになっており，このラジエータカバー３２には，冷却ファン２９により外気を冷却風として導入するためのグリル３３がラジエータ３０に対向して接合される。さらにラジエータ３０を冷却し終えた冷却風を外部に排出するための排風口３４が冷却ファン２９の側方でシュラウド３１に設けられる。

無段変速機１７は，クランクケース２５の左端部に連設されて後方に延びるミッションケース４０内に収容される。またミッションケース４０の後部には，後輪３ｒの左側方に隣接するギヤケース４１が連設される。

無段変速機１７は，前記クランク軸１６の，ミッションケース４０に突入した左端部に装着される駆動プーリ４２と，クランク軸１６と平行にミッションケース４０及びギヤケース４１に支承される出力軸４５に装着される従動プーリ４３と，これら駆動プーリ４２及び従動プーリ４３に巻き掛けられるベルト４４とで構成される。

駆動プーリ４２は，発進クラッチ１８を介してクランク軸１６に連結される固定プーリ半体４２ａと，クランク軸１６上で固定プーリ半体４２ａに対して進退し得る可動プーリ半体４２ｂとで構成され，その可動プーリ半体４２ｂの固定プーリ半体４２ａに対する進退により駆動プーリ４２の有効径，即ちベルト巻き掛け半径が調節される。可動プーリ半体４２ｂを固定プーリ半体４２ａに対して進退させる変速用電動モータ４６がミッションケース４０に取り付けられる。

発進クラッチ１８は，クランク軸１６の回転数が所定値以上，例えば３０００ｒｐｍ以上で接続状態となる遠心クラッチで構成される。

従動プーリ４３は，出力軸４５に回転自在に支承される内筒４８と，この内筒４８に軸方向相対摺動可能に嵌合される外筒４９と，内筒４８に固着される可動プーリ半体４３ｂと，この可動プーリ半体４３ｂに対向するようにして外筒４９に固着される固定プーリ半体４３ａと，この両プーリ半体４３ａ，４３ｂ間に設けられて，両プーリ半体４３ａ，４３ｂの相対回転角度に応じて両プーリ半体４３ａ，４３ｂ間にスラストを発生させるトルクカム機構５０と，可動プーリ半体４３ｂを固定プーリ半体４３ａ側に付勢すべく内筒４８及び可動プーリ半体４３ｂ間に縮設されるばね５１とから構成される。

而して，従動プーリ４３の有効径，即ちベルト巻き掛け半径は，トルクカム機構５０で発生するスラスト，ばね５１の軸方向付勢力及びベルト４４の張力のバランスにより決定される。したがって，例えば駆動プーリ４２の有効径が増加すると，従動プーリ４３の有効径が自動的に減少し，変速比（減速比）が無段階に減少することになる。

後輪駆動用の電動モータ１９は，ミッションケース４０に固着されるアウタステータ５５と，出力軸４５にクラッチアウタ５７を介して結合されるインナロータ５６とで構成され，上記クラッチアウタ５７と前記従動プーリ４３の内筒４８に連結したクラッチインナ５８との間に前記一方向クラッチ２１が介装される。この一方向クラッチ２１は，従動プーリ４３の回転を出力軸４５及びインナロータ５６に伝達することができる。したがって，電動モータ１９の作動時によりインナロータ５６が出力軸４５を駆動するときは，インナロータ５６の回転は，一方向クラッチ２１の遮断作用により従動プーリ４３側には伝達しないようになっている。電動モータ１９は，インナロータ５６が従動プーリ４３側から駆動されると発電機能を発揮して前記バッテリ１２に充電するようになっている。

ミッションケース４０及びギヤケース４１には，出力軸４５と平行な車軸６０が回転自在に支承されると共に，出力軸４５の回転を一定の減速比をもって車軸６０に伝達する減速ギヤ列６１がギヤケース４１に配設される。車軸６０の，ギヤケース４１外に突出した右端部に後輪３ｒのハブ６２が結合される。而して，上記出力軸４５，減速ギヤ列６１及び車軸６０により前記伝動装置２０が構成される。また後輪３ｒを挟んで，ミッションケース４０と反対側にはエンジン１５の排気マフラ６３が配設される。

自動二輪車１は，上記エンジン１５及び電動モータ１９による後輪３ｒの駆動を制御する本発明の制御装置を備えており，その制御装置について，図３により説明する。

その制御装置は，モータ駆動手段７０，エンジン駆動手段７１，並びにこれらモータ駆動手段７０及びエンジン駆動手段７１の何れか一方の作動を選択する駆動切換制御手段７２からなっている。モータ駆動手段７０が作動すると，操向ハンドル５のアクセル操作部材（図示せず）の操作量に応じてバッテリ１２の電力を電動モータ１９に供給することにより，電動モータ１９の出力が制御され，自動二輪車１は電動モータ１９の出力により走行するモータ走行モードとなり，またエンジン駆動手段７１が作動すると，セルダイナモ２６によりエンジン１５が始動され，前記アクセル操作部材の操作量に応じてエンジン１５の吸気系２２のスロットル弁２３が開閉されることにより，エンジン１５の出力が制御され，自動二輪車１はエンジン１５の出力により走行するエンジン走行モードとなる。

駆動切換制御手段７２には，エンジン１５のスロットル弁２３の開度を検知するスロットルセンサ７３の検知信号が入力される。また駆動切換制御手段７２には，モータ駆動手段７０及びエンジン駆動手段７１の各作動領域を決定するモードマップ７４が設けられる。

そのモードマップ７４は，図４に示すように，前記スロットルセンサ７３の検知信号から得たスロットル弁開度θを縦軸にとり，そのスロットル弁開度θから演算して得たスロットル弁開き速度ｄθ／ｄｔを横軸にとり，スロットル弁開度θの所定値線ａと，スロットル弁開き速度ｄθ／ｄｔの所定値線ｂとで区画されるされる内側の領域Ｍがモータ駆動手段７０が作動するモータ走行モード領域であり，外側の領域Ｅがエンジン駆動手段７１が作動するエンジン走行モード領域である。そのモータ走行モード領域Ｍには，エンジン走行モード領域Ｅに隣接する所定幅の臨界領域Ｍａが設けられ，モータ駆動手段７０がその臨界領域Ｍａで作動しているときは，駆動切換制御手段７２が，自動二輪車の操向ハンドル５に付設されるメータユニット３５の表示部３５ａに「エンジン走行直前である」旨を文字やマークで表示するようになっている。

また駆動切換制御手段７２は，前記バッテリ１２の残容量を検知し，そして図４に示すフローチャートに従って表示部３５ａ及びエンジン駆動手段７１を制御する。即ち，駆動切換制御手段７２は，ステップ１でバッテリ１２の残容量がモータ駆動手段７０の作動を可能にする下限値手前の一定範囲に入ったと判断したときは，ステップ２に進んで，表示部３５ａに「残容量少」の表示を出す処理を行う。またステップ１でバッテリ１２の残容量が前記下限値手前の一定範囲外にあると判断したときは，ステップ３に進み，こゝでバッテリ１２の残容量が前記下限値以下であると判断したときは，ステップ４でエンジン駆動手段７１を作動する処理を行い，次にステップ５で表示部３５ａに「残容量下限値以下」の表示を出す処理を行う。

次に，この第１実施例の作用について説明する。

いま，駆動切換制御手段７２がモードマップ７４のモータ走行モード領域Ｍを判定すれば，モータ駆動手段７０を作動して電動モータ１９を作動状態にするので，この電動モータ１９の出力が伝動装置２０を介して後輪３ｒに伝達し，これを駆動する。したがって自動二輪車１はモータ走行モードとなる。

このようなモータ走行モードにおいて，スロットル弁開度θの増加又はスロットル弁開き速度ｄθ／ｄｔの増加によりモータ駆動手段７０の作動状態が，エンジン走行モード領域Ｅに隣接する臨界領域Ｍａに入ったと判断したときは，モータ駆動手段７０は表示部３５ａに文字やマークにより「エンジン走行直前である」旨を表示するので，運転者は，その表示を見て，上記状態を認識することができる。したがって，このとき，運転者は，モータ走行モードの続行を望むならば，スロットル弁２３の開度を維持したり，スロットル弁２３の開き速度ｄθ／ｄｔを緩徐にすることにより，モータ駆動手段７０の作動状態を保持することができるので，自動二輪車１のモータ走行モードは続行されることになり，静寂な走行状態を保持することができる。

一方，車両の加速を望むために，スロットル弁開度θ又はスロットル弁開き速度ｄθ／ｄｔを急増させれば，駆動切換制御手段７２は，エンジン走行モード領域Ｅに移ったことを判定して，エンジン駆動手段７１を作動させてエンジン１５を作動状態にし，そのクランク軸１６の出力が無段変速機１７，一方向クラッチ２１及び伝動装置２０を介して後輪３ｒに伝達し，これを駆動する。したがって自動二輪車１はエンジン走行モードとなり，エンジン１５の出力増により自動二輪車１を速やかに加速させることができる。

このように，駆動切換制御手段７２は，スロットルセンサ７３の検知信号から得たスロットル弁開度θと，それから演算して得たスロットル弁開き速度ｄθ／ｄｔに基づいてモータ駆動手段７０及びエンジン駆動手段７１の各作動領域を決定するので，自動二輪車１のモータ走行モード及びエンジン走行モードの切り換えに，運転者の意志を反映させることができる。

モータ走行モード時，バッテリ１２の残容量が，モータ駆動手段７０の作動を可能にする下限値手前の一定範囲に入るほど，減少すれば，表示部３５ａに「残容量少」と表示されるので，運転者は，その表示をみてバッテリ１２の残容量の減少を認識することができる。

またバッテリ１２の残容量が前記下限値以下になったときは，駆動切換制御手段７２は，モータ駆動手段７０の作動からエンジン駆動手段７１の作動に自動的に切り換えるので，エンジン１５が作動状態となり，その出力は後輪３ｒ及び電動モータ１９のインナロータ５６に伝達される。したがって，自動二輪車１はエンジン走行モードとなり，電動モータ１９は発電状態となってバッテリ１２に充電するので，バッテリ１２の過放電を抑えて，バッテリ１２が残容量ゼロの状態を未然に防ぐことができる。

このとき，表示部３５ａには「残容量下限以下」と表示されるので，運転者はそれを見て，エンジン走行モードへの自動切り換わりの原因を認識することができる。

次に，図６に示す本発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例は，モードマップ７４において，横軸に時間をとった点を除けば，前実施例と同様の構成であるので，図６中，前実施例と対応する部分には同一の参照符号を付して，重複する説明を省略する。

この第２実施例によれば，モータ走行モード領域Ｍ，臨界領域Ｍａ及びエンジン走行モード領域Ｅは，スロットル弁開度θのみに依存して決定されるので，モードマップ７４は簡素化され，それに伴ない駆動切換制御手段７２の機能も簡素化され，コストの低減を図ることができる。

以上，本発明の実施例を説明したが，本発明は上記実施例に限定されるものではなく，本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことができる。例えば，上記実施例では，モータ駆動手段７０がその臨界領域Ｍａで作動しているとき，駆動切換制御手段７２が「エンジン走行直前である」旨を運転者に通報する通報手段としては，前記表示部３５ａに代えて，操向ハンドル５にバイブレータ等の振動装置を設け，これを上記のとき振動させることにより，運転者に認識させることもできる。

本発明の第１実施例に係るハイブリッド型自動二輪車の側面図。 同自動二輪車のパワーユニットの縦断平面図。 同自動二輪車の制御装置の構成ブロック図。 図３中の駆動切換制御手段に設けられるモードマップ。 同駆動切換制御手段が使用するフローチャート。 本発明の第２実施例を示す，図４との対応図。

符号の説明

１・・・・・・自動二輪車（車両）
１２・・・・・バッテリ
１５・・・・・エンジン
１９・・・・・電動モータ
２３・・・・・スロットル弁
３５ａ・・・・表示部
７０・・・・・モータ駆動手段
７１・・・・・エンジン駆動手段
７２・・・・・駆動切換制御手段
７３・・・・・スロットルセンサ
７４・・・・・モードマップ Ｅ・・・・・・エンジン駆動手段の作動領域（エンジン走行モード領域）
Ｍ・・・・・・モータ駆動手段の作動領域（モータ走行モード領域）
Ｍａ・・・・・臨界領域
θ・・・・・・スロットル弁開度
ｄθ／ｄｔ・・スロットル弁開き速度

Claims (4)

1. 電動モータ（１９）の出力による走行を可能にするモータ駆動手段（７０）と，エンジン（１５）の出力による走行を可能にするエンジン駆動手段（７１）と，エンジン（１５）のスロットル弁（２３）の開度を検知するスロットルセンサ（７３）と，スロットルセンサ（７３）の検知信号（θ）に対応してモータ駆動手段（７０）及びエンジン駆動手段（７１）の各作動領域（Ｍ，Ｅ）を決定するモードマップ（７４）を設けた駆動切換制御手段（７２）とを備えた，ハイブリッド型車両の制御装置において，
   前記モードマップ（７４）に，モータ駆動手段（７０）の作動領域（Ｍ）中，エンジン駆動手段（７１）の作動領域（Ｅ）に隣接する臨界領域（Ｍａ）を設け，モータ駆動手段（７０）がその臨界領域（Ｍａ）で作動していることを運転者に知らせる通報手段（３５ａ）を備えることを特徴とする，ハイブリッド型車両の制御装置。
2. 請求項１記載のハイブリッド型車両の制御装置において，
   前記モードマップ（７４）を，スロットルセンサ（７３）の検知信号（θ）の他に，スロットル弁（２３）の開き速度（ｄθ／ｄｔ）を加味してモータ駆動手段（７０）及びエンジン駆動手段（７１）の各作動領域（Ｍ，Ｅ）を決定するように構成したことを特徴とする，ハイブリッド型車両の制御装置。
3. 請求項１又は２記載のハイブリッド型車両の制御装置において，
   駆動切換制御手段（７２）が，バッテリ（１２）の残容量を検知し，その残容量がモータ駆動手段（７０）の作動を可能にする下限値に近接したと判断したとき，その旨を前記通報手段（３５ａ）により運転者に知らせることを特徴とする，ハイブリッド型車両の制御装置。
4. 請求項３記載のハイブリッド型車両の制御装置において，
   モータ駆動手段（７０）の作動時，駆動切換制御手段（７２）が，バッテリ（１２）の残容量がモータ駆動手段（７０）の作動を可能にする下限値を下回った判断したときは，自動的にエンジン駆動手段（７１）の作動に切り換えるよう，駆動切換制御手段（７２）を構成したことを特徴とする，ハイブリッド型車両の制御装置。

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