JP2017524584A - ハイブリッド車 - Google Patents

Abstract

本発明のハイブリッド車は、動力バッテリーと、燃料貯蔵タンクと、発電ユニットと、圧力検出装置と、作動モード制御装置と、を備える。そして、作動モード制御装置により制御されて圧力保護モードが採用される。作動モード制御装置は、発電ユニットが停止状態であり、圧力検出装置によって検出されたガス圧力が圧力しきい値より高い場合に、自動車が圧力保護モードとなるよう制御する。そして、圧力保護モードでは、発電ユニットを停止状態から始動させて燃料貯蔵タンク内の燃料を消費する作動状態とし、それによって燃料貯蔵タンク内のガス圧力を低下させる。本発明で圧力保護モードを採用することで、燃料貯蔵タンク内の燃料のガス圧力に応じて、燃料貯蔵タンク内の膨張した余分な燃料を使用して動力バッテリーを充電するよう、発電ユニットが自動的に始動される。燃料貯蔵タンク内でしきい値を超えた膨張燃料が大気中に放出されることに起因する従来の安全性の問題や浪費は、回避される。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車にかかり、特に、少なくとも電気駆動装置を含むハイブリッド車に関する。

１９９０年代以来、グローバルなエネルギー危機および環境汚染はますます重大になっている。石油はグローバルな総エネルギー消費量で４０％以上を占める。また、現在の確定埋蔵量および消費率推定によると、地球上の石油資源は次の数十年間に使い果たされてしまう。

自動車は、オイルの大量消費者であり、大気汚染の主要生産者である。自動車の排気によるＣＯ_２は、地球温暖化の主な原因の１つであり、また、排気による他の化学成分はさらに著しい都市の大気汚染に重大な影響を与える。

数年の実験により、新しい燃料および新しい動力システムの使用が、自動車エネルギーのボトルネックおよび汚染ガスの問題を解決する重要な方法であることが判明している。新しい燃料に関しては、実験により、代替燃料（ガソリンとディーゼルよりクリーンな燃料）の使用がエネルギー危機および排出汚染の問題を解決する実現可能な方法であることが判明している。新しい動力システムに関しては、鉛酸、ニッケル水素あるいはリチウムパワー蓄電池を使用する純電気自動車は、ゼロ排出、低ノイズおよび高性能という利点がある。

しかしながら、電気エネルギーの貯蔵技術の限界により、純電気自動車は高い製造コストばかりでなく、短い航続距離および長い充電時間を必要とすることとなる。このため、現在及び比較的長い将来にわたって人々が実際に要求する使用状況に適合せず、十分な市場競争力がない。したがって、ハイブリッド車は、現在では、従来の自動車と純電気自動車との間の暫定的な自動車として使用されている。ハイブリッド車は、超低排出、高性能および長い航続距離というように、両方のいくつかの利点を有するが、コストだけが従来の動力システムを採用する自動車よりわずかに高い。ハイブリッド車の動力システムは、シリーズ方式、パラレル方式及びシリーズパラレル方式のように、多くの方式がある。

電力を併用する新しい燃料を用いるハイブリッド車においては、一般的に、新しい燃料が圧縮あるいは冷却圧縮されて、付随する燃料貯蔵タンクに貯蔵される。外部環境の温度が上昇する場合、あるいは、長期間自動車が使用されない場合に、燃料貯蔵タンク内の燃料の圧力は、安全な圧力を超えて上昇するおそれがある。例えば、外部への燃料貯蔵タンクの接続により、熱が吸収され、結果として燃料貯蔵タンク中の燃料の圧力が増加することとなる。このことは、安全性の問題を引き起こすこととなる。

現時点では、燃料貯蔵タンクの問題を回避するために、燃料貯蔵タンク中の燃料の圧力があるしきい値を越えて周囲の大気中に燃料の一部を放出するときに自動的に開く空気抜きバルブが、通常、燃料貯蔵タンクに配置される。燃料貯蔵タンクの安全性は、ある観点からこのような方法で保証されるが、周囲の大気へ漏らされた可燃性ガス燃料は、新たな潜在的な安全性の問題を引き起こすこととなる。そして、そのことは、さらにエネルギーの浪費となる。

本発明の目的は、燃料貯蔵タンクを備えたハイブリッド車の安全性を改善することである。また、本発明の他の目的は、燃料貯蔵タンクを備えたハイブリッド車の燃料利用率を改善することである。さらに、本発明の他の目的は、ハイブリッド車の燃料貯蔵タンクの燃料圧力を安全に制御あるいは開放することである。

本発明はハイブリッド車であって、
選択的に充電状態と放電状態とに設定され、前記充電状態で電気エネルギーを蓄積し、前記放電状態で自動車を駆動するための電気エネルギーを供給する動力バッテリーと、
燃料を貯蔵し、貯蔵している燃料がガス圧力を生じる燃料貯蔵タンクと、
作動状態および停止状態となり、前記作動状態で前記燃料貯蔵タンク内の燃料の化学エネルギーを出力用電気エネルギーに変換する発電ユニットと、
前記燃料貯蔵タンク内のガス圧力を検出する圧力検出装置と、
圧力保護モードを含む複数の作動モードのうち選択された１つの作動モードで作動するよう自動車を制御する作動モード制御装置と、
を備え、
前記作動モード制御装置は、前記発電ユニットが停止状態であり、前記圧力検出装置によって検出された前記ガス圧力が圧力しきい値より高い場合に、前記発電ユニットを停止状態から始動させて前記燃料貯蔵タンク内の燃料を消費する作動状態とし、それによって前記燃料貯蔵タンク内のガス圧力を低下させる前記圧力保護モードとなるよう自動車を制御する、
という構成をとる。

さらに、前記圧力保護モードでは、前記動力バッテリーは、前記発電ユニットから電気エネルギーを受け取り充電する充電状態である、
という構成をとる。

さらに、前記複数の作動モードは、自動車が始動された場合に実行されるバッテリーのみ動力供給モードをさらに含み、前記バッテリーのみ動力供給モードでは、前記発電ユニットは常に停止状態であり、前記動力バッテリーは、常に、当該動力バッテリーに蓄積された電気エネルギーを自動車を駆動するため消費する放電状態である、
という構成をとる。

さらに、前記複数の作動モードは、自動車が始動された場合に実行される通常モードをさらに含み、
前記通常モードでは、前記発電ユニットは予め設定された作動設定に応じて選択的に作動状態あるいは停止状態となり、前記動力バッテリーは、予め設定された作動設定に応じて選択的に充電状態あるいは放電状態となる、
という構成をとる。

さらに、ハイブリッド車は、ユーザによって入力され、前記バッテリーのみ動力供給モードが選択されていることを示すモード選択指示を受け付けるモード入力インターフェースをさらに備え、
前記作動モード制御装置は、前記モード選択指示に応じて前記バッテリーのみ動力供給モードで作動するよう自動車を制御する、
という構成をとる。

さらに、前記作動モード制御装置は、前記動力バッテリーの電力量が電力量しきい値より低い場合、自動車が前記バッテリーのみ動力供給モードとなることを禁止する、あるいは、自動車が前記バッテリーのみ動力供給モードであることを解除する、
という構成をとる。

さらに、前記通常モードでは、前記動力バッテリーが充電状態の時、当該動力バッテリーの充電容量は、当該動力バッテリーの最大充電容量よりも低く制限されている、
という構成をとる。

さらに、前記作動モード制御装置は、自動車が始動状態あるいは停止状態であるときに前記圧力保護モードに設定する、又は、自動車が停止状態であるときのみ前記圧力保護モードに設定する、
という構成をとる。

さらに、ハイブリッド車は、
自動車のトラクションモーターへの電気エネギー経路を開くあるいは閉じる電気スイッチを備え、前記作動モード制御装置は、自動車が停止状態から前記圧力保護モードとなるときに、前記電気スイッチを開くよう制御し、
及び／又は、
自動車の車輪に機械的パワー経路を連結するあるいは切り離すためのクラッチを備え、前記作動モード制御装置は、自動車が停止状態から前記圧力保護モードになるときに、前記クラッチを切り離すよう制御する、
という構成をとる。

さらに、本発明のハイブリッド車は、シリーズハイブリッド車である。

本発明のハイブリッド車は、燃料貯蔵タンク内の燃料のガス圧力が圧力しきい値を越えると、発電ユニットが自動的に燃料貯蔵タンク内の膨張した余分な燃料の化学エネルギーを電気エネルギーに変換する圧力保護モードを有している。これにより、変換された電気エネルギーのその後の利用や消費が促進される。

圧力を開放するために燃料貯蔵タンク内の燃料を大気中に排出する従来の方法と比較して、本発明のように電気エネルギーの形で燃料貯蔵タンク内の余分な燃料を利用して消費する方法は、より安全である。特に、適切な環境下では、余分な燃料の化学エネルギーを自動車の動力バッテリーの充電のために電気エネルギーに変換することができ、安全性を改善すると共に、燃料の浪費を回避し、燃料の利用率を改善することができる。

以下の本発明の具体的な実施形態の詳細な説明と添付の図面により、本発明の上記およびその他の目的、効果、および特徴は、当業者により良く理解されるであろう。

以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。これらは一例であり、本発明はこれに限定されない。図面中において同一の符号は、同一または類似の部品または部分を示す。これらの添付図面が必ずしも正確な縮尺率でないことは、当業者には理解される。
本発明の一実施形態におけるシリーズハイブリッド車の動力システムの構造を示す概略図である。

図１は、本発明の一実施形態におけるシリーズハイブリッド車の動力システムの模式図を示す。自動車は、動力バッテリー５０、燃料貯蔵タンク１０、発電ユニット４０、圧力検出装置２０および作動モード制御装置３０、を備えている。

動力バッテリー５０は、選択的に充電状態及び放電状態となる。充電状態では、電気エネルギーを蓄電し、放電状態では、自動車を駆動するために電気エネルギーを供給する。燃料貯蔵タンク１０は、燃料を貯蔵するためのものである。特に、燃料が、正常温度でガス状である天然ガスや圧縮天然ガス、ジメチルエーテルあるいは同種のものであったり、揮発性のメタノールやエタノールあるいは同種のものである場合には、ガス圧力が、貯蔵された燃料によって燃料貯蔵タンク１０内に生じる。そして、ガス圧力は、外部環境温度の増加で大幅に増加しうる。

圧力検出装置２０は、燃料貯蔵タンク１０のガス圧力を検出するために使用される。発電ユニット４０は、作動状態および停止状態をとなる。作動状態では、燃料貯蔵タンク１０中の燃料の化学エネルギーを出力用の電気エネルギーに変換することができる。発電ユニット４０は、エンジンとジェネレーターからなるジェネレーターセットである。そして、エンジンは、燃料貯蔵タンク１０内の燃料を消費し、燃料の化学エネルギーを出力用の機械エネルギーに変換する。その後、ジェネレーターは、エンジンによって出力された機械エネルギーを出力用の電気エネルギーに変換する。

図１に示すように、本実施形態では、上述した様々な構成要素に加えて、トラクションモーター７０と、トランスミッションシステム９０とが設けられている。図１に示すようなシリーズハイブリッド車の動力システムが作動しているとき、発電ユニット４０および／または動力バッテリー５０は、トラクションモーター７０に電気エネルギーを供給し、これによってトラクションモーター７０を駆動する。作動時に、トラクションモーター７０は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、自動車を駆動するよう当該自動車のトランスミッションシステム５０に機械エネルギーを伝達する。

作動モード制御装置３０は、複数の作動モードのうちの１つが選択的に作動するように自動車を制御する。１つの実施形態では、複数の作動モードは、通常モード、圧力保護モードおよびバッテリーのみ動力供給モード、を含んでいる。

［通常モード］
通常モードは、自動車の始動時あるいは作動状態における主な作動モードであり、現在のハイブリッド車の共通作動モードを採用している。通常モードでは、発電ユニット４０は、予め定められた作動方針によって、選択的に作動状態あるいは停止状態となる。また、動力バッテリー５０は、予め定められた作動方針によって、選択的に充電状態あるいは放電状態になる。

発電ユニット４０および動力バッテリー５０の状態は、自動車の実際の作動状態の変化によって、通常モードに自動調節される。例えば、動力バッテリー５０の電力量が十分である場合は、動力バッテリー５０は自動車のトラクションモーター７０に単独で電気エネルギーを供給する。すると、トラクションモーターは、走行するよう自動車を駆動する機械的な駆動力を発生し、この時に、発電ユニット４０は停止状態となる。

また例えば、動力バッテリー５０の電力量が不足している場合は、発電ユニット４０は始動あるいは起動され、動力バッテリー５０を充電する。さらに例えば、自動車がより大きな駆動パワーを必要とする場合は、発電ユニット４０と動力バッテリー５０の両方が、同時にトラクションモーター７０に電気エネルギーを供給する。一般に、通常モードで作動する自動車にとっては、発電ユニット４０のエンジンおよび動力バッテリー５０は、両方とも最適な状態で作動し、このことはハイブリッド車自体の利点である。

［圧力保護モード］
発電ユニット４０が停止状態で、圧力検出装置２０によって検出されたガス圧力が圧力しきい値より高い場合、作動モード制御装置３０は、自動車が圧力保護モードとなるよう制御する。燃料貯蔵タンク１０内のガス圧力が圧力しきい値より高い場合は、燃料貯蔵タンク１０が安全でない状態であることを示している。圧力保護モードにおいては、発電ユニット４０は停止状態から始動し、燃料貯蔵タンク１０の燃料を消費する作動状態となる。これにより、燃料貯蔵タンク１０内のガス圧力は適切に低下し、少なくとも圧力しきい値より低い状態に戻る。

本発明によると、圧力保護モードは、燃料貯蔵タンク１０内のガス圧力が圧力しきい値を越えると、燃料を大気へ放出させずに、電力パワーを生成する自動車の発電ユニット４０を駆動するために燃料が用いられるようにする機能を提供している。これによって、燃料貯蔵タンク１０内の膨張した燃料は減少あるいは消費され、燃料貯蔵タンク１０内のガス圧力は安全範囲に戻る。

発電ユニット４０による電気エネルギー出力は、例えば、自動車のトラクションモーター７０を駆動するためや、動力バッテリー５０の充電のため、あるいはエアコン及びその他同種のもののような自動車の他の電気器具を作動させるためなど、他の方法で消費されてもよい。他の実施形態では、自動車が圧力保護モードとなると、発電ユニット４０によって生成された電力エネルギーを消費する電動アイドリングフライホイールやその他同種のもののような特別に電気を消費する装置が、さらに自動車に追加して配置されてもよい。本発明によれば、燃料貯蔵タンク１０内の圧力が上昇すると、燃料が大気に直接排出されることによる安全では無い状態やエネルギー浪費は、このような方法で回避される。

自動車は、始動状態となると圧力保護モードとなり、あるいは、停止状態となると圧力保護モードとなる。自動車が停止状態である場合、及び、特に自動車が長期間使用されていない場合には、燃料貯蔵タンク１０内の燃料は、高温状態で超高圧のガス圧力を生成しうる。自動車が始動状態であったとしても、動力バッテリー５０のみによって長期間駆動され、燃料貯蔵タンク内の燃料が発電ユニット４０によって消費されていない場合には、燃料貯蔵タンク内の燃料が高温と振動といった状況で超高圧のガス圧力を生成する。したがって、上述した２つのケースのいずれであっても、ガス圧力がしきい値を越える場合、本発明の圧力保護モードが自動的に開始される。

なお、通常モードであっても、始動状態の自動車が制御システムによる電気エネルギーの利用モードの最適制御を自動的に実行しうることは理解されうる。そして、燃料貯蔵タンク１０内の燃料は、ある時間間隔で使用され、燃料貯蔵タンク１０内で高ガス圧力を超える状況を回避することができる。このため、自動車の始動時に燃料貯蔵タンク１０内の燃料のガス圧力が圧力しきい値を越える可能性は、自動車の停止状態よりもはるかに小さい。

従って、別の実施形態では、作動モード制御装置３０は、自動車の停止状態でのみ圧力保護モードを開始することができるように構成されてもよい。本発明では、始動状態又は停止状態で自動車の圧力保護モードを開始する動作は、運転者の介在なしに圧力検出装置２０によって検出された燃料貯蔵タンク１０内のガス圧力に応じて、作動モード制御装置３０によって完全に自動的に操作される。

特に、自動車の始動状態で、燃料貯蔵タンク１０内の燃料の圧力が圧力しきい値より高いとき、自動車がタイミングよく圧力保護モードを開始できるよう、圧力保護モードは通常モードより高い実行優先度を有していてもよい。圧力検出装置２０によって検出された燃料貯蔵タンク１０内のガス圧力が安全範囲に戻るとき、自動車は圧力保護モードから通常モードに、作動モード制御装置３０によって戻ることが可能となる。

さらに、燃料貯蔵タンク１０内のガス圧の変化にいつでも応答して、自動車が停止状態で圧力保護モードに入るためには、作動モード制御装置３０および圧力検出装置２０が電源オン状態であり、いつでも（特に自動車が停止状態のとき）作動状態であることが望ましい。

圧力保護モード下では、発電ユニット４０によって生成された電気エネルギーは上述したように様々な手段によって消費されるが、動力バッテリー５０の充電に使用されることは、エネルギーを節約し、燃料の利用率を改善するために望ましい。従って、電気エネルギーの利用は極度に改善されうる。

［バッテリーのみ動力供給モード］
上述したように、圧力保護モード下では、発電ユニット４０によって生成された電気エネルギーは、動力バッテリー５０の充電のために使用されることが望ましい。しかしながら、このときに動力バッテリー５０が充電可能な状態であるかどうかは不明である。例えば、自動車の停止後、動力バッテリー５０内の電力エネルギーはまだ十分な状態あるいは比較的十分な状態であるかもしれない。この場合、動力バッテリー５０は、発電ユニット４０による電気エネルギー出力にまったく対応することができないか、十分に対応することができないかもしれない。このため、本発明はさらにバッテリーのみ動力供給モードを提供している。

バッテリーのみ動力供給モードは、自動車の始動状態の動力バッテリー５０の電力エネルギーを消費することを目指した作動モードである。バッテリーのみ動力供給モードの下では、発電ユニット４０は、常に停止状態であり、自動車を駆動する動力バッテリー５０内に蓄積された電気エネルギーを消費するために、動力バッテリー５０は常に放電する状態となる。

ここで、「常に」は、動力バッテリー５０が電気エネルギーを出力している間は、発電ユニット４０が動力バッテリー５０の電力量を補充しない、ことを意味する。そのため、動力バッテリー５０の電力量状態は、燃料貯蔵タンク１０のガス圧力が圧力しきい値を越えた後に安全範囲へ戻る間、圧力保護モード下の発電ユニット４０によって生成された電気エネルギーを完全に受け入れるのに適切である。例えば、動力バッテリー５０の電力量は、バッテリーのみ動力供給モードの採用によって、最終的には合計充電容量の３０％まで減少しうる。

通常モード下では、その期間中、発電ユニット４０は常に停止状態であり、動力バッテリー５０は常に放電状態となりうることが理解されうる。しかしながら、このバッテリーのみ動力供給モードは、動力バッテリー５０内の電力量を減少させることを目指しており、動力バッテリー５０を最適状態で作動させることを可能にすることを目指す通常モードとは異なる。

作動モード制御装置３０は、例えば運転者といったユーザによるモード選択指示によって、バッテリーのみ動力供給モードを開始するよう自動車を制御する。図１に示すように、自動車はさらにモード入力インターフェース３１を備えており、ユーザはモード入力インターフェース３１を用いて作動モード制御装置３０へモード選択指示を入力する。

バッテリーのみ動力供給モードは、通常モードより高い実行優先度を有する。このように、ユーザによって入力され、バッテリーのみ動力供給モードが選択されていることを示すモード選択指示を受けると、作動モード制御装置３０は、自動車を通常モードからバッテリーのみ動力供給モードへと切り替えることができる。

モード入力インターフェース３１は、スイッチまたはボタンで形成されており、バッテリーのみ動力供給モードに対して独立して備えられており、現在の自動車をバッテリーのみ動力供給モードで作動するよう強制的に制御するためにだけ使用される。モード入力インターフェース３１の配置により、ユーザ例えば運転者は、自動車が長期間停止状態に入ろうとしているかどうかに応じて、まだ十分な電力量状態にある動力バッテリー５０を強制的に放電してもよい。

例えば、自動車を運転中に、もし運転者が自動車を長期間使用しないだろうと予想していて、まだ駐車する目的地まで距離があるときには、運転者は積極的にモード入力インターフェース３１を操作して、自動車をバッテリーのみ動力供給モード下で作動するようにしてもよい。これにより、動力バッテリー５０内の電力量は、自動車の停止後に比較的低い状態になるであろう。その結果、その後の圧力保護モード下では、発電ユニット４０による電気エネルギー出力を受け入れるための十分なスペースがあることが確実となる。

他の実施形態では、モード入力インターフェース３１は、ユーザによって入力され、他の作動モードが選択されていることを示すモード選択指示を受けるために使用される。例えば、自動車がバッテリーのみ動力供給モード下にある場合、もし運転者が通常モードに積極的に切り換えるつもりならば、運転者はモード入力インターフェース３１経由で通常モードが選択されていることを示すモード選択指示を入力してもよい。

バッテリーのみ動力供給モードにおいて、動力バッテリー５０の過度の放電を回避するために、作動モード制御装置３０は、動力バッテリー５０の電力量が電力量しきい値より低いときに、自動車がバッテリーのみ動力供給モードとなることを禁止するか、あるいは、自動車をバッテリーのみ動力供給モードから解除するように構成されてもよい。

本発明の目的の１つは、燃料の浪費を回避し、浪費を回避したエネルギー部分によって生成された電力を利用することであり、動力バッテリーが低い電力状態であるときには本発明は必要ではないため、バッテリーのみ動力供給モードとなる必要はない。

このように、自動車がバッテリーのみ動力供給モード下で作動する場合、一旦動力バッテリー５０内の電力量が予め設定された電力量閾値よりも低くなると、たとえ自動車が運転者によって設定された駐車目的地に到着しないとしても、作動モード制御装置３０は、自動的に動力バッテリー５０を保護するためにバッテリーのみ動力供給モードを終了する。

自動車は、上述した３つの作動モードをすべて有してもよいが、バッテリーのみ動力供給モードは他の実施形態の自動車用には省略されてもよい。このようにして、圧力保護モードでは、動力バッテリー５０は、充電条件が満たされるケースでは充電され、発電ユニット４０による電気エネルギー出力は、充電条件が満たされない、あるいは、動力バッテリーが完全に充電されているケースでは、上述した他の方法で消費される。さらには、発電ユニット４０による電気エネルギー出力は、他の方法で直接消費されてもよい。

ここで、通常モードについては上述したが、上記実施形態で本発明が通常モードに対する改良を含んでいないことは明らかであることも理解されるであろう。他の実施形態では、本発明の目的を考慮していくつかの改良が通常モードに遂行されているかもしれない。例えば、通常モード下では、動力バッテリー５０が充電状態である場合、動力バッテリー５０の充電容量は、当該動力バッテリーの最大充電容量より低く制限され、例えば、最大充電容量の８０％に制限されてもよい。充電する領域をいつでも残しておくことによって、発電ユニット４０による電力エネルギー出力を受け入れるべく、いつでも起こりうる圧力保護モードのために電力量スペースが確保されている。

図１に示すように、自動車は、トラクションモーター７０への電気エネギー経路を開くあるいは閉じるための電気スイッチ６０をさらに備えていてもよい。作動モード制御部３０は、自動車が停止状態から圧力保護モードに入る場合に、電気スイッチ６０を開くよう構成されてもよい。電気スイッチ６０は、動力バッテリー５０および発電ユニット４０からトラクションモーター７０に、電気配線を通じて電力を供給するよう設けられている。

このように、自動車が停止状態から圧力保護モードに入るときに電気スイッチ６０を開くことによって、発電ユニット４０による電力量出力は、自動車のトラクションモーター７０に電送されるよりもむしろ、自動車の動力バッテリー５０の充電のみに使用されるか、あるいは、他の電気器具によって消費される。これによって、自動車のトラクションモーター７０の作動で電気エネルギーを浪費することを回避する。

一方で、イグニッションキーを用いること無く圧力保護モードによって始動されるという起こりうるバグを回避するために、燃料貯蔵タンク１０内の燃料を消費する独立した手段としてのみ圧力保護モードが用いられ、発電ユニット４０を駆動する。自動車が始動すると、電気スイッチ６０が閉じた状態でトラクションモーター７０への電力経路が通常接続されることを保証するために、電気スイッチ６０の現在の状態が作動モード制御装置３０によって検出される。さらに、自動車の始動状態では、圧力保護モードが開始されたとしても、作動モード制御装置３０の制御により電気スイッチ６０は閉じた状態になる。

図１に示すように、自動車は、車輪に機械的パワー経路を連結する、あるいは、切り離すために利用されるクラッチ８０を備えていてもよい。作動モード制御装置３０は、自動車が停止状態から圧力保護モードになると、クラッチ８０を切り離すように構成されてもよい。クラッチ８０は、自動車がトランスミッション内にもともと備えられるクラッチであってもよく、あるいは、本発明のために追加して設けられたものであってもよい。クラッチ８０の作動により、自動車が停止状態から圧力保護モードになったときに、トラクションモーター７０が作動しても自動車は駆動されない、ことを実現できる。

作動モード制御装置３０は、ハイブリッド車の動力制御システムによって具体化されてもよいし、動力制御システムの一部であってもよく、あるいは、自動車の動力制御システムから独立していてもよい。

動作の一例としては、自動車の停止状態あるいは始動状態で、燃料貯蔵タンク１０内の燃料のガス圧力が予め設定された圧力しきい値を越えたと検出されると、圧力検出装置２０は作動モード制御装置３０に信号を送る。そして、作動モード制御装置３０は、信号を受け取った後に圧力保護モードを開始する。あるいは、作動モード制御装置３０は、圧力検出装置２０によって検出された圧力値を常に読みとり、圧力値を予め設定され格納された圧力しきい値と比較し、検出された圧力値が圧力しきい値より高い場合に圧力保護モードを開始する。

圧力保護モードを開始する際には、作動モード制御装置３０は、燃料貯蔵タンク１０のガス圧力を下げるため、燃料貯蔵タンク１０内の燃料を消費するよう発電ユニットを作動させるように当該発電ユニット４０に開始信号を送る。その間に、作動モード制御装置３０は、さらに動力バッテリー５０に（特に、通常は動力バッテリー５０のバッテリー管理システムに）、充電信号をおくる。これにより、動力バッテリー５０は充電状態に入り、作動している発電ユニット４０によって生成された電気エネルギーを、直接動力バッテリー５０を充電するために使用することができる。

さらに、このとき自動車が停止状態である場合には、トラクションモーター７０への電力供給経路及び／又はトランスミッションシステム８０への機械伝達経路を遮断するため、作動モード制御装置３０は、同時にあるいは事前に、電気スイッチ６０および／又はクラッチ８０に制御信号を送信する。

動作の他の例では、自動車の始動状態では、自動車が通常モードで作動している場合、運転者はモード入力インターフェース３１を介して作動モード制御装置３０にモード選択指示を送り、それによって、バッテリーのみ動力供給モードの選択を指示する。作動モード制御装置３０は、まずバッテリー管理システムから動力バッテリーの現在の充電状態を取得して、動力バッテリー５０の現在の電力量を作動モード制御装置３０に格納された予め設定された電力量しきい値と比較する。

動力バッテリー５０の現在の電力量が電力量しきい値より低い場合、作動モード制御装置３０は発電ユニット４０および動力バッテリー５０の現在の作動状態を変更しない。すなわち、自動車がバッテリーのみ動力供給モードに入ることを禁止する。動力バッテリー５０の現在の電力量が電力量しきい値より高い場合、作動モード制御装置３０は、発電ユニット４０に停止状態を維持させるか停止状態となるよう発電ユニット４０に制御信号を送信し、動力バッテリー５０に放電状態を維持させるか放電状態となるよう動力バッテリー５０に制御信号を送る。これにより、自動車は、トラクションモーター７０に自動車を推進駆動させる電気エネルギーを供給する電気エネルギー出力源として、動力バッテリー５０のみを使用する。

動力バッテリー５０の継続した放電過程中には、作動モード制御装置３０は現在の充電状態を取得する。そして、動力バッテリー５０の電力量が電力量しきい値より低い場合、作動モード制御装置３０は、バッテリーのみ動力供給モードを解除するよう制御し、通常モード下で作動するよう発電ユニット４０及び動力バッテリー５０を制御する。

さらに、本発明では、燃料貯蔵タンク１０の圧力しきい値を設定する方法は、２つの方法のうちの１つを採用してもよい。
（１）圧力しきい値は、単一の圧力値である。一度、燃料貯蔵タンク１０内のガス圧力が圧力しきい値を超えると、圧力保護モードが引き起こされる。
（２）圧力しきい値は、圧力上限値および圧力下限値を含む圧力範囲である。

圧力しきい値が圧力範囲である場合に、燃料貯蔵タンク１０内の圧力が「圧力しきい値より高い」ということは、圧力範囲の上限値より高いことを示しており、燃料貯蔵タンク１０内の圧力が「安全範囲に戻る」ことは、圧力範囲の下限値より低いことを示している。

このように、燃料貯蔵タンク１０内の圧力が上限値より高いために圧力保護モードが開始された後は、少なくとも燃料貯蔵タンク１０内の圧力が下限値より低くなるまで、圧力保護モードは継続する。したがって、圧力保護モードが最初に終了した後に、燃料貯蔵タンク１０内の圧力が下限値から上限値よりも高く上昇し続けて、圧力保護モードを再び開始する必要があると、２回目の圧力保護モードまでの間に時間間隔が生じる。そのため、圧力しきい値が単一の圧力値の場合に単一の圧力値付近で燃料貯蔵タンク１０内の圧力が上下変動することにより圧力保護モードは頻繁に開始され終了する、という現象を回避することができる。

図１に示すような自動車は、シリーズハイブリッド車である。シリーズハイブリッド車の動力システムは、出願人による中国特許出願201310467918.2に開示された解決方法を採用してもよく、この全内容が参照されて組み込まれてもよい。

参照される特許出願で提供されるシリーズハイブリッド車に適用される動力システムは、
燃料源（本発明の燃料貯蔵タンク１０に相当）と、
制御システム（本発明の作動モード制御装置３０に相当）と、
それぞれが制御システムの制御下でそれぞれ独立して燃料源から燃料を受け取り、燃料による化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを共通電流バスに出力する、少なくとも２つの補助動力装置（本発明の発電ユニット４０に相当）と、
共通電流バスを介して充電あるいは放電するよう、制御システムの制御により共通電流バスから電気エネルギーを受け取るために共通電流バスに電気的に接続される動力バッテリー（本発明の動力バッテリー５０に相当）と、
制御システムの制御により共通電流バスから電気エネルギーを受け取るために共通電流バスに電気的に接続され、電気的エネルギーを機械エネルギーに変換し、機械エネルギーを自動車を駆動するためのパワートレイン（本発明のトランスミッションシステム９０に相当）に伝達するトラクションモーター（本発明のトラクションモーター７０に相当）と、
を備えている。

動力システムは、従来のガソリンあるいはディーゼルを使用する代わりに、より低いエネルギー密度の代替燃料の使用に適しており、オイル消費と排出の両方が非常に少ない作動条件範囲で作動する補助動力装置内のエンジンを利用することに適している。それによって、有効に排出を削減し、燃料の経済的効率を改善し、シリーズハイブリッド車の動力システムのエネルギー変換効率が比較的低いという問題を補う。さらに、動力システムは、要求に応じて組み合わせられて使用される適切な数のエンジンを柔軟に備える。

上述した実施形態では、一例としてシリーズハイブリッド車を使用することを説明したが、当業者は、例えば、パラレル方式あるいはシリーズパラレル方式といった他の方式のハイブリッド車であっても、使用される燃料が高圧力を超えて生成される可能性があり、また、燃料の化学エネルギーを通じて動力を生成でき発電ユニットと、充電状態及び放電状態を有する動力バッテリーとを備える場合には、本発明の課題解決に適用可能である。

以上、本発明の複数の実施形態を例示的かつ詳細に説明したが、本発明の原理と一致する他の変形または変更が、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、本発明から直接的に決定される、または派生されることは、当業者に認識されるであろう。したがって、本発明の範囲は他のあらゆる変形または変更を含むと理解され、認識される。

Claims (10)

1. 選択的に充電状態と放電状態とに設定され、前記充電状態で電気エネルギーを蓄積し、前記放電状態で自動車を駆動するための電気エネルギーを供給する動力バッテリーと、
   燃料を貯蔵し、貯蔵している燃料がガス圧力を生じる燃料貯蔵タンクと、
   作動状態および停止状態となり、前記作動状態で前記燃料貯蔵タンク内の燃料の化学エネルギーを出力用電気エネルギーに変換する発電ユニットと、
   前記燃料貯蔵タンク内のガス圧力を検出する圧力検出装置と、
   圧力保護モードを含む複数の作動モードのうち選択された１つの作動モードで作動するよう自動車を制御する作動モード制御装置と、
   を備え、
   前記作動モード制御装置は、前記発電ユニットが停止状態であり、前記圧力検出装置によって検出された前記ガス圧力が圧力しきい値より高い場合に、前記発電ユニットを停止状態から始動させて前記燃料貯蔵タンク内の燃料を消費する作動状態とし、それによって前記燃料貯蔵タンク内のガス圧力を低下させる前記圧力保護モードとなるよう自動車を制御する、
   ハイブリッド車。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車であって、
   前記圧力保護モードでは、前記動力バッテリーは、前記発電ユニットから電気エネルギーを受け取り充電する充電状態である、
   ハイブリッド車。
3. 請求項１又は２に記載のハイブリッド車であって、
   前記複数の作動モードは、自動車が始動された場合に実行されるバッテリーのみ動力供給モードをさらに含み、
   前記バッテリーのみ動力供給モードでは、前記発電ユニットは常に停止状態であり、前記動力バッテリーは、常に、当該動力バッテリーに蓄積された電気エネルギーを自動車を駆動するために消費する放電状態である、
   ハイブリッド車。
4. 請求項３に記載のハイブリッド車であって、
   前記複数の作動モードは、自動車が始動された場合に実行される通常モードをさらに含み、
   前記通常モードでは、前記発電ユニットは予め設定された作動設定に応じて選択的に作動状態あるいは停止状態となり、前記動力バッテリーは、予め設定された作動設定に応じて選択的に充電状態あるいは放電状態となる、
   ハイブリッド車。
5. 請求項３又は４に記載のハイブリッド車であって、
   ユーザによって入力され、前記バッテリーのみ動力供給モードが選択されていることを示すモード選択指示を受け付けるモード入力インターフェースをさらに備え、
   前記作動モード制御装置は、前記モード選択指示に応じて前記バッテリーのみ動力供給モードで作動するよう自動車を制御する、
   ハイブリッド車。
6. 請求項３乃至５のいずれかに記載のハイブリッド車であって、
   前記作動モード制御装置は、前記動力バッテリーの電力量が電力量しきい値より低い場合に、自動車が前記バッテリーのみ動力供給モードとなることを禁止する、あるいは、自動車が前記バッテリーのみ動力供給モードであることを解除する、
   ハイブリッド車。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のハイブリッド車であって、
   前記通常モードでは、前記動力バッテリーが充電状態の時、当該動力バッテリーの充電容量は、当該動力バッテリーの最大充電容量よりも低く制限されている、
   ハイブリッド車。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のハイブリッド車であって、
   前記作動モード制御装置は、自動車が始動状態あるいは停止状態であるときに前記圧力保護モードに設定する、又は、自動車が停止状態であるときのみ前記圧力保護モードに設定する、
   ハイブリッド車。
9. 請求項８に記載のハイブリッド車であって、
   自動車のトラクションモーターへの電気エネギー経路を開くあるいは閉じる電気スイッチを備え、前記作動モード制御装置は、自動車が停止状態から前記圧力保護モードとなるときに、前記電気スイッチを開くよう制御し、
   及び／又は、
   自動車の車輪に機械的パワー経路を連結するあるいは切り離すためのクラッチを備え、前記作動モード制御装置は、自動車が停止状態から前記圧力保護モードになるときに、前記クラッチを切り離すよう制御する、
   ハイブリッド車。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載のハイブリッド車は、シリーズハイブリッド車である。