JP3543486B2 - ハイブリッド車の駆動装置の運転方法およびハイブリッド車の駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド車の駆動装置の運転方法およびハイブリッド車の駆動装置に関し、さらに詳しくは、内燃機関の劣化を防げるとともに、静粛性に優れ且つ燃費の良いハイブリッド車の駆動装置の運転方法およびハイブリッド車の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題と自動車性能とを両立すべくバッテリ充電用の内燃機関を搭載した電気自動車（以下、ハイブリッド車という）が注目されている。このようなハイブリッド車では、容量に限界があるバッテリを有効活用するため、内燃機関の運転方法に種々の工夫を施している。
【０００３】
このようなハイブリッド車の内燃機関の運転方法としては、例えば、特開平５−３２８５２６号公報に記載の技術が知られている。かかる運転方法は、まず、車両のスタートキーがオンされてから車両が走行している間では、内燃機関は待機運転を行う。そして、車両が加速または登坂運転などの高付加運転領域に入ると、前記待機中の内燃機関が回転を上げて発電を開始し、モータへ所要電力を供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ハイブリッド車の内燃機関の運転方法では、車両走行中は常に内燃機関を運転することになり、静粛性に欠け、燃費が悪化する問題点があった。これらは、いずれもハイブリッド車の優れた特徴を滅殺するものである。
【０００５】
一方、充電が不要なときには内燃機関を運転を停止し、充電が必要なときに内燃機関の運転を行うようにすると、運転・停止を頻繁に行うことになり、排気性能が悪化し、スタータモータ等の寿命が短くなる。
【０００６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の劣化を防げるとともに、静粛性に優れ、かつ、燃費の良いハイブリッド車の駆動装置の運転方法およびハイブリッド車の駆動装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、内燃機関により発電し、この発電した電力を充電し、当該充電した電力を電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記充電した電力がハイブリッド車の動力性能を十分に確保できる第一の所定の充電量に達しておりかつ前記車両の高負荷運転中は、発電は停止させるとともに内燃機関を待機運転させ、その一方、前記車両を駆動する電力を少なくとも充電しており、かつ、前記車両を高負荷運転しないときは、前記内燃機関の運転を停止するものである。
【０００８】
また、請求項２に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、上記ハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記電動モータの定格出力に基づき前記高負荷運転か否かを判断するものである。
【０００９】
また、請求項３に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、上記ハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、さらに、前記車両の速度に基づき内燃機関の運転・停止を制御するものである。
【００１０】
また、請求項４に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、上記ハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記速度が８０ｋｍ／ｈ以上のときに内燃機関の運転を停止するものである。
【００１１】
また、請求項５に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、内燃機関により発電し、この発電した電力を充電し、当該充電した電力を電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記車両の運転状態のいかんにかかわらず前記第一の所定の充電量に達するまで前記充電を継続し、当該第一の所定の充電量に達したら上記いずれか一つに記載の運転方法を行うものである。
【００１２】
また、請求項６に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、内燃機関により発電し、この発電した電力を充電し、当該充電した電力を電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、
前記充電した電力が前記第一の所定の充電量に達しておりかつ前記車両の高負荷運転中は、発電は停止させるとともに内燃機関を待機運転させ、その一方、車両を駆動する電力が満充電されているか否かにかかわらず、前記車両が停止状態または停止状態と略同一視できるとき、前記内燃機関の運転を停止するものである。
【００１３】
また、請求項７に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、上記ハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記停止状態と略同一視できるときは、前記車両の速度が１０ｋｍ／ｈ以下のときとした。
【００１４】
また、請求項８に係るハイブリッド車の駆動装置にあっては、発電用の内燃機関と、当該発電した電力を充電する充電器と、車両を駆動する電動モータとを有し、前記充電した電力を前記電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置において、
さらに、前記内燃機関を待機運転させる待機運転制御部と、前記内燃機関の運転を停止する内燃機関運転停止制御部と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部と、充電器の充電量を監視する充電量監視部とを有し、
前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第一の所定の充電量に達していると判断し且つ前記高負荷運転判断部が高負荷運転と判断した場合、前記待機運転制御部は、発電は停止させるとともに前記内燃機関を待機運転させ、その一方、前記高負荷運転判断部が高負荷運転でないと判断し、かつ、前記充電量監視部が前記車両を駆動する電力であって前記第一の所定の充電量よりも小さい第二の充電量に達していると判断した場合、前記内燃機関運転停止制御部が前記内燃機関の運転を停止する。
【００１５】
また、請求項９に係るハイブリッド車の駆動装置にあっては、発電用の内燃機関と、当該発電した電力を充電する充電器と、車両を駆動する電動モータとを有し、前記充電した電力を前記電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置において、
さらに、前記内燃機関を待機運転させる待機運転制御部と、前記内燃機関の運転を停止する内燃機関運転停止制御部と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部と、充電器の充電量を監視する充電量監視部とを有し、前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第一の所定の充電量に達していないと判断した場合、前記充電器の充電量が所定値に達するまで充電を継続し、前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第一の所定の充電量に達していると判断し且つ前記高負荷運転判断部が高負荷運転と判断した場合、前記待機運転制御部は、発電は停止させるとともに前記内燃機関を待機運転させ、その一方、前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第二の所定の充電量に達していると判断し且つ前記高負荷運転判断部が高負荷運転でないと判断した場合、前記内燃機関運転停止制御部が前記内燃機関の運転を停止するものである。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の請求項１にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、まず、車両の高負荷運転中は内燃機関を待機運転させることに特徴がある。つぎに、前記車両を駆動する電力を少なくとも充電しており、かつ、前記車両を高負荷運転しないときは、前記内燃機関の運転を停止することに特徴がある。
【００１８】
内燃機関を待機運転させておけば、高負荷運転中に内燃機関による電力供給が必要になったとき、すぐに内燃機関の回転数を上げることができるからかかる要求に迅速に対応できる。
【００１９】
その一方で、高負荷運転しないときには、迅速なる電力供給の必要性がないことから内燃機関の運転を停止することとした。このため、静粛性が向上し、停止分だけ燃費が良くなる。なお、前記車両を駆動する電力は少なくとも充電しおかないと車両の走行に支障をきたすので、前記内燃機関の運転・停止は必要な充電がなされていることを条件に行うことにした。
【００２０】
さらに、運転負荷に基づき内燃機関の運転・停止を切り換えるので、電力供給が必要となるたびに運転を開始する場合に比べ、当該切り換え回数を少なくできる。このため、消耗部品（スタータモータなど）の寿命が伸び、駆動装置の劣化を防止できる。
【００２１】
この発明の請求項２にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、電動モータの定格出力より前記高負荷運転か否かを判断するものである。すなわち、高負荷運転となる場合の具体例であり、モータの定格出力が一定値よりも大きい出力となるときに高負荷運転と判断するようにしたものである。車両の動力性能はモータと直接関係するので、高負荷運転の基準をモータの定格出力とするのが、内燃機関の待機・停止の適切な制御を行う上で好ましい。
【００２２】
この発明の請求項３にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、車両の速度により内燃機関の運転・停止を制御するものである。例えば高速で走行していると、ロードノイズや風切り音などが大きくなり内燃機関のノイズが消されて気にならないが、低速で走行しているときには内燃機関のノイズが顕著になる。このようなときに、内燃機関の運転を停止するれば、より静粛性が向上する。
【００２３】
この発明の請求項４にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、前記速度が８０ｋｍ／ｈ以上のときに内燃機関の運転を停止するものである。すなわち、我が国における高速道路と市街地道路との違いは、その速度にあるから、内燃機関の運転・停止を判断する速度基準としては８０ｋｍ／ｈが適切となろう。
【００２４】
この発明の請求項５にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、車両の運転状態のいかんにかかわらず所定の充電量に達するまで前記充電を継続し、当該所定の充電量に達したら上記いずれか一つに記載の運転方法を行うものである。前記所定の充電量とは、例えば車両の動力性能を十分に引き出せるだけの充電量とする。すなわち、充電量が不足しているまま運転すると、例えばレスポンスが悪化し、運転者はストレスを感じる。そこで、上記の運転・停止の切り換えは、車両の動力性能を十分に発揮できるときにだけ行うようにしたのである。このようにすれば、運転者にストレスを感じさせることがない。また、静粛性も向上し、燃費も良くなる。
【００２５】
この発明の請求項６にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、車両の高負荷運転中は内燃機関を待機運転させ、車両を駆動する電力が満充電されているか否かにかかわらず、前記車両が停止状態または停止状態と略同一視できるとき、前記内燃機関の運転を停止するものである。
【００２６】
たとえ充電中であっても、車両の停止中に内燃機関を運転すればノイズが耳に付きやすい。このため、車両を駆動する電力が満充電されてなくても、内燃機関の運転を停止するようにした。このため、さらに静粛性が増す。また、停止状態と略同一視できるときとは、例えば、停止寸前である場合等である。なお、充電が全くなされていないのに内燃機関を停止するのは好ましくないので、少なくとも発車に必要な最小限度の電力は確保しておく必要がある。
【００２７】
この発明の請求項７にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、前記停止状態と略同一視できる場合の具体例であるが、前記車両の速度が１０ｋｍ／ｈ以下になるとロードノイズ等が減少して、内燃機関のノイズが耳に付きはじめる。このため、かかる速度範囲では、内燃機関の運転を停止するようにし、静粛性を向上させている。
【００２８】
この発明の請求項８にかかるハイブリッド車の駆動装置（１００）は、内燃機関（５）を待機運転させる待機運転制御部（７、８）と、前記内燃機関（５）の運転を停止する内燃機関運転停止制御部（７、８）と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部（２１、２２、８）と、充電器（１０）の充電量を監視する充電量監視部（１３、８）と、を設けて、上記運転方法（請求項１）を実現するようにしたものである。従って、ハイブリッド車の駆動装置（１００）静粛性が向上し、燃費が低下する。また、駆動装置（１００）の劣化を防止できる。
【００２９】
この発明の請求項９にかかるハイブリッド車の駆動装置（１００）は、内燃機関（５）を待機運転させる待機運転制御部（７、８）と、前記内燃機関（５）の運転を停止する内燃機関運転停止制御部（７、８）と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部（２１、２２、８）と、充電器（１０）の充電量を監視する充電量監視部（１３、８）と、を設けて、上記運転方法（請求項５）を実現するようにしたものである。
【００３０】
すなわち、前記充電量監視部（１３、８）が前記充電器（１０）の充電量が所定値に達していないと判断した場合には、前記充電器（１０）の充電量が所定値に達するまで充電を継続することで、車両の動力性能を確保し、運転者にストレスを感じさせないようにした。その一方、前記充電量監視部（１３、８）が所定の充電量値に達していると判断した場合に、上記同様に内燃機関（５）の運転・停止を切り換えるようにしたので、静粛性が確保されて、燃費が良くなる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、この発明のハイブリッド車の駆動装置を示す構成図である。このハイブリッド車の駆動装置１００において、車両駆動用の電動モータ１の出力軸（図示省略）には減速機２が取り付けられ、この減速機２内に設けた差動装置（図示省略）を介して左右の車輪３、３が駆動される。
【００３４】
また、電動モータ１には、回転センサ２１が取り付けられている。この回転センサ２１は、電動モータ１の回転子（図示省略）の回転数を計測し、その計測情報をＥＶコントローラ（ＥＣＵ）８に送る。また、減速機２には、車速センサ２２が取り付けられている。この車速センサ２２は、車両の走行速度を計測し、その計測情報をＥＣＵ８およびスピードメータ（図示省略）に送る。
【００３５】
図において、５は発電用の内燃機関である。この内燃機関５には、発電機４が設けられている。内燃機関５の回転は、Ｖベルト６により発電機４に伝達される。また、内燃機関５は、スタータ５１により始動され、スロットル５２の開度により回転速度を調節している。
【００３６】
これらスタータ５１およびスロットル５２の動作は、内燃機関コントローラ（ＥＣＣＳ）７により制御される。さらに、このＥＣＣＳ７による制御は、ＥＣＵ８からの内燃機関５の運転・停止や、回転速度調節などの指令に基づき行われる。
【００３７】
発電機４により発電した交流電力は、コンバータ９により直流電力に変換され、蓄電池１０に供給されて充電される。なお、蓄電池１０には、充電器１２が設けられ、家庭用電源などからも充電可能となる。また、発電機４で発電される電力量（電圧、電流）の制御は、ＥＣＵ８からの指令により発電機コントローラ１１がモニタしつつ行う。
【００３８】
蓄電池１０の充電量・放電量（蓄電地残存容量）は、蓄電コントローラ１３によりモニタ管理される。蓄電コントローラ１３からの満充電完了情報、蓄電池残存容量情報、蓄電池温度情報などはＥＣＵ８へ送られ、ＥＣＵ８は各種情報を基に蓄電コントローラ１３へ充電開始指令、充電停止指令等の指令を戻す。
【００３９】
インバータ１４は、蓄電池１０から供給される直流電流を交流電流に変換し、電動モータ１に供給する。このインバータ１４の電圧、電流、周波数は、モータコントローラ１５によりモニタ管理される。
【００４０】
ＥＣＵ８は、セレクトレバー１６の位置情報や，アクセルぺダル１７およびブレーキペダル１８の踏み込み情報などにより、電動モータ１の出力や回転数等を演算し、モータコントローラ１５に指令を発する。
【００４１】
図２は、発電機４の出力特性を示すグラフ図である。発電出力は、内燃機関５の回転数が１０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍの間において、回転数の増加に比例して増加する。内燃機関５の待機運転中の回転数は、７００ｒｐｍ程度である。
【００４２】
図３は、蓄電池１０の充放電特性を示すグラフ図である。蓄電池１０の電圧は、経時的に低下していくが、ある時点で急激に低下する。かかる点を蓄電池残存容量０％とする。
【００４３】
Ｂ１は充電完了点であり、この点は、回生充電による余裕を考慮して蓄電池残存容量８０％に設定した。Ｂ２は第１の充電開始点であり、電動モータ１の出力（消費電力）が発電容量より大きい場合には蓄電池１０からの持ち出しになることを考慮し、蓄電池残存容量４０％に設定した。Ｂ３は第２の充電開始点であり、蓄電池の充電回数を抑えるため、蓄電池残存容量２０％に設定した。
【００４４】
図４は、電動モータ１の出力特性を示すグラフ図である。図中の実線は最大出力を示し、破線は定格出力を示す。最大出力は、定格出力の２倍程度とする。
【００４５】
図５は、内燃機関５の運転方法を示すフローチャートである。ステップＳ１では、発電機４が発電中か否かを判断する。発電中ならステップＳ２に、発電中でなければステップＳ６に進む。
【００４６】
ステップＳ２では、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の充電完了点Ｂ１以上か否かを判断する。蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１未満なら、当該蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１以上になるまで充電を継続する。充電完了点Ｂ１まで充電すれば、ハイブリッド車の動力性能を十分に確保できる。一方、蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１以上なら、充電する必要がないのでステップＳ３に進む。
【００４７】
ステップＳ３では、電動モータ１の出力が定格出力（図４参照）以上か否かを判断する。定格出力以上ならステップＳ４に、定格出力未満ならステップＳ５に進む。
【００４８】
ステップＳ４では、充電の必要がないので発電機４での発電を停止する。また、電動モータ１の出力が定格出力以上になれば高負荷運転となるため、内燃機関５の待機運転を行う。
【００４９】
ステップＳ５では、このときも充電の必要がないので発電機４での発電を停止する。また、電動モータ１の出力が定格出力以下なら低負荷運転となるから、内燃機関５の運転を停止する。これより、市街地における信号待ちのときなどで内燃機関５の運転が停止することになるため、静粛性が向上し、停止した分だけ燃費も良くなる。
【００５０】
つぎに、ステップＳ６では、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の第１の充電開始点Ｂ２以下か否かを判断する。この判断は、蓄電コントローラ１３が行う。蓄電池残存容量が第１の充電開始点Ｂ２以下なら充電が必要であるからステップＳ７に進む。蓄電池残存容量が第１の充電開始点Ｂ２より大きいならステップＳ１０に進む。
【００５１】
ステップＳ７では、内燃機関５が待機運転中か否かを判断する。待機運転中ならステップＳ８に、そうでないならステップＳ９に進む。
【００５２】
ステップＳ８では、内燃機関５の回転を上げて発電を開始し、蓄電池１０の充電を行う。この充電は、充電完了点Ｂ１に達するまで行う（ステップＳ２）。
【００５３】
ステップＳ９では、内燃機関５を始動して発電を開始し、蓄電池１０の充電を行う。同じく充電は、充電完了点Ｂ１に達するまで行う（ステップＳ２）
【００５４】
一方、ステップＳ１０では、電動モータ１の出力が定格出力（図４参照）以上か否かを判断する。この判断は、モータコントローラ１５が行う。定格出力以上なら高負荷運転になるのでステップＳ１１に、定格出力未満ならステップＳ１３に進む。
【００５５】
ステップＳ１１では、内燃機関５が待機運転中か否かを判断する。ここで、充電の必要はないが、高負荷運転となるので内燃機関５を待機運転する必要がある。このため、待機運転中ならそのまま待機運転を継続し、そうでないならステップＳ１２に進む。待機運転すれば、電動モータ１への迅速な電力供給が可能となる。
【００５６】
ステップＳ１２では、内燃機関５を始動し、待機運転を開始する。なお、内燃機関５の始動・停止を頻繁に行わないように、タイマまたはカウンタ等を設けてプログラムするのが好ましい。この場合も、上記同様、電動モータ１への迅速な電力供給が可能となる。
【００５７】
ステップＳ１３では、内燃機関５が停止中か否かを判断する。この場合は、低負荷運転となるので、内燃機関５が停止中ならそのまま停止状態を維持し、運転中ならステップＳ１４に進む。
【００５８】
ステップＳ１４では、内燃機関５の運転を停止する。これより、市街地における信号待ちのときなどで内燃機関５の運転が停止することになり、静粛性が向上し、燃費が良くなる。なお、このときも、内燃機関５の始動・停止を頻繁に行わないように、タイマまたはカウンタ等を設けてプログラムするのが好ましい。
【００５９】
以上のハイブリッド車の駆動装置１００によれば、低負荷運転のときには内燃機関５を停止するようにしたので、静粛性が向上し、燃費が良くなる。一方、高負荷運転のときには内燃機関５を待機運転しておくので、電動モータ１への電力供給が迅速に行えるから、ハイブリッド車の動力性能が向上する。
【００６０】
また、運転負荷により内燃機関５の始動・停止が行われるので、内燃機関による電力供給の要求の度に運転開始する場合に比べて、スタータ５１などが長持ちし内燃機関５の劣化を防止できる。
【００６１】
なお、上記内燃機関５の始動・停止は、充電開始点Ｂ１以上のときに行うので、ハイブリッド車の動力性能は十分に確保できる。
【００６２】
（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２にかかる内燃機関５の運転方法を示すフローチャートである。
【００６３】
この実施の形態２にかかるハイブリッド車の駆動装置の構成は、上記実施の形態１と略同様である。また、内燃機関５の運転方法は、上記実施の形態１の場合と略同様であるが、内燃機関５の待機か停止かの判断要素として「車速」を加えた点が異なる。従って、以下、上記実施の形態１（図５）と相違するフローチャートについて主に説明する。なお、図６において、図５と同一の符号は図５と同一のフローチャートを示す。
【００６４】
まず、ステップ３以降のフローチャートについて説明する。ステップＳ３では、電動モータ１の出力が定格出力（図４参照）以上か否かを判断する。定格出力以上ならステップＳ４に、定格出力未満ならステップＳ３ａに進む。
【００６５】
ステップＳ３ａでは、車速が所定値以下か否かを判断する。所定値とは、例えば市街地走行と高速道路走行との境界となる８０ｋｍ／ｈ（５０マイル／ｈ）程度が好ましい。車速が所定値以下の場合にはステップＳ５に、所定値より大きいときはステップＳ４に進む。
【００６６】
ステップＳ４では、充電の必要がないので発電機４での発電を停止し、高負荷運転となるので内燃機関５の待機運転を行う。このため、高速道路走行のような高負荷運転に対処できる。
【００６７】
ステップＳ５では、充電の必要がないので発電機４での発電を停止し、低負荷運転となるから内燃機関５の運転は停止する。これより、通常の市街地走行のときなどでは内燃機関５の運転が停止することになるため、静粛性が向上し、燃費も良くなる。
【００６８】
つぎに、ステップＳ１０以降のフローチャートについて説明する。ステップ１０では、電動モータ１の出力が定格出力（図４参照）以上か否かを判断する。定格出力以上ならステップＳ１１に、定格出力未満ならステップＳ１０ａに進む。
【００６９】
ステップ１０ａでは、車速が所定値以下か否かを判断する。車速が所定値以下の場合にはステップＳ１３に、所定値より大きいときはステップＳ１１に進む。
【００７０】
ステップＳ１１では、内燃機関５が待機運転中か否かを判断する。ここで、充電の必要はないが、高負荷運転となるので内燃機関５を待機運転する必要がある。従って、待機運転中ならそのまま待機運転を継続し、そうでないならステップＳ１２に進む。このため、高速道路走行のような高負荷運転に対処できる。
【００７１】
ステップＳ１２では、内燃機関５を始動し、待機運転を開始する。なお、内燃機関５の始動・停止を頻繁に行わないように、タイマまたはカウンタ等を設けてプログラムするのが好ましい。
【００７２】
ステップＳ１３では、内燃機関５が停止中か否かを判断する。この場合は、低負荷運転となるので、内燃機関５が停止中ならそのまま停止状態を維持し、運転中ならステップＳ１４に進む。
【００７３】
ステップＳ１４では、内燃機関５の運転を停止する。これより、市街地における信号待ちのときなどでは内燃機関５の運転が停止することになるため、静粛性が向上し、燃費も良くなる。なお、このときも、内燃機関５の始動・停止を頻繁に行わないように、タイマまたはカウンタ等を設けてプログラムするのが好ましい。
【００７４】
以上のハイブリッド車の駆動装置によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られる他、内燃機関５の待機・停止の判断要素として「車速」を加えたので、例えば市街地走行では更なる静粛性が実現し、高速道路走行では迅速な電力供給を行うことが出来るようになる。
【００７５】
（実施の形態３）
図７および図８は、この発明の実施の形態３にかかる内燃機関５の運転方法を示すフローチャートである。
【００７６】
この実施の形態３にかかるハイブリッド車の駆動装置の構成は、上記実施の形態１、２と略同様である。また、内燃機関５の運転方法は、上記実施の形態２の場合と略同様であるが、内燃機関５の待機か停止かの判断要素として上記第２の発電開始点Ｂ３（図３参照）を考慮した点が異なる。
【００７７】
すなわち、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３に示す通常の第１の充電開始点Ｂ２と第２の充電開始点Ｂ３との間（２０〜４０％）にあるときに、ハイブリッド車が停止した場合、静粛性確保のため内燃機関５の運転を停止することにしたのである。
【００７８】
従って、以下、上記実施の形態１（図６）と相違するフローチャートについて主に説明する。なお、図７および図８において、図５および図６と同一の符号は図５および図６と同一のフローチャートを示す。
【００７９】
まず、ステップＳ２以降のフローチャートについて説明する。ステップＳ２では、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の充電完了点Ｂ１以上か否かを判断する。蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１未満なら、充電する必要があるので、ステップＳ２ａに進む。蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１以上なら、充電する必要がないのでステップＳ３に進む。
【００８０】
ステップＳ２ａでは、さらに、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の充電開始点Ｂ３以上か否かを判断する。蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ３以上なら、少なくとも停止後発車するだけの電力が充電されているのでステップＳ２ｂに進む。充電開始点Ｂ３未満なら、少なくとも発車に必要な電力を充電するためステップＳ２ｄに進む。
【００８１】
ステップ２ｂでは、ハイブリッド車が停止状態か否かを判断する。なお、停止判断基準は車速が０ｋｍ／ｈであることであるが、その他、車速が１０ｋｍ／ｈ以下等でも停止状態と判断するようにしても良い。停止状態ならステップ２ｃに進み、走行状態ならステップ２ｄに進む。
【００８２】
ステップ２ｃでは、発電機４の発電を停止し、内燃機関５を停止する。これより、ハイブリッド車が停止しているときでも静粛性が確保される。
【００８３】
ステップ２ｄでは、蓄電池残存容量が第２の充電開始点Ｂ３になるまで発電を継続する。これより最低限の蓄電池残存容量が確保される。
【００８４】
つぎに、ステップＳ６ａ以降のフローチャートについて説明する。
【００８５】
ステップＳ６ａでは、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の第２の充電開始点Ｂ３以下か否かを判断する。蓄電池残存容量が第２の充電開始点Ｂ３以下ならステップＳ７に、蓄電池残存容量が第２の充電開始点Ｂ３より大きいならステップＳ６ｂに進む。
【００８６】
ステップ６ｂでは、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の第１の充電開始点Ｂ２以上か否かを判断する。蓄電池残存容量が第１の充電開始点Ｂ２未満ならステップＳ６ｃに、蓄電池残存容量が第１の充電開始点Ｂ２以上ならステップＳ１０に進む。
【００８７】
ステップ６ｃでは、ハイブリッド車が停止状態か否かを判断する。走行状態ならステップ６ｄに進み、停止状態ならステップ６ｇに進む。
【００８８】
ステップ６ｄでは、内燃機関５が停止しているか否かを判断する。停止していればステップ６ｅに、運転していればステップ６ｆにすすむ。
【００８９】
ステップ６ｅでは、内燃機関５を始動し、発電を開始する。これより、ハイブリッド車の走行に適当な蓄電池容量にまで、充電がなされる。
【００９０】
ステップ６ｆでは、内燃機関５の回転を上げて発電を行う。同じく、ハイブリッド車の走行に適当な蓄電池容量にまで、充電がなされる。
【００９１】
一方、ステップ６ｇでは、内燃機関５が停止しているか否かを判断する。停止してればそのまま停止状態を維持し、運転していればステップ６ｈにすすむ。
【００９２】
ステップ６ｈでは、内燃機関５を停止する。これより、ハイブリッド車が停止しているときでも静粛性が確保される。
【００９３】
以上のハイブリッド車の駆動装置によれば、上記実施の形態２と同様の効果が得られる他、ハイブリッド車が停止しているときには、内燃機関５の運転を停止するので、停止状態でも静粛性が確保される。特に、停止条件を１０ｋｍ／ｈ程度以下に設定しておけば、ブレーキを踏んで停止する直前から内燃機関５が停止するので、さらなる静粛性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るハイブリッド車の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した発電機の出力特性を示すグラフである。
【図３】図１に示した蓄電池の充放電特性を示すグラフである。
【図４】図１に示した電動モータの出力特性を示すグラフである。
【図５】図１に示した内燃機関の運転方法を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の運転方法を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３に係る内燃機関の運転方法を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態３に係る内燃機関の運転方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 電動モード
２ 減速機
３ 車輪
４ 発電機
５ 内燃機関
６ Ｖベルト
７ 内燃機関コントローラ
８ ＥＶコントローラ
９ コンバータ
１０ 蓄電池
１１ 発電機コントローラ
１２ 充電器
１３ 蓄電コントローラ
１４ インバータ
１５ モータコントローラ
１６ セレクトレバー
１７ アクセルぺダル
１８ ブレーキペダル
２１ 回転センサ
２２ 車速センサ
５１ スタータ
５２ スロットル
１００ ハイブリッド車の駆動装置
２００ ハイブリッド車の駆動装置
３００ ハイブリッド車の駆動装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド車の駆動装置の運転方法およびハイブリッド車の駆動装置に関し、さらに詳しくは、内燃機関の劣化を防げるとともに、静粛性に優れ且つ燃費の良いハイブリッド車の駆動装置の運転方法およびハイブリッド車の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題と自動車性能とを両立すべくバッテリ充電用の内燃機関を搭載した電気自動車（以下、ハイブリッド車という）が注目されている。このようなハイブリッド車では、容量に限界があるバッテリを有効活用するため、内燃機関の運転方法に種々の工夫を施している。
【０００３】
このようなハイブリッド車の内燃機関の運転方法としては、例えば、特開平５−３２８５２６号公報に記載の技術が知られている。かかる運転方法は、まず、車両のスタートキーがオンされてから車両が走行している間では、内燃機関は待機運転を行う。そして、車両が加速または登坂運転などの高付加運転領域に入ると、前記待機中の内燃機関が回転を上げて発電を開始し、モータへ所要電力を供給する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ハイブリッド車の内燃機関の運転方法では、車両走行中は常に内燃機関を運転することになり、静粛性に欠け、燃費が悪化する問題点があった。これらは、いずれもハイブリッド車の優れた特徴を滅殺するものである。
【０００５】
一方、充電が不要なときには内燃機関を運転を停止し、充電が必要なときに内燃機関の運転を行うようにすると、運転・停止を頻繁に行うことになり、排気性能が悪化し、スタータモータ等の寿命が短くなる。
【０００６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、内燃機関の劣化を防げるとともに、静粛性に優れ、かつ、燃費の良いハイブリッド車の駆動装置の運転方法およびハイブリッド車の駆動装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、内燃機関により発電し、この発電した電力を充電し、当該充電した電力を電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記充電した電力がハイブリッド車の動力性能を十分に確保できる第一の所定の充電量に達しておりかつ前記車両の高負荷運転中は、発電は停止させるとともに内燃機関を待機運転させ、その一方、前記車両を駆動する電力を少なくとも充電しており、かつ、前記車両を高負荷運転しないときは、前記内燃機関の運転を停止するものである。
【０００８】
また、請求項２に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、上記ハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記電動モータの定格出力に基づき前記高負荷運転か否かを判断するものである。
【０００９】
また、請求項３に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、上記ハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、さらに、前記車両の速度に基づき内燃機関の運転・停止を制御するものである。
【００１０】
また、請求項４に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、上記ハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記速度が８０ｋｍ／ｈ以上のときに内燃機関の運転を停止するものである。
【００１１】
また、請求項５に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、内燃機関により発電し、この発電した電力を充電し、当該充電した電力を電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記車両の運転状態のいかんにかかわらず前記第一の所定の充電量に達するまで前記充電を継続し、当該第一の所定の充電量に達したら上記いずれか一つに記載の運転方法を行うものである。
【００１２】
また、請求項６に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、内燃機関により発電し、この発電した電力を充電し、当該充電した電力を電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、
前記充電した電力が前記第一の所定の充電量に達しておりかつ前記車両の高負荷運転中は、発電は停止させるとともに内燃機関を待機運転させ、その一方、車両を駆動する電力が満充電されているか否かにかかわらず、前記車両が停止状態または停止状態と略同一視できるとき、前記内燃機関の運転を停止するものである。
【００１３】
また、請求項７に係るハイブリッド車の駆動装置の運転方法にあっては、上記ハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、前記停止状態と略同一視できるときは、前記車両の速度が１０ｋｍ／ｈ以下のときとした。
【００１４】
また、請求項８に係るハイブリッド車の駆動装置にあっては、発電用の内燃機関と、当該発電した電力を充電する充電器と、車両を駆動する電動モータとを有し、前記充電した電力を前記電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置において、
さらに、前記内燃機関を待機運転させる待機運転制御部と、前記内燃機関の運転を停止する内燃機関運転停止制御部と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部と、充電器の充電量を監視する充電量監視部とを有し、
前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第一の所定の充電量に達していると判断し且つ前記高負荷運転判断部が高負荷運転と判断した場合、前記待機運転制御部は、発電は停止させるとともに前記内燃機関を待機運転させ、その一方、前記高負荷運転判断部が高負荷運転でないと判断し、かつ、前記充電量監視部が前記車両を駆動する電力であって前記第一の所定の充電量よりも小さい第二の充電量に達していると判断した場合、前記内燃機関運転停止制御部が前記内燃機関の運転を停止する。
【００１５】
また、請求項９に係るハイブリッド車の駆動装置にあっては、発電用の内燃機関と、当該発電した電力を充電する充電器と、車両を駆動する電動モータとを有し、前記充電した電力を前記電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置において、
さらに、前記内燃機関を待機運転させる待機運転制御部と、前記内燃機関の運転を停止する内燃機関運転停止制御部と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部と、充電器の充電量を監視する充電量監視部とを有し、前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第一の所定の充電量に達していないと判断した場合、前記充電器の充電量が所定値に達するまで充電を継続し、前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第一の所定の充電量に達していると判断し且つ前記高負荷運転判断部が高負荷運転と判断した場合、前記待機運転制御部は、発電は停止させるとともに前記内燃機関を待機運転させ、その一方、前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第二の所定の充電量に達していると判断し且つ前記高負荷運転判断部が高負荷運転でないと判断した場合、前記内燃機関運転停止制御部が前記内燃機関の運転を停止するものである。
【００１７】
【発明の効果】
この発明の請求項１にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、まず、車両の高負荷運転中は内燃機関を待機運転させることに特徴がある。つぎに、前記車両を駆動する電力を少なくとも充電しており、かつ、前記車両を高負荷運転しないときは、前記内燃機関の運転を停止することに特徴がある。
【００１８】
内燃機関を待機運転させておけば、高負荷運転中に内燃機関による電力供給が必要になったとき、すぐに内燃機関の回転数を上げることができるからかかる要求に迅速に対応できる。
【００１９】
その一方で、高負荷運転しないときには、迅速なる電力供給の必要性がないことから内燃機関の運転を停止することとした。このため、静粛性が向上し、停止分だけ燃費が良くなる。なお、前記車両を駆動する電力は少なくとも充電しおかないと車両の走行に支障をきたすので、前記内燃機関の運転・停止は必要な充電がなされていることを条件に行うことにした。
【００２０】
さらに、運転負荷に基づき内燃機関の運転・停止を切り換えるので、電力供給が必要となるたびに運転を開始する場合に比べ、当該切り換え回数を少なくできる。このため、消耗部品（スタータモータなど）の寿命が伸び、駆動装置の劣化を防止できる。
【００２１】
この発明の請求項２にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、電動モータの定格出力より前記高負荷運転か否かを判断するものである。すなわち、高負荷運転となる場合の具体例であり、モータの定格出力が一定値よりも大きい出力となるときに高負荷運転と判断するようにしたものである。車両の動力性能はモータと直接関係するので、高負荷運転の基準をモータの定格出力とするのが、内燃機関の待機・停止の適切な制御を行う上で好ましい。
【００２２】
この発明の請求項３にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、車両の速度により内燃機関の運転・停止を制御するものである。例えば高速で走行していると、ロードノイズや風切り音などが大きくなり内燃機関のノイズが消されて気にならないが、低速で走行しているときには内燃機関のノイズが顕著になる。このようなときに、内燃機関の運転を停止するれば、より静粛性が向上する。
【００２３】
この発明の請求項４にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、前記速度が８０ｋｍ／ｈ以上のときに内燃機関の運転を停止するものである。すなわち、我が国における高速道路と市街地道路との違いは、その速度にあるから、内燃機関の運転・停止を判断する速度基準としては８０ｋｍ／ｈが適切となろう。
【００２４】
この発明の請求項５にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、車両の運転状態のいかんにかかわらず所定の充電量に達するまで前記充電を継続し、当該所定の充電量に達したら上記いずれか一つに記載の運転方法を行うものである。前記所定の充電量とは、例えば車両の動力性能を十分に引き出せるだけの充電量とする。すなわち、充電量が不足しているまま運転すると、例えばレスポンスが悪化し、運転者はストレスを感じる。そこで、上記の運転・停止の切り換えは、車両の動力性能を十分に発揮できるときにだけ行うようにしたのである。このようにすれば、運転者にストレスを感じさせることがない。また、静粛性も向上し、燃費も良くなる。
【００２５】
この発明の請求項６にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、車両の高負荷運転中は内燃機関を待機運転させ、車両を駆動する電力が満充電されているか否かにかかわらず、前記車両が停止状態または停止状態と略同一視できるとき、前記内燃機関の運転を停止するものである。
【００２６】
たとえ充電中であっても、車両の停止中に内燃機関を運転すればノイズが耳に付きやすい。このため、車両を駆動する電力が満充電されてなくても、内燃機関の運転を停止するようにした。このため、さらに静粛性が増す。また、停止状態と略同一視できるときとは、例えば、停止寸前である場合等である。なお、充電が全くなされていないのに内燃機関を停止するのは好ましくないので、少なくとも発車に必要な最小限度の電力は確保しておく必要がある。
【００２７】
この発明の請求項７にかかるハイブリッド車の駆動装置の運転方法は、前記停止状態と略同一視できる場合の具体例であるが、前記車両の速度が１０ｋｍ／ｈ以下になるとロードノイズ等が減少して、内燃機関のノイズが耳に付きはじめる。このため、かかる速度範囲では、内燃機関の運転を停止するようにし、静粛性を向上させている。
【００２８】
この発明の請求項８にかかるハイブリッド車の駆動装置（１００）は、内燃機関（５）を待機運転させる待機運転制御部（７、８）と、前記内燃機関（５）の運転を停止する内燃機関運転停止制御部（７、８）と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部（２１、２２、８）と、充電器（１０）の充電量を監視する充電量監視部（１３、８）と、を設けて、上記運転方法（請求項１）を実現するようにしたものである。従って、ハイブリッド車の駆動装置（１００）静粛性が向上し、燃費が低下する。また、駆動装置（１００）の劣化を防止できる。
【００２９】
この発明の請求項９にかかるハイブリッド車の駆動装置（１００）は、内燃機関（５）を待機運転させる待機運転制御部（７、８）と、前記内燃機関（５）の運転を停止する内燃機関運転停止制御部（７、８）と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部（２１、２２、８）と、充電器（１０）の充電量を監視する充電量監視部（１３、８）と、を設けて、上記運転方法（請求項５）を実現するようにしたものである。
【００３０】
すなわち、前記充電量監視部（１３、８）が前記充電器（１０）の充電量が所定値に達していないと判断した場合には、前記充電器（１０）の充電量が所定値に達するまで充電を継続することで、車両の動力性能を確保し、運転者にストレスを感じさせないようにした。その一方、前記充電量監視部（１３、８）が所定の充電量値に達していると判断した場合に、上記同様に内燃機関（５）の運転・停止を切り換えるようにしたので、静粛性が確保されて、燃費が良くなる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、この発明のハイブリッド車の駆動装置を示す構成図である。このハイブリッド車の駆動装置１００において、車両駆動用の電動モータ１の出力軸（図示省略）には減速機２が取り付けられ、この減速機２内に設けた差動装置（図示省略）を介して左右の車輪３、３が駆動される。
【００３４】
また、電動モータ１には、回転センサ２１が取り付けられている。この回転センサ２１は、電動モータ１の回転子（図示省略）の回転数を計測し、その計測情報をＥＶコントローラ（ＥＣＵ）８に送る。また、減速機２には、車速センサ２２が取り付けられている。この車速センサ２２は、車両の走行速度を計測し、その計測情報をＥＣＵ８およびスピードメータ（図示省略）に送る。
【００３５】
図において、５は発電用の内燃機関である。この内燃機関５には、発電機４が設けられている。内燃機関５の回転は、Ｖベルト６により発電機４に伝達される。また、内燃機関５は、スタータ５１により始動され、スロットル５２の開度により回転速度を調節している。
【００３６】
これらスタータ５１およびスロットル５２の動作は、内燃機関コントローラ（ＥＣＣＳ）７により制御される。さらに、このＥＣＣＳ７による制御は、ＥＣＵ８からの内燃機関５の運転・停止や、回転速度調節などの指令に基づき行われる。
【００３７】
発電機４により発電した交流電力は、コンバータ９により直流電力に変換され、蓄電池１０に供給されて充電される。なお、蓄電池１０には、充電器１２が設けられ、家庭用電源などからも充電可能となる。また、発電機４で発電される電力量（電圧、電流）の制御は、ＥＣＵ８からの指令により発電機コントローラ１１がモニタしつつ行う。
【００３８】
蓄電池１０の充電量・放電量（蓄電地残存容量）は、蓄電コントローラ１３によりモニタ管理される。蓄電コントローラ１３からの満充電完了情報、蓄電池残存容量情報、蓄電池温度情報などはＥＣＵ８へ送られ、ＥＣＵ８は各種情報を基に蓄電コントローラ１３へ充電開始指令、充電停止指令等の指令を戻す。
【００３９】
インバータ１４は、蓄電池１０から供給される直流電流を交流電流に変換し、電動モータ１に供給する。このインバータ１４の電圧、電流、周波数は、モータコントローラ１５によりモニタ管理される。
【００４０】
ＥＣＵ８は、セレクトレバー１６の位置情報や，アクセルぺダル１７およびブレーキペダル１８の踏み込み情報などにより、電動モータ１の出力や回転数等を演算し、モータコントローラ１５に指令を発する。
【００４１】
図２は、発電機４の出力特性を示すグラフ図である。発電出力は、内燃機関５の回転数が１０００ｒｐｍから４０００ｒｐｍの間において、回転数の増加に比例して増加する。内燃機関５の待機運転中の回転数は、７００ｒｐｍ程度である。
【００４２】
図３は、蓄電池１０の充放電特性を示すグラフ図である。蓄電池１０の電圧は、経時的に低下していくが、ある時点で急激に低下する。かかる点を蓄電池残存容量０％とする。
【００４３】
Ｂ１は充電完了点であり、この点は、回生充電による余裕を考慮して蓄電池残存容量８０％に設定した。Ｂ２は第１の充電開始点であり、電動モータ１の出力（消費電力）が発電容量より大きい場合には蓄電池１０からの持ち出しになることを考慮し、蓄電池残存容量４０％に設定した。Ｂ３は第２の充電開始点であり、蓄電池の充電回数を抑えるため、蓄電池残存容量２０％に設定した。
【００４４】
図４は、電動モータ１の出力特性を示すグラフ図である。図中の実線は最大出力を示し、破線は定格出力を示す。最大出力は、定格出力の２倍程度とする。
【００４５】
図５は、内燃機関５の運転方法を示すフローチャートである。ステップＳ１では、発電機４が発電中か否かを判断する。発電中ならステップＳ２に、発電中でなければステップＳ６に進む。
【００４６】
ステップＳ２では、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の充電完了点Ｂ１以上か否かを判断する。蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１未満なら、当該蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１以上になるまで充電を継続する。充電完了点Ｂ１まで充電すれば、ハイブリッド車の動力性能を十分に確保できる。一方、蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１以上なら、充電する必要がないのでステップＳ３に進む。
【００４７】
ステップＳ３では、電動モータ１の出力が定格出力（図４参照）以上か否かを判断する。定格出力以上ならステップＳ４に、定格出力未満ならステップＳ５に進む。
【００４８】
ステップＳ４では、充電の必要がないので発電機４での発電を停止する。また、電動モータ１の出力が定格出力以上になれば高負荷運転となるため、内燃機関５の待機運転を行う。
【００４９】
ステップＳ５では、このときも充電の必要がないので発電機４での発電を停止する。また、電動モータ１の出力が定格出力以下なら低負荷運転となるから、内燃機関５の運転を停止する。これより、市街地における信号待ちのときなどで内燃機関５の運転が停止することになるため、静粛性が向上し、停止した分だけ燃費も良くなる。
【００５０】
つぎに、ステップＳ６では、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の第１の充電開始点Ｂ２以下か否かを判断する。この判断は、蓄電コントローラ１３が行う。蓄電池残存容量が第１の充電開始点Ｂ２以下なら充電が必要であるからステップＳ７に進む。蓄電池残存容量が第１の充電開始点Ｂ２より大きいならステップＳ１０に進む。
【００５１】
ステップＳ７では、内燃機関５が待機運転中か否かを判断する。待機運転中ならステップＳ８に、そうでないならステップＳ９に進む。
【００５２】
ステップＳ８では、内燃機関５の回転を上げて発電を開始し、蓄電池１０の充電を行う。この充電は、充電完了点Ｂ１に達するまで行う（ステップＳ２）。
【００５３】
ステップＳ９では、内燃機関５を始動して発電を開始し、蓄電池１０の充電を行う。同じく充電は、充電完了点Ｂ１に達するまで行う（ステップＳ２）
【００５４】
一方、ステップＳ１０では、電動モータ１の出力が定格出力（図４参照）以上か否かを判断する。この判断は、モータコントローラ１５が行う。定格出力以上なら高負荷運転になるのでステップＳ１１に、定格出力未満ならステップＳ１３に進む。
【００５５】
ステップＳ１１では、内燃機関５が待機運転中か否かを判断する。ここで、充電の必要はないが、高負荷運転となるので内燃機関５を待機運転する必要がある。このため、待機運転中ならそのまま待機運転を継続し、そうでないならステップＳ１２に進む。待機運転すれば、電動モータ１への迅速な電力供給が可能となる。
【００５６】
ステップＳ１２では、内燃機関５を始動し、待機運転を開始する。なお、内燃機関５の始動・停止を頻繁に行わないように、タイマまたはカウンタ等を設けてプログラムするのが好ましい。この場合も、上記同様、電動モータ１への迅速な電力供給が可能となる。
【００５７】
ステップＳ１３では、内燃機関５が停止中か否かを判断する。この場合は、低負荷運転となるので、内燃機関５が停止中ならそのまま停止状態を維持し、運転中ならステップＳ１４に進む。
【００５８】
ステップＳ１４では、内燃機関５の運転を停止する。これより、市街地における信号待ちのときなどで内燃機関５の運転が停止することになり、静粛性が向上し、燃費が良くなる。なお、このときも、内燃機関５の始動・停止を頻繁に行わないように、タイマまたはカウンタ等を設けてプログラムするのが好ましい。
【００５９】
以上のハイブリッド車の駆動装置１００によれば、低負荷運転のときには内燃機関５を停止するようにしたので、静粛性が向上し、燃費が良くなる。一方、高負荷運転のときには内燃機関５を待機運転しておくので、電動モータ１への電力供給が迅速に行えるから、ハイブリッド車の動力性能が向上する。
【００６０】
また、運転負荷により内燃機関５の始動・停止が行われるので、内燃機関による電力供給の要求の度に運転開始する場合に比べて、スタータ５１などが長持ちし内燃機関５の劣化を防止できる。
【００６１】
なお、上記内燃機関５の始動・停止は、充電開始点Ｂ１以上のときに行うので、ハイブリッド車の動力性能は十分に確保できる。
【００６２】
（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２にかかる内燃機関５の運転方法を示すフローチャートである。
【００６３】
この実施の形態２にかかるハイブリッド車の駆動装置の構成は、上記実施の形態１と略同様である。また、内燃機関５の運転方法は、上記実施の形態１の場合と略同様であるが、内燃機関５の待機か停止かの判断要素として「車速」を加えた点が異なる。従って、以下、上記実施の形態１（図５）と相違するフローチャートについて主に説明する。なお、図６において、図５と同一の符号は図５と同一のフローチャートを示す。
【００６４】
まず、ステップ３以降のフローチャートについて説明する。ステップＳ３では、電動モータ１の出力が定格出力（図４参照）以上か否かを判断する。定格出力以上ならステップＳ４に、定格出力未満ならステップＳ３ａに進む。
【００６５】
ステップＳ３ａでは、車速が所定値以下か否かを判断する。所定値とは、例えば市街地走行と高速道路走行との境界となる８０ｋｍ／ｈ（５０マイル／ｈ）程度が好ましい。車速が所定値以下の場合にはステップＳ５に、所定値より大きいときはステップＳ４に進む。
【００６６】
ステップＳ４では、充電の必要がないので発電機４での発電を停止し、高負荷運転となるので内燃機関５の待機運転を行う。このため、高速道路走行のような高負荷運転に対処できる。
【００６７】
ステップＳ５では、充電の必要がないので発電機４での発電を停止し、低負荷運転となるから内燃機関５の運転は停止する。これより、通常の市街地走行のときなどでは内燃機関５の運転が停止することになるため、静粛性が向上し、燃費も良くなる。
【００６８】
つぎに、ステップＳ１０以降のフローチャートについて説明する。ステップ１０では、電動モータ１の出力が定格出力（図４参照）以上か否かを判断する。定格出力以上ならステップＳ１１に、定格出力未満ならステップＳ１０ａに進む。
【００６９】
ステップ１０ａでは、車速が所定値以下か否かを判断する。車速が所定値以下の場合にはステップＳ１３に、所定値より大きいときはステップＳ１１に進む。
【００７０】
ステップＳ１１では、内燃機関５が待機運転中か否かを判断する。ここで、充電の必要はないが、高負荷運転となるので内燃機関５を待機運転する必要がある。従って、待機運転中ならそのまま待機運転を継続し、そうでないならステップＳ１２に進む。このため、高速道路走行のような高負荷運転に対処できる。
【００７１】
ステップＳ１２では、内燃機関５を始動し、待機運転を開始する。なお、内燃機関５の始動・停止を頻繁に行わないように、タイマまたはカウンタ等を設けてプログラムするのが好ましい。
【００７２】
ステップＳ１３では、内燃機関５が停止中か否かを判断する。この場合は、低負荷運転となるので、内燃機関５が停止中ならそのまま停止状態を維持し、運転中ならステップＳ１４に進む。
【００７３】
ステップＳ１４では、内燃機関５の運転を停止する。これより、市街地における信号待ちのときなどでは内燃機関５の運転が停止することになるため、静粛性が向上し、燃費も良くなる。なお、このときも、内燃機関５の始動・停止を頻繁に行わないように、タイマまたはカウンタ等を設けてプログラムするのが好ましい。
【００７４】
以上のハイブリッド車の駆動装置によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られる他、内燃機関５の待機・停止の判断要素として「車速」を加えたので、例えば市街地走行では更なる静粛性が実現し、高速道路走行では迅速な電力供給を行うことが出来るようになる。
【００７５】
（実施の形態３）
図７および図８は、この発明の実施の形態３にかかる内燃機関５の運転方法を示すフローチャートである。
【００７６】
この実施の形態３にかかるハイブリッド車の駆動装置の構成は、上記実施の形態１、２と略同様である。また、内燃機関５の運転方法は、上記実施の形態２の場合と略同様であるが、内燃機関５の待機か停止かの判断要素として上記第２の発電開始点Ｂ３（図３参照）を考慮した点が異なる。
【００７７】
すなわち、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３に示す通常の第１の充電開始点Ｂ２と第２の充電開始点Ｂ３との間（２０〜４０％）にあるときに、ハイブリッド車が停止した場合、静粛性確保のため内燃機関５の運転を停止することにしたのである。
【００７８】
従って、以下、上記実施の形態１（図６）と相違するフローチャートについて主に説明する。なお、図７および図８において、図５および図６と同一の符号は図５および図６と同一のフローチャートを示す。
【００７９】
まず、ステップＳ２以降のフローチャートについて説明する。ステップＳ２では、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の充電完了点Ｂ１以上か否かを判断する。蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１未満なら、充電する必要があるので、ステップＳ２ａに進む。蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ１以上なら、充電する必要がないのでステップＳ３に進む。
【００８０】
ステップＳ２ａでは、さらに、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の充電開始点Ｂ３以上か否かを判断する。蓄電池残存容量が充電完了点Ｂ３以上なら、少なくとも停止後発車するだけの電力が充電されているのでステップＳ２ｂに進む。充電開始点Ｂ３未満なら、少なくとも発車に必要な電力を充電するためステップＳ２ｄに進む。
【００８１】
ステップ２ｂでは、ハイブリッド車が停止状態か否かを判断する。なお、停止判断基準は車速が０ｋｍ／ｈであることであるが、その他、車速が１０ｋｍ／ｈ以下等でも停止状態と判断するようにしても良い。停止状態ならステップ２ｃに進み、走行状態ならステップ２ｄに進む。
【００８２】
ステップ２ｃでは、発電機４の発電を停止し、内燃機関５を停止する。これより、ハイブリッド車が停止しているときでも静粛性が確保される。
【００８３】
ステップ２ｄでは、蓄電池残存容量が第２の充電開始点Ｂ３になるまで発電を継続する。これより最低限の蓄電池残存容量が確保される。
【００８４】
つぎに、ステップＳ６ａ以降のフローチャートについて説明する。
【００８５】
ステップＳ６ａでは、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の第２の充電開始点Ｂ３以下か否かを判断する。蓄電池残存容量が第２の充電開始点Ｂ３以下ならステップＳ７に、蓄電池残存容量が第２の充電開始点Ｂ３より大きいならステップＳ６ｂに進む。
【００８６】
ステップ６ｂでは、蓄電池１０の蓄電池残存容量が図３の第１の充電開始点Ｂ２以上か否かを判断する。蓄電池残存容量が第１の充電開始点Ｂ２未満ならステップＳ６ｃに、蓄電池残存容量が第１の充電開始点Ｂ２以上ならステップＳ１０に進む。
【００８７】
ステップ６ｃでは、ハイブリッド車が停止状態か否かを判断する。走行状態ならステップ６ｄに進み、停止状態ならステップ６ｇに進む。
【００８８】
ステップ６ｄでは、内燃機関５が停止しているか否かを判断する。停止していればステップ６ｅに、運転していればステップ６ｆにすすむ。
【００８９】
ステップ６ｅでは、内燃機関５を始動し、発電を開始する。これより、ハイブリッド車の走行に適当な蓄電池容量にまで、充電がなされる。
【００９０】
ステップ６ｆでは、内燃機関５の回転を上げて発電を行う。同じく、ハイブリッド車の走行に適当な蓄電池容量にまで、充電がなされる。
【００９１】
一方、ステップ６ｇでは、内燃機関５が停止しているか否かを判断する。停止してればそのまま停止状態を維持し、運転していればステップ６ｈにすすむ。
【００９２】
ステップ６ｈでは、内燃機関５を停止する。これより、ハイブリッド車が停止しているときでも静粛性が確保される。
【００９３】
以上のハイブリッド車の駆動装置によれば、上記実施の形態２と同様の効果が得られる他、ハイブリッド車が停止しているときには、内燃機関５の運転を停止するので、停止状態でも静粛性が確保される。特に、停止条件を１０ｋｍ／ｈ程度以下に設定しておけば、ブレーキを踏んで停止する直前から内燃機関５が停止するので、さらなる静粛性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るハイブリッド車の駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した発電機の出力特性を示すグラフである。
【図３】図１に示した蓄電池の充放電特性を示すグラフである。
【図４】図１に示した電動モータの出力特性を示すグラフである。
【図５】図１に示した内燃機関の運転方法を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の運転方法を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３に係る内燃機関の運転方法を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態３に係る内燃機関の運転方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 電動モード
２ 減速機
３ 車輪
４ 発電機
５ 内燃機関
６ Ｖベルト
７ 内燃機関コントローラ
８ ＥＶコントローラ
９ コンバータ
１０ 蓄電池
１１ 発電機コントローラ
１２ 充電器
１３ 蓄電コントローラ
１４ インバータ
１５ モータコントローラ
１６ セレクトレバー
１７ アクセルぺダル
１８ ブレーキペダル
２１ 回転センサ
２２ 車速センサ
５１ スタータ
５２ スロットル
１００ ハイブリッド車の駆動装置
２００ ハイブリッド車の駆動装置
３００ ハイブリッド車の駆動装置
Claims (9)
- 内燃機関により発電し、この発電した電力を充電し、当該充電した電力を電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、
前記充電した電力がハイブリッド車の動力性能を十分に確保できる第一の所定の充電量に達しておりかつ前記車両の高負荷運転中は、発電は停止させるとともに内燃機関を待機運転させ、その一方、前記車両を駆動する電力を少なくとも充電しており、かつ、前記車両を高負荷運転しないときは、前記内燃機関の運転を停止することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置の運転方法。 - 前記電動モータの定格出力に基づき前記高負荷運転か否かを判断することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の駆動装置の運転方法。
- さらに、前記車両の速度に基づき内燃機関の運転・停止を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車の駆動装置の運転方法。
- 前記速度が８０ｋｍ／ｈ以上のときに内燃機関の運転を停止することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車の駆動装置の運転方法。
- 内燃機関により発電し、この発電した電力を充電し、当該充電した電力を電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、
前記車両の運転状態のいかんにかかわらず前記第一の所定の充電量に達するまで前記充電を継続し、当該第一の所定の充電量に達したら前記請求項１〜４のいずれか一つに記載の運転方法を行うことを特徴とするハイブリッド車の駆動装置の運転方法。 - 内燃機関により発電し、この発電した電力を充電し、当該充電した電力を電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置の運転方法において、
前記充電した電力が前記第一の所定の充電量に達しておりかつ前記車両の高負荷運転中は、発電は停止させるとともに内燃機関を待機運転させ、その一方、車両を駆動する電力が満充電されているか否かにかかわらず、前記車両が停止状態または停止状態と略同一視できるとき、前記内燃機関の運転を停止することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置の運転方法。 - 前記停止状態と略同一視できるときは、前記車両の速度が１０ｋｍ／ｈ以下のときであることを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車の駆動装置の運転方法。
- 発電用の内燃機関と、当該発電した電力を充電する充電器と、車両を駆動する電動モータとを有し、前記充電した電力を前記電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置において、
さらに、前記内燃機関を待機運転させる待機運転制御部と、前記内燃機関の運転を停止する内燃機関運転停止制御部と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部と、充電器の充電量を監視する充電量監視部とを有し、
前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第一の所定の充電量に達していると判断し且つ前記高負荷運転判断部が高負荷運転と判断した場合、前記待機運転制御部は、発電は停止させるとともに前記内燃機関を待機運転させ、その一方、前記高負荷運転判断部が高負荷運転でないと判断し、かつ、前記充電量監視部が前記車両を駆動する電力であって前記第一の所定の充電量よりも小さい第二の充電量に達していると判断した場合、前記内燃機関運転停止制御部が前記内燃機関の運転を停止することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。 - 発電用の内燃機関と、当該発電した電力を充電する充電器と、車両を駆動する電動モータとを有し、前記充電した電力を前記電動モータに供給し、車両の高負荷運転中は前記内燃機関により発電した電力をさらに電動モータに供給することで車両を駆動するハイブリッド車の駆動装置において、
さらに、前記内燃機関を待機運転させる待機運転制御部と、前記内燃機関の運転を停止する内燃機関運転停止制御部と、前記車両の高負荷運転を判断する高負荷運転判断部と、充電器の充電量を監視する充電量監視部とを有し、
前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第一の所定の充電量に達していないと判断した場合、前記充電器の充電量が所定値に達するまで充電を継続し、
前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第一の所定の充電量に達していると判断し且つ前記高負荷運転判断部が高負荷運転と判断した場合、前記待機運転制御部は、発電は停止させるとともに前記内燃機関を待機運転させ、その一方、前記充電量監視部が前記充電器の充電量が前記第二の所定の充電量に達していると判断し且つ前記高負荷運転判断部が高負荷運転でないと判断した場合、前記内燃機関運転停止制御部が前記内燃機関の運転を停止することを特徴とするハイブリッド車の駆動装置。
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