JPH0561432U - ハイブリッドエンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハイブリッドエンジンにおいて、低温時に駆
動アシストするように制御して、内燃エンジンの排気ガ
スの有害成分等を有効に低減し、回転機等を小型化す
る。 【構成】 ハイブリッドエンジン１を内燃エンジン２の
駆動系に、発電と電動の機能を有する回転機３をパラレ
ル式に連結して構成する。そして回転機３の制御系に、
発電制御系３０と電動制御系３１を設ける。電動制御系
３１は、低温時に触媒活性化する迄の所定の時間だけ、
電動モード制御部３７の駆動アシスト量に基づき駆動制
御部３５により回転機３を駆動して走行に必要なトルク
をまかない、不足分はエンジン負担設定部３９の内燃エ
ンジン負担に応じて駆動するように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両用エンジンとして、熱機関のエンジンに発電、電動式回転機を 組合わせたハイブリッドエンジンの制御装置に関し、詳しくは、低温時の排気ガ ス低減対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】

車両用エンジンとして、内燃エンジンに発電、電動式回転機を組合わせたハイ ブリッドエンジンが既に知られており、内燃エンジンの燃費や排気ガスの低減に 対して期待されている。ここでハイブリッドエンジンにおいては、種々のシステ ムや制御方法が提案されているが、モータやバッテリが常時使用されることから 容量が大きくなり、このため車体重量が増し、居住空間が狭くなり、コストも高 い等の問題を抱えている。

【０００３】 一方近年、車両においては、環境保全の点で、排気ガス規制が更に強化される 傾向にある。ここで排気ガスの有害成分の排出状態を考察すると、特に低温時に 触媒が活性化する以前に排出されるＨＣ、ＣＯが、これら有害成分の全排出ガス 全体の９０％を占めることが知られている。このため低温時のＨＣ、ＣＯを低減 する対策が、重要視されてきている。この対策として、内燃エンジンの燃焼改善 をしたり、触媒にヒータを装着して活性化を促進する等の方法が提案されている が、エンジン始動後１分位までの短い時間の対策であるから、容易に実現するこ とが難しい。この点でハイブリッドエンジンでは電動機駆動により内燃エンジン の出力を抑えることができ、この利点に着目することで、低温時の排気ガスの有 害成分を効果的に低減することが期待される。

【０００４】 従来、上記ハイブリッドエンジンの駆動制御に関しては、例えば特開平３−１ ２１９２８号公報の先行技術があり、内燃エンジンの負荷が所定の値以上の高負 荷の場合に、モータを駆動してアシストすることが示されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記先行技術のものにあっては、内燃エンジンの高負荷付近でモー タにより駆動アシストして、全体の出力をアップする構成であるから、低温時の 排気ガスや燃費を低減することはできない。またモータやバッテリは、積極的に 出力アップするものであるから、容量の大きいものが必要になる。

【０００６】 本考案は、この点に鑑みてなされたもので、ハイブリッドエンジンにおいて低 温時に駆動アシストするように制御して、内燃エンジンの排気ガスの有害成分等 を有効に低減し、回転機等を小型化することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、内燃エンジンの駆動系に、発電と電動の 機能を有する回転機がパラレル式に連結されるハイブリッドエンジンにおいて、 回転機を減速時の走行エネルギにより発電機として作動してバッテリに充電する 発電制御手段と、回転機をバッテリの電源により電動機として作動する電動制御 手段とを有し、この電動制御手段は低温時に所定の時間だけ駆動アシスト量を定 める電動モード制御手段と、駆動アシスト量の信号に応じて回転機を駆動する駆 動制御手段と、駆動アシスト量に対して不足する出力を補うために内燃エンジン 出力を設定するエンジン負担設定手段とを備えるものである。

【０００８】

【作用】

上記構成に基づき、ハイブリッドエンジンの始動時に内燃エンジンが起動し、 低温時には所定の時間だけ更に電動制御手段により回転機が電動機として作動す る。そしてこの状態で走行する場合は、電動モード制御手段の駆動アシスト量に 基づき駆動制御手段により回転機が、所定の出力を生じるように駆動して走行に 必要なトルクをまかない、不足分はエンジン負担設定手段の内燃エンジン負担に 応じて駆動するようになる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１において、本考案のハ イブリッドエンジンを用いた車両の駆動系と、制御系について説明する。先ずハ イブリッドエンジン１は内燃エンジン２と、発電と電動が可能な小型の回転機３ とを有する。内燃エンジン２のクランク軸４はクラッチ５を介して変速機６に連 結され、変速機６の出力軸７がディファレンシャル装置８、車軸９を介して駆動 輪１０に連結される。また回転機３の出力軸１１もクラッチ１２を介して変速機 ６にパラレル式に連結され、このクラッチ５，１２の接断により内燃エンジン２ と回転機３の一方、または両方を駆動することが可能に構成されている。

【００１０】 また制御系について説明する。先ず減速時の走行エネルギを回生してバッテリ 充電する発電制御系３０と、低温時の所定の条件でバッテリの電気エネルギを用 いて駆動する電動制御系３１とを有する。発電制御系３０は、アクセル開度セン サ２０と車速センサ２１の信号が入力する減速判定部３２を有し、所定の車速以 上でアクセル開放する場合に減速を判断する。減速信号とバッテリ側の電圧セン サ２２の電圧信号は発電モード制御部３３に入力して、減速時にバッテリ容量が 少ない場合に発電モードを判断して、発電モード信号をクラッチ接断制御部３４ と駆動制御部３５に出力する。クラッチ接断制御部３４は、発電モード信号によ りクラッチ１２に接続信号を出力する。駆動制御部３５は発電モード信号が入力 すると、回転機３の回転磁界を遅らせて所定の励磁電流に定めることにより回転 機３を発電機として作動し、発電した電力を専用のバッテリ３６に充電する。

【００１１】 電動制御系３１は水温センサ２３、アクセル開度センサ２０、回転センサ２４ の信号が入力する電動モード制御部３７を有し、水温が低い低温時においてアク セル踏込みの走行時に、アクセル開度と回転数によるトルクマップに基づいて駆 動アシスト量を、タイマ３８により触媒活性化に必要な所定時間（数分間）だけ 定める。ここで図２に示すように、トルクマップにおいて低負荷、低速の領域に 駆動アシスト域Ｄが設定されており、この駆動アシスト域Ｄの範囲内の場合は負 荷に応じた電動モード信号をクラッチ接断制御部３４と駆動制御部３５に出力す る。クラッチ接断制御部３４は、電動モード信号と変速信号によりクラッチ１２ に接続信号を出力する。駆動制御部３５はこの電動モード信号により回転機３の 回転磁界を進めると共に所定の励磁電流に定めてバッテリ３６の電圧を印加し、 回転機３を所定の出力を生じる電動機として作動する。

【００１２】 またトルクマップにおいて駆動アシスト域Ｄを越える場合は、電動モード制御 部３７で電動モード信号を最大出力に定め、エンジン負担設定部３９で不足分の 補助エンジン出力を設定して、点火時期制御部４０と燃料噴射制御部４１に出力 する。これらの制御部４０，４１は回転センサ２４、吸入空気量センサ２５等の 信号により点火時期、噴射量を定めるが、上記補助エンジン出力に見合ったもの に減少補正して内燃エンジン２に出力するように構成される。

【００１３】 次に、この実施例の作用について説明する。先ずハイブリッドエンジン１の始 動時には内燃エンジン２が始動する。このとき内燃エンジン２の機関各部の温度 が低い場合は、電動モード制御部３７で低温始動を判断し、タイマ３８による所 定の時間だけ電動モード信号が駆動制御部３５に入力して、回転機３が電動機と して作動する。この状態でアクセル踏込みにより発進走行する場合は、トルクマ ップの駆動アシスト域Ｄで運転状態に応じた駆動アシスト量Ｔ１を定め、この電 動モード信号が出力して回転機３を駆動する。このとき走行に必要な出力が駆動 アシスト域Ｄを越える場合は、エンジン負担設定部３９で不足する補助エンジン 出力Ｔ２が設定され、内燃エンジン２がこの補助エンジン出力Ｔ２を生じるよう に駆動する。そしてクラッチ５，１２の接続により回転機３と内燃エンジン２の 動力が変速機６に入力し、且つ変速動力が駆動輪１０に伝達して車両走行するよ うになる。

【００１４】 こうしてこの低温時の触媒活性化以前の走行では、必要な出力が主として回転 機３の駆動アシストで負担されて、この分だけ内燃エンジン２の運転、出力が制 限される。そこで、内燃エンジン２では低温時の濃混合気の供給量が少なくなり 、これに伴い排気ガスに含まれるＨＣ、ＣＯの有害成分の排出も低減されること になる。そして所定の時間が経過して触媒が活性化するようになると、電動モー ド信号が出力しなくなって回転機３は停止し、クラッチ１２も切断する。また補 助エンジン出力の信号も出力しなくなって、内燃エンジン２の運転が元に復帰す ることになり、こうして内燃エンジン２のみの駆動で走行する状態に移行し、こ の場合の排気ガスは触媒により有効に浄化される。

【００１５】 また上述の内燃エンジン２の駆動で走行する際の減速時には、発電モード制御 部３３からバッテリ容量の不足に応じて発電モード信号が出力する。このためク ラッチ１２が接続して回転機３が車輪により駆動され、このとき回転機３が駆動 制御部３５により発電機として作動する。これにより減速時の走行エネルギを回 生して回転機３で発電した電力がバッテリ３６に充電されて、バッテリ３６は常 に充分な電気容量を保つようになる。

【００１６】 以上、本考案の実施例について説明したが、これのみに限定されない。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、ハイブリッドエンジンにおいて低温時 には、回転機の駆動アシストを活用して内燃エンジンの駆動を制限するように制 御されるので、触媒活性化以前の排気ガス中の有害成分の排出を有効に低減する ことができる。低温時の発進走行では主として低速トルクの大きい回転機の電動 トルクが伝達されるので、走行をスムースに行うことができ、発進、走行性が向 上する。電動モードは低温時の触媒活性化する迄の所定の時間だけであるから、 回転機とバッテリは小容量のもので済み、改修やコスト等の点で有利になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るハイブリッドエンジンの制御装置
の実施例の駆動系と制御系を示す構成図である。

【図２】トルクマップでの駆動アシスト域を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ハイブリッドエンジン ２ 内燃エンジン ３ 回転機 ３０ 発電制御系 ３１ 電動制御系 ３５ 駆動制御部 ３７ 電動モード制御部 ３９ エンジン負担設定部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃エンジンの駆動系に、発電と電動の
   機能を有する回転機がパラレル式に連結されるハイブリ
   ッドエンジンにおいて、回転機を減速時の走行エネルギ
   により発電機として作動してバッテリに充電する発電制
   御手段と、回転機をバッテリの電源により電動機として
   作動する電動制御手段とを有し、この電動制御手段は低
   温時に所定の時間だけ駆動アシスト量を定める電動モー
   ド制御手段と、駆動アシスト量の信号に応じて回転機を
   駆動する駆動制御手段と、駆動アシスト量に対して不足
   する出力を補うために内燃エンジン出力を設定するエン
   ジン負担設定手段とを備えることを特徴とするハイブリ
   ッドエンジンの制御装置。
2. 【請求項２】 上記電動モード制御手段はトルクマップ
   の低負荷、低速領域に設定される駆動アシスト域に基づ
   いて、負荷に応じた駆動アシスト量を定め、エンジン負
   担設定手段は駆動アシスト域を越えた分を補助エンジン
   出力として設定することを特徴とする請求項１記載のハ
   イブリッドエンジンの制御装置。
3. 【請求項３】 上記所定の時間は触媒の活性化に要する
   時間であることを特徴とする請求項１記載のハイブリッ
   ドエンジンの制御装置。