JPH06178401A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

ハイブリッド自動車

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JPH06178401A JP32696992A JP32696992A JPH06178401A JP H06178401 A JPH06178401 A JP H06178401A JP 32696992 A JP32696992 A JP 32696992A JP 32696992 A JP32696992 A JP 32696992A JP H06178401 A JPH06178401 A JP H06178401A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エネルギー効率を低下させることなく、触媒
コンバータの暖機を行う。 【構成】 排気通路１４の触媒コンバータ３に触媒を暖
める電熱ヒータを備え、モータ８にバッテリ７への再充
電を行う回生発電機構を設ける。エンジン１が停止中で
かつバッテリ７の充電量が一定以下の場合に回生発電機
構の回生電流を電熱ヒータに供給する手段１０を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリ電力で回転す
るモータを走行用の動力源とし、エンジンに結合した発
電機によりバッテリへの充電を行うようにしたハイブリ
ッド自動車ににおける排気浄化性能の向上手段に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】バッテリ電力で回転するモータを動力と
して走行し、エンジンに駆動される発電機によりバッテ
リに充電を行なうハイブリッド自動車として、例えば特
開昭５−１５７９０１号が知られている。
【０００３】このハイブリッド自動車においては、モー
タの駆動用電流を供給するバッテリのバッテリ液の比重
を検出し、比重が所定値以下になるとエンジンを始動し
て、発電機からバッテリに充電し、バッテリ液の比重が
所定値に達するとエンジンの運転を停止することで、バ
ッテリの充電量を好ましい範囲に保持している。
【０００４】
【発明の課題】このようなハイブリッド自動車において
も、環境保護の観点からエンジンの排気通路には排気を
浄化する触媒コンバータを設けることが必要である。
【０００５】しかしながら、単に触媒コンバータを設け
ただけでは、触媒が十分に活性化していないエンジンの
始動直後に急加速などの操作を行うと、触媒による排気
浄化作用が十分に機能せず、ＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘなど
の有害成分が一時的に多量に排出されるという問題があ
った。
【０００６】これに対して、触媒コンバータに電熱ヒー
タを備えて触媒の活性化を早めることが考えられるが、
その結果バッテリ電流の消費が増大し、エネルギー効率
の低下を招くという問題があった。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たもので、ハイブリッド自動車においてエネルギー効率
を低下させることなく、触媒の活性化を早めることを目
的とする
【０００８】
【課題を達成するための手段】本発明は、走行動力用の
モータと、モータに電力を供給するバッテリと、バッテ
リに充電する発電機と、発電機を回転駆動するエンジン
と、バッテリの充電量を検出する手段と、バッテリの充
電量が所定量を下回るとエンジンを始動させる手段とを
備えたハイブリッド自動車において、エンジンの排気通
路に排気浄化用の触媒コンバータを設け、触媒コンバー
タに触媒を暖める電熱ヒータを備え、前記モータに車両
減速時にバッテリへの再充電を行う回生発電機構を設け
るとともに、エンジンが停止中でかつバッテリ充電量が
あらかじめ定めた値以下になると回生発電機構の回生電
流を電熱ヒータに供給する手段を備えている。
【０００９】
【作用】エンジンが停止中でかつバッテリ充電量が一定
以下の場合に車両減速時の回生電流を電熱ヒータに供給
することにより、エンジンの始動に先立って触媒が活性
化されるので、エンジンの始動直後から排気を効率良く
浄化できる。
【００１０】また、回生電流を使用するので、減速時の
モータの回転エネルギーが有効利用される。
【００１１】
【実施例】図１〜図６に本発明の実施例を示す。
【００１２】図１はハイブリッド自動車の動力装置の構
成を示す。このハイブリッド自動車は走行動力源として
モータ８を備える。このモータ８はバッテリ７から供給
される電流により回転し、ハイブリッド自動車を走行さ
せるとともに、一体に構成された回生発電機により発電
を行う。
【００１３】モータ８の回転はモータ駆動コントローラ
９により制御される。モータ駆動コントローラ９にはア
クセルの踏み込み量を検出するアクセル踏込量検出セン
サ１２が接続され、モータ駆動コントローラ９は検出さ
れたアクセル踏込量に基づきバッテリ７からモータ８へ
の供給電流を制御する。アクセル踏込量センサ１２は例
えばポテンショメータにより構成される。
【００１４】バッテリ７への充電を行うために、ハイブ
リッド自動車にはエンジン１とエンジン１に結合した発
電機２が搭載される。発電機２は図２に示す界磁電流制
御機構２ａを介してバッテリ７に充電用電流を供給す
る。エンジン１の運転はエンジンコントローラ５により
制御される。
【００１５】エンジンコントローラ５には、バッテリ７
のバッテリ液の比重を検出する充電状態の検出手段とし
ての比重センサ６から比重信号が入力され、この比重信
号があらかじめ設定された下限値（４０％）を下回ると
始動手段として図示されないスタータモータを介してエ
ンジン１を始動する。また、比重信号があらかじめ設定
された上限値（８０％）に達するとエンジン１の運転を
停止する。さらに、運転中のエンジン１に対してエンジ
ンコントローラ５は燃料噴射パルス幅の制御を行い、図
示されないガバナによりエンジン１を略一定の回転数に
維持する。
【００１６】エンジン１の排気通路１４の途中には第１
の触媒コンバータ３と第２の触媒コンバータ３が直列に
設けられる。これらのコンバータ３と４はいずれも三元
触媒を内蔵し、三元触媒が排気に含まれるＨＣ，ＣＯ，
ＮＯｘなどの有害成分の酸化あるいは還元を促進するこ
とで排気を浄化する機能を持つ。これらの触媒コンバー
タ３と４のうち、第１の触媒コンバータ３のみに触媒を
加熱するための電熱ヒータが設けられる。
【００１７】この電熱ヒータの加熱用電流は回生電流供
給手段である回生電流コントローラ１０を介して供給さ
れる。回生電流コントローラ１０にはブレーキ踏込量を
検出するブレーキ踏込量センサ１１からブレーキ踏込量
信号が、また比重センサ６から比重信号がそれぞれ入力
される。なお、ブレーキ踏込量センサは例えばポテンシ
ョメータを用いて構成する。
【００１８】回生電流コントローラ１０は図２に示され
るように、充電用回生電流の制御機構１０ａ，充電用回
生電流の検出機構１０ｂ及び電熱ヒータ通電電流の制御
機構１０ｃを備える。
【００１９】回生電流コントローラ１０は検出されたブ
レーキ踏込量とバッテリ液の比重とに基づきモータ８に
一体化された回生発電機からの回生電流を第１の触媒コ
ンバータ３またはバッテリ７に供給する。
【００２０】このために、回生電流コントローラ１０に
はあらかじめバッテリ液の充電量に関する基準値（４２
％）が設定され、回生電流コントローラ１０はエンジン
１が停止状態で比重センサ６から入力される比重信号が
この値を下回ると回生電流を第１の触媒コンバータ３の
電熱ヒータに供給し、それ以外の条件では回生電流をバ
ッテリ７に供給する。
【００２１】次に作用を説明する。
【００２２】このハイブリッド自動車においては、回生
電流コントローラ１０による回生電流の制御と、エンジ
ンコントローラ５によるエンジン１の運転の制御とが、
図３のフローチャートに従って行われる。
【００２３】すなわち、まずエンジン１の運転が行われ
ているかどうかを判定する（ステップ１）。
【００２４】エンジン１の運転が行われている場合に
は、比重信号から現在のバッテリ７の充電量が８０％以
上であるかどうかを判定する（ステップ２）。
【００２５】８０％以上の場合はエンジンコントローラ
５がエンジン１の運転を停止する。また回生電流コント
ローラ１０は回生電流をバッテリ７に優先的に供給する
（ステップ３）。
【００２６】充電量が８０％に満たない場合は、エンジ
ンコントローラ５はエンジン１の運転を続行し、回生電
流コントローラ１０は回生電流をバッテリ７に優先的に
供給する（ステップ４）。
【００２７】つまり、エンジン１の運転中は回生電流は
常にバッテリ７に優先的に供給される。
【００２８】一方、ステップ１でエンジン１が停止して
いると判定された場合には、比重信号からバッテリ７の
充電量が基準値の４２％以上であるかどうかを判定する
（ステップ５）。
【００２９】そして、４２％以上の場合にはエンジンコ
ントローラ５はエンジン１は停止状態に保ち、回生電流
コントローラ１０は回生電流をバッテリ７に優先的に供
給する（ステップ９）。
【００３０】充電量が４２％に満たない場合は、４０％
以上かどうかを再度判定する（ステップ６）。
【００３１】充電量が４０％以上の場合はエンジンコン
トローラ５はエンジン１を停止状態に保ち、回生電流コ
ントローラ１０は回生電流を第１の触媒コンバータ３に
優先的に供給する（ステップ７）。
【００３２】また、充電量が４０％に満たない場合はエ
ンジンコントローラ５がエンジン１を始動させ、回生電
流コントローラ１０は回生電流を第１の触媒コンバータ
３に優先的に供給する（ステップ８）。
【００３３】以上の制御により、エンジン１は図４に示
すように充電量が４０％を下回ると始動し、充電量が８
０％を以上になると停止する。
【００３４】また、エンジン１が停止中でかつ充電量が
４２％に満たない場合のみ車両減速時の回生電流が触媒
コンバータ３に優先的に供給され、触媒の活性化が行わ
れる（電熱触媒優先モード）。それ以外の場合は回生電
流はバッテリ７に優先的に供給される（バッテリ充電優
先モード）。ここで、触媒コンバータ３への電流の供給
条件を４２％としているのは４０％以下でエンジン１が
始動するので、始動に先立って触媒を活性化しておくた
めである。
【００３５】このようなモード設定により、充電状態が
４０％を割ってエンジン１が始動する時点では、第１の
触媒コンバータ３の触媒は既に活性化されており、エン
ジン１の始動直後でも排気ガスは十分に浄化され、有害
物質の排出は抑制される。なお、エンジン１の始動後あ
る程度の時間が経過すれば第２の触媒コンバータ４が暖
機され、排気浄化容量が拡大するので、第１のコンバー
タ３の容量は小さくても良く、電熱ヒータの消費電流も
それだけ小さくなる。
【００３６】ところで、ブレーキを踏み込んだ場合には
モータ８の回転エネルギーはハイブリッド自動車の走行
ではなく、回生電流の発電に使用されることになり、ブ
レーキの踏込量に比例して回生電流量が増加する。
【００３７】このため、バッテリ優先モードで走行中に
ブレーキを踏み込むと、図５に示すようにブレーキ踏込
量とともにバッテリ７の充電電流が増加する。低速走行
時は減速による利用可能な回転エネルギーが小さいた
め、触媒コンバータ３への通電は行われないが、高速走
行時は減速による利用可能な回転エネルギーが大きいた
めに、回生電流がバッテリ７の充電に必要な電流量を上
回り、触媒コンバータ３へも電流が供給される。
【００３８】一方、電熱触媒優先モードで走行中にブレ
ーキを踏み込んだ場合には、図６に示すようにブレーキ
踏込量とともに触媒コンバータ３への供給電流が増加す
る。この場合も低速走行時は減速による利用可能な回転
エネルギーが小さいため、バッテリ７へは回生電流が供
給されないが、高速走行時は触媒コンバータ３への供給
電流が必要量を上回った時点でバッテリ７へも回生電流
の一部が供給される。
【００３９】このようにして、減速時のエネルギーがバ
ッテリ７の充電と触媒コンバータ３の暖機に有効に利用
されるので、触媒コンバータ３の暖機のためにバッテリ
７に過大な負担がかかることもない。
【００４０】図７と図８は本発明の別の実施例を示す。
【００４１】ここでは、図７に示すように第１の触媒コ
ンバータ３に触媒温度を検出する温度センサ１３を取り
付け、温度センサ１３の出力する温度信号をエンジンコ
ントローラ５に入力する。温度センサ１３は例えば熱電
対式の温度計により構成される。
【００４２】エンジン１の運転と回生電流の制御プロセ
スは図８のフローチャートに示される。これは図３のフ
ローチャートのステップ６の代わりにステップ１６を設
けたものである。
【００４３】このステップ１６においては温度センサ１
３から入力される温度信号から、触媒コンバータ３の触
媒温度が例えば２００℃以上かどうかを判定し、２００
℃未満ではエンジン１を始動せず、２００℃以上になっ
てからエンジン１を始動する（ステップ７，８）。
【００４４】このように、触媒温度の上昇をエンジン１
の始動条件とすることで、触媒の暖機がより確実に行わ
れる。
【００４５】
【発明の効果】以上のように、本発明のハイブリッド自
動車はモータに回生発電機構を設け、エンジンが停止中
でかつバッテリ充電量が一定以下になると車両減速時の
回生電流を触媒の電熱ヒータに供給して触媒コンバータ
を暖機するようにしたので、エンジンの始動に先立って
触媒が活性化され、エンジンの始動直後から排気を効率
良く浄化できる。
【００４６】また、回生発電機構を設けたため、減速時
のモータの回転エネルギーが有効利用される。
【００４７】したがって、ハイブリッド自動車の燃費や
航続距離に影響を与えることなく、排気ガスの浄化性能
を高めることが可能になり、環境汚染を防止する上で好
ましい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すハイブリッド自動車の動
力装置のブロック図である。
【図２】図１の要部の電気回路図である。
【図３】回生電流とエンジンの制御プロセスを示すフロ
ーチャートである。
【図４】エンジンの作動状態とバッテリ充電状態との関
係を示すグラフである。
【図５】バッテリ充電優先モードにおける回生電流の配
分状況とブレーキ踏込量との関係を示すグラフである。
【図６】電熱触媒優先モードにおける回生電流の配分状
況とブレーキ踏込量との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の別の実施例を示すハイブリッド自動車
の動力装置のブロック図である。
【図８】同じく、回生電流とエンジンの制御プロセスを
示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン ２ 発電機 ３ 第１の触媒コンバータ ５ エンジンコントローラ ６ 比重センサ ７ バッテリ ８ モータ １０ 回生電流コントローラ １４ 排気通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｋ (72)発明者 熊倉 弘隆 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 石井 光教 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 杉本 正毅 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 ▲よし▼岡 茂樹 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 走行動力用のモータと、モータに電力を
    供給するバッテリと、バッテリに充電する発電機と、発
    電機を回転駆動するエンジンと、バッテリの充電量を検
    出する手段と、バッテリの充電量が所定量を下回るとエ
    ンジンを始動させる手段とを備えたハイブリッド自動車
    において、エンジンの排気通路に排気浄化用の触媒コン
    バータを設け、触媒コンバータに触媒を暖める電熱ヒー
    タを備え、前記モータに車両減速時にバッテリへの再充
    電を行う回生発電機構を設けるとともに、エンジンが停
    止中でかつバッテリ充電量があらかじめ定めた値以下に
    なると回生発電機構の回生電流を電熱ヒータに供給する
    手段を備えたことを特徴とするハイブリッド自動車。
JP32696992A 1992-12-07 1992-12-07 ハイブリッド自動車 Expired - Lifetime JP2914061B2 (ja)

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