JPH0861105A - 複合原動機の制御装置 - Google Patents

複合原動機の制御装置

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JPH0861105A
JPH0861105A JP19080594A JP19080594A JPH0861105A JP H0861105 A JPH0861105 A JP H0861105A JP 19080594 A JP19080594 A JP 19080594A JP 19080594 A JP19080594 A JP 19080594A JP H0861105 A JPH0861105 A JP H0861105A
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internal combustion
control
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electric motor
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Takeshi Saito
孟 斎藤
Motoyuki Hayashida
素行 林田
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Motor Jidosha Kk
モトール自動車株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】複合原動機における内燃機関1を有効かつ適切
に制御する。 【構成】運転準備中、内燃機関1をヒータ42で保温して
おく(ステップ1)。設定された内燃機関1の始動条件
が成立したとき、始動制御し(ステップ3)、始動した
ときには内燃機関1の回転速度を電動機3の回転速度に
合わせて(ステップ6)連結制御を行う(ステップ
6)。また停止条件が成立したとき、内燃機関1が無負
荷運転になるように制御してクラッチを遮断し、遮断し
た後はアイドリング速度になるように制御する(ステッ
プ7)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機と内燃機関とを
備えた複合原動機の制御装置に関し、特に複合電気自動
車における内燃機関を有効かつ適切に制御し、内燃機関
に付加されるべき機能及び内燃機関と電動機を機械的に
連結するための動力伝達制御等の技術に関する。
【0002】
【従来の技術】蓄電池の貯蔵電力のみによって走行する
電気自動車や、太陽電池を主たる電源として走行する電
気自動車に対して、補助的に内燃機関を備えるタイプの
複合電気自動車が現実的な近未来の自動車として開発さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
複合電気自動車に使用される複合原動機では、内燃機関
の運転制御がシステムの成否を決する重要課題となって
いる。即ち、 1.内燃機関を燃費率最良の条件で、いかに多頻度運転
するか。
【0004】2.そのような運転状態に内燃機関が耐え
うるか。 3.主たる原動機である電動機を制御しながら内燃機関
を制御できるか。 4.どのような物理的信号によって内燃機関を制御する
か 5.その他 という課題が開発担当者に対して大きなバリアとなって
いる。内燃機関をただ漫然と運転していたのでは複合原
動機としての効果を減殺するし、やみくもに最良燃費の
運転領域に誘導すると、それは暖機運転もなくかなり大
きな出力領域を使用することになるので、耐久性に支障
を来すことになる。また、間断なく実行されている電動
機の制御の間隙を利用して、始動、出力制御など、複雑
な操作を要する内燃機関の制御を実行できるのか否か、
といった問題もある。制御のための信号も必須のもの、
設置されていることが望ましいもの、殆ど効果のないも
の、等がある。
【0005】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、複合原動機における内燃機関を有効かつ
適切に制御可能な複合原動機の制御装置を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1の発
明にかかる複合原動機の制御装置では、図1に示すよう
に、電動機と内燃機関からなり、かつ、内燃機関と電動
機との間で内燃機関の動力を出力として伝達・遮断が切
り換え自由な動力伝達手段を含んで構成された複合原動
機の制御装置において、前記複合原動機に要求される出
力レベルを検出する出力要求レベル検出手段と、前記電
動機の現在の運転状態を検出する電動機運転状態検出手
段と、前記内燃機関の現在の運転状態を検出する内燃機
関運転状態検出手段と、これら各検出手段からの信号に
基づいて、内燃機関の動力伝達手段による動力の伝達・
遮断に対応する運転の始動・停止、及び内燃機関の運転
中の駆動制御を行う制御手段と、を備えるようにした。
【0007】請求項2の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記電動機のみが駆動され、内燃機関の運転
停止中に内燃機関を温める暖機手段を備えるようにし
た。請求項3の発明にかかる複合原動機の制御装置で
は、前記暖機手段は、電動機から発生した熱を内燃機関
と電動機との間に介装された熱伝達材を介して内燃機関
に伝達する構成である。
【0008】請求項4の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記暖機手段は、専用の発熱手段を含んで構
成された。請求項5の発明にかかる複合原動機の制御装
置では、前記内燃機関の始動開始前に、内燃機関に潤滑
油及び燃料を圧送する内燃機関運転準備制御手段を備え
た。
【0009】請求項6の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記内燃機関はディーゼル内燃機関であっ
て、前記内燃機関が停止中、予熱栓に送電する送電手段
を備えた。請求項7の発明にかかる複合原動機の制御装
置では、前記電動機運転状態検出手段を、電動機に電力
を供給する蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、該
蓄電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、を含ん
で構成する一方、前記制御手段は、出力要求レベル検出
手段により検出された出力要求レベルが電動機の出力レ
ベルを越えたとき、検出された蓄電池の電圧値が所定の
始動電圧レベル未満になったとき、検出された蓄電池の
放電電流が所定の電流レベルを越えたとき、の少なくと
も1つを含む始動条件で内燃機関を始動させるようにし
た。
【0010】請求項8の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記制御手段は、各検出手段により検出され
た複数回の検出値を平均化した値に基づいて始動・停止
制御する構成であるようにした。請求項9の発明にかか
る複合原動機の制御装置では、前記内燃機関を始動させ
る始動電動機を備える一方、前記制御手段は、始動電動
機を制御して内燃機関を始動させる構成である。
【0011】請求項10の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記制御手段は、電動機と内燃機関との間に
介装された動力伝達手段を制御して、電動機の駆動力を
徐々に内燃機関に伝達して内燃機関を始動するようにし
た。請求項11の発明にかかる複合原動機の制御装置で
は、前記内燃機関運転状態検出手段は、内燃機関の回転
速度を検出する内燃機関回転速度検出手段と、検出され
た内燃機関の回転速度が所定回転速度を越えたときに始
動したと判定する始動判定手段と、を含んで構成される
ようにした。
【0012】請求項12の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記内燃機関運転状態検出手段は、前記内燃
機関の吸気負圧を検出する吸気負圧検出手段と、検出さ
れた内燃機関の吸気負圧が所定値以上のときに始動した
と判定する始動判定手段と、を含んで構成された。請求
項13の発明にかかる複合原動機の制御装置では、前記内
燃機関運転状態検出手段は、前記内燃機関の排気温度を
検出する排気温度検出手段と、検出された排気温度の時
間当たりの温度変化が所定レベル以上になったときに始
動したと判定する始動判定手段と、を含んで構成され
た。
【0013】請求項14の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記制御手段は、所定時間内に内燃機関の始
動完了確認ができないときには、内燃機関の再始動を行
う構成であるようにした。請求項15の発明にかかる複合
原動機の制御装置では、前記制御手段は、内燃機関の再
始動の試行回数が規定回数になったとき、少なくとも所
定時間、始動制御を停止する構成であるようにした。
【0014】請求項16の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記内燃機関の点火コイルへ電力を直接送電
する直接送電系と、抵抗を経由して点火コイルへ電力を
送電する間接送電系と、を内燃機関に備え、前記制御手
段は、始動を開始してから始動が完了するまでは前記直
接送電系を介して点火コイルへ送電し、始動完了後は間
接送電系を介して点火コイルへ送電するように制御する
構成であるようにした。
【0015】請求項17の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記内燃機関の点火コイルへ電力を直接送電
する直接送電系と、抵抗を経由して点火コイルへ電力を
送電する間接送電系と、を内燃機関に備え、前記制御手
段は、所定条件に応じて直接送電系又は間接送電系を介
して点火コイルへ送電する構成であるようにした。請求
項18の発明にかかる複合原動機の制御装置では、前記制
御手段は、内燃機関を停止させる停止条件を、始動条件
が不成立となり、かつ別の条件が成立したときの条件と
するようにした。
【0016】請求項19の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記停止条件は、蓄電池の蓄電量が所定量以
上であることを含む条件であるようにした。請求項20の
発明にかかる複合原動機の制御装置では、前記電動機運
転状態検出手段は、電動機の回転速度を検出する電動機
回転速度検出手段を含んで構成され、前記内燃機関運転
状態検出手段は、内燃機関の回転速度を検出する内燃機
関回転速度検出手段を含んで構成され、前記制御手段
は、動力伝達手段による内燃機関の動力の伝達を行うと
き、内燃機関の回転速度を、電動機の回転速度に同期可
能な所定回転速度になるように制御する構成である。
【0017】請求項21の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記制御手段は、内燃機関の動力伝達遮断前
の回転速度を維持しつつ、内燃機関を無負荷運転に制御
した後、遮断制御を行う構成であるようにした。請求項
22の発明にかかる複合原動機の制御装置では、前記制御
手段は、停止条件が成立したとき、内燃機関の動力伝達
を遮断し、アイドリング速度に一定時間維持した後、停
止させる構成であるようにした。
【0018】請求項23の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記内燃機関の始動条件と停止条件を操作レ
バーにより外部から調節可能とした。請求項24の発明に
かかる複合原動機の制御装置では、前記内燃機関の始動
条件と停止条件を外部から受信した信号によって調節可
能とした。請求項25の発明にかかる複合原動機の制御装
置では、前記動力伝達手段は、内燃機関と電動機とを連
結した併用運転中に内燃機関が停止したとき、内燃機関
と電動機の回転速度が所定値以下になったとき、のいず
れか1つを満足したとき内燃機関と電動機とを遮断する
構成であるようにした。
【0019】請求項26の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記動力伝達手段は、潤滑油の供給・遮断に
よって切替制御される油圧シリンダを駆動源とするよう
にした。請求項27の発明にかかる複合原動機の制御装置
では、前記動力伝達手段は、内燃機関側に設けられたト
ルクコンバータと、該トルクコンバータと出力軸を介し
て連結し、電動機の回転速度以上になった時に電動機に
動力を伝達する1方向クラッチと、を備えて構成される
ようにした。
【0020】請求項28の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記内燃機関運転状態検出手段は、内燃機関
の温度を検出する温度検出手段を含んで構成され、前記
制御手段は、前記内燃機関の温度に応じて負荷率を設定
する負荷率設定手段を備え、該設定された負荷率になる
ように内燃機関の出力を制御する構成である。請求項29
の発明にかかる複合原動機の制御装置では、前記内燃機
関運転状態検出手段は、内燃機関の回転速度を検出する
内燃機関回転速度検出手段と、内燃機関の吸気圧力を検
出する吸気圧力検出手段と、を含んで構成され、前記制
御手段は、検出された内燃機関の回転速度と吸気圧力に
基づいて出力レベルを設定する出力レベル設定手段と、
設定された回転速度と吸気圧力に基づいて吸入空気量を
制御する吸入空気量制御手段と、を備えて構成されるよ
うにした。
【0021】請求項30の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記内燃機関運転状態検出手段は、内燃機関
の温度を検出する温度検出手段と、検出された内燃機関
の温度に基づいて内燃機関の許容回転速度を設定する許
容回転速度設定手段と、を含んで構成され、前記動力伝
達手段は、前記許容回転速度に基づいて内燃機関の動力
の伝達・遮断制御するようにした。
【0022】請求項31の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、前記内燃機関運転状態検出手段は、停止条件
が成立して内燃機関が電動機から遮断された状態で運転
されているときに、出力要求レベル、内燃機関の回転速
度、前進・後進の発生頻度に基づいて所定期間内に始動
条件に復帰するか否かを判定する運転復帰判定手段と、
所定期間内に始動条件に復帰すると判定したときには内
燃機関を停止せずに運転をそのまま継続し、所定期間内
に始動条件に復帰しないと判定したときには、内燃機関
の運転を停止する内燃機関運転制御手段と、を含んで構
成されるようにした。
【0023】
【作用】請求項1の発明にかかる複合原動機の制御装置
の構成によれば、各検出手段からの信号に基づいて、制
御手段により、内燃機関の運転の始動・停止、及び運転
中の駆動制御が行われるので、内燃機関は、常に電動機
の運転状態に適合した状態で運転され、内燃機関を有効
かつ適切に制御することが可能となる。
【0024】請求項2の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、内燃機関の運転停止中、内燃機関
は暖機手段により温められているので、内燃機関は最適
な状態で始動される。請求項3の発明にかかる複合原動
機の制御装置の構成によれば、内燃機関の停止中でも暖
機手段である熱伝達材を介して電動機から発生した熱が
伝達される。
【0025】請求項4の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、暖機手段である専用の発熱手段に
より内燃機関は強力に温められる。したがって、特に寒
冷地において大きな効果を発揮し、また、例えば運転開
始前のように電動機の発熱による熱伝達がない状態であ
っても、内燃機関を温めることが可能となる。請求項5
の発明にかかる複合原動機の制御装置の構成によれば、
内燃機関運転準備制御手段により、内燃機関の始動開始
前に、内燃機関に潤滑油及び燃料が圧送されるので、始
動が容易となり、しかも始動すれば、内燃機関は、すぐ
に円滑な状態で運転される。
【0026】請求項6の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、ディーゼル内燃機関が停止中、送
電手段により予熱栓に送電されているので、始動し易く
なる。請求項7の発明にかかる複合原動機の制御装置の
構成によれば、蓄電池の電圧値、放電電流の電流値を検
出しつつ、内燃機関を始動するので、電動機等の電力の
供給源である蓄電池の蓄電量を一定のレベルに保つこと
が可能となる。
【0027】請求項8の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、各検出手段により検出された複数
回の検出値を平均化した値に基づいて制御が行われるの
で、内燃機関の始動・停止制御を正確に行うことが可能
となる。請求項9の発明にかかる複合原動機の制御装置
の構成によれば、内燃機関は始動電動機により始動され
るので、出力用の電動機の運転状態に関わらず内燃機関
の始動制御を行うことが可能となり、また、該始動制御
によって出力用電動機の運転に影響を与えずに済む。
【0028】請求項10の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、内燃機関は電動機の駆動力により
始動されるので、電動機に十分な駆動力があるときは、
内燃機関専用の始動電動機を使用しなくても、内燃機関
を始動することが可能となる。請求項11の発明にかかる
複合原動機の制御装置の構成によれば、内燃機関が始動
すると、内燃機関の回転速度も速くなるので、内燃機関
の回転速度を検出して所定回転速度を越えたときには、
始動判定手段による正確な始動判定が行われる。
【0029】請求項12の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、内燃機関が始動すると、吸気負圧
が高くなるので、吸気負圧が所定値以上となったとき
は、始動判定手段による正確な始動判定が行われる。請
求項13の発明にかかる複合原動機の制御装置の構成によ
れば、内燃機関が始動すると、内燃機関の排気温度が急
に高くなるので、内燃機関の排気温度の時間当たりの温
度変化が所定レベル以上となったときには、始動判定手
段による正確な始動判定が行われる。
【0030】請求項14の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、所定時間内に内燃機関の始動完了
確認ができないときには、制御手段により内燃機関の再
始動が実行されるので、内燃機関を確実に始動させるこ
とが可能となる。請求項15の発明にかかる複合原動機の
制御装置の構成によれば、内燃機関の再始動の試行回数
が規定回数になったとき、一旦、始動制御が中止されて
少なくとも所定時間が経過してから、再度始動制御が実
行される。内燃機関が始動しない状態で再始動を繰り返
すと、さらに始動しにくくなる場合もあり、その場合に
は、少なくとも所定時間、始動制御を停止させた方がよ
く、始動しない原因を解消させて再び始動させることが
可能となる。
【0031】請求項16の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、始動を開始してから始動が完了す
るまでは、電力が直接送電系を介して点火コイルに供給
されるので、始動性が良くなる。請求項17の発明にかか
る複合原動機の制御装置の構成によれば、例えば高出力
機関用として耐熱番手の大きい点火栓を使用した場合、
内燃機関の温度が規定値以下のとき、低負荷で運転され
ているとき等、くすぶりや点火栓の濡れを生じやすい傾
向があるが、電力を直接送電系を介して点火コイルに送
電して通電量を増大することにより、くすぶりや点火栓
の濡れを防止することが可能となる。
【0032】請求項18の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、内燃機関が一旦始動されたならば
長時間運転が継続され、停止したならば長時間停止する
ようになり、短時間で運転・停止が繰り返されることが
防止され、内燃機関の耐久性が向上し、始動や停止の際
の炭化水素等の排気の発生を最小限に抑制することが可
能となる。
【0033】請求項19の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、複合原動機の出力を低下させるこ
となく、また蓄電池も適正な状態で、内燃機関を停止さ
せることが可能となる。請求項20の発明にかかる複合原
動機の制御装置の構成によれば、内燃機関が電動機の回
転速度に同期可能な回転速度になって内燃機関の動力の
伝達が行われるので、内燃機関は円滑に連結される。
【0034】請求項21の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、内燃機関の動力伝達遮断前の回転
速度を維持しつつ、内燃機関を無負荷運転に制御した
後、遮断制御を行うことにより、オーバーランを招いた
り、多量の排気を発生したりすることが防止される。請
求項22の発明にかかる複合原動機の制御装置の構成によ
れば、停止条件が成立したとき、内燃機関はアイドリン
グ速度が一定時間維持された後に停止するので、内燃機
関の温度バランス、油膜の回復が良好となり、内燃機関
の耐久性が増す。
【0035】請求項23の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、操作レバーを操作することによ
り、必要に応じて手動で始動・停止条件を可変すること
が可能となる。請求項24の発明にかかる複合原動機の制
御装置の構成によれば、外部の状況に応じて、適切に内
燃機関を運転することが可能となる。
【0036】請求項25の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、内燃機関と電動機とを連結した併
用運転中に内燃機関が停止したときは、内燃機関と電動
機とを遮断することにより、電動機への負荷を軽減する
ことが可能となる。また、内燃機関と電動機の回転速度
が所定値以下のときも、内燃機関を最適条件で運転する
ことが困難となり、電動機の負荷も増大するので、同様
に内燃機関と電動機とを遮断して電動機の単独運転とす
ることにより、電動機への負荷を軽減することが可能と
なる。
【0037】請求項26の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、動力伝達手段制御のための動力源
が内燃機関の潤滑油の油圧から得られるので、専用のオ
イルポンプを必要とせず、小型化、低価格化、軽量化が
可能である。また、内燃機関が停止している時には内燃
機関を電動機に連結することができず、自動的に遮断状
態になるので、クラッチの制御がかなり簡易になる。
【0038】請求項27の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、内燃機関の動力が滑らかに電動機
に伝達され、制御も容易となる。また、トルク特性も低
速で大トルクが得られるようになり、複合原動機には最
適である。請求項28の発明にかかる複合原動機の制御装
置の構成によれば、内燃機関の温度に応じて負荷率が設
定され、この負荷率になるように内燃機関の出力が制御
される。したがって、熱効率が良好となり、油膜も十分
に形成されるので、耐久性も向上し、内燃機関も暖機運
転されて素早く最適条件に移行させることが可能とな
る。
【0039】請求項29の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、内燃機関の回転速度と吸気圧力に
基づいて出力レベルが設定され、設定された回転速度と
吸気圧力に基づいて吸入空気量が制御されるので、熱効
率が良好となり、内燃機関を最適な条件で運転すること
が可能となる。請求項30の発明にかかる複合原動機の制
御装置の構成によれば、検出された内燃機関の温度に基
づいて許容回転速度が設定され、許容回転速度に基づい
て内燃機関の動力の伝達・遮断の制御が行われるので、
内燃機関は最適条件で運転され、耐久性が向上する。
【0040】請求項31の発明にかかる複合原動機の制御
装置の構成によれば、運転復帰判定手段により、所定期
間内に始動条件が復帰するか否かが判定され、判定結果
に応じて内燃機関の運転の継続・停止が制御されるの
で、その都度、内燃機関の運転を停止したり、始動した
りを繰り返すことがなく、排気の発生を最小限に抑える
ことが可能となり、内燃機関の耐久性も向上する。
【0041】
【実施例】以下、本発明の実施例を図2〜図27に基づい
て説明する。本実施例では、複合電気自動車に使用され
る複合原動機の内燃機関を最適な運転条件で運転するよ
うに以下のような制御を行う。 1.内燃機関の運転準備から、始動、停止までの制御 2.内燃機関を電動機に接続する動力伝達装置の制御 3.内燃機関を最適運転条件へ誘導するための制御 全体構成を示す図2において、内燃機関1と電動機3に
は、動力伝達制御装置2が介装され、動力伝達制御装置
2には、始動電動機5が連結されている。内燃機関1と
電動機3の総合出力は、出力軸12、変速機4を介して出
力される。
【0042】燃料供給制御装置6は、内燃機関1に燃料
等を供給する装置である。パワートランジスタ8は、制
御装置11によって制御され、オン・オフして点火コイル
7に高電圧を発生させる。次にこの複合原動機に備えら
れた種々のセンサについて説明する。内燃機関と電動機
を備える複合原動機において、電動機を精密に効果的な
状態に制御する必要があることは言うまでもないが、内
燃機関を適時、適切に運転又は停止して、その能力を最
大限まで引き出すことが全体の能力を高めるうえで必須
の要件となっている。
【0043】複合原動機における内燃機関の役割は、蓄
電池の貯蔵電力が欠乏した時の補給、電動機のみによる
出力不足の補完、その他内燃機関を必要とする補機類の
運転時に大別されるが、いずれの時も運転される時は可
能なかぎり燃費率が最も良好な運転条件を選んで運転さ
れる。しかし、それを実現するためには運転者がなにを
望んでいるか、また、現在自動車と複合原動機を構成す
る主要な要素はどのような状態であるかを知らなければ
ならない。それらを検知するためには次のセンサが必要
である。
【0044】まず、アクセルペダルには、アクセル踏込
みセンサ24が備えられている。アクセル踏込みセンサ24
は運転者が要求する出力レベルを検知するためには必須
のものであり、回転速度に対して設定された閾値又は他
の基準により設定された閾値を越えてアクセルが踏み込
まれた時には内燃機関1の運転要求があったものと判別
される。この閾値は蓄電池の電圧、直前まで供給してい
た電流によりいくらか調整もされる。例えば、蓄電池の
電圧が十分に高い時は閾値は多少上方に調整されたり、
低い時には下方に調整される。また、直前までの電流値
が小さい時は、一瞬の気まぐれによってアクセルが踏み
込まれたかもしれないので確認のために閾値を上方にそ
らしておく。直前までの電流値が相当に大きい時には閾
値を下方に調整して内燃機関1の始動受入れ準備体制を
とるようにする。
【0045】車速センサ25は、現在の自動車走行速度を
検出するためのセンサであり、電動機3とプロペラシャ
フトの間に変速機を備えた形式の複合電気自動車には必
須のセンサである。尚、電動機3がプロペラシャフトに
直結する形式の複合電気自動車では、車速センサ25を電
動機3の回転センサに代用できる。車速センサ25のセン
サ信号は、車速が低く、かつ、市街地を走行していると
判別されたり、渋滞中であると判別されたりするとき
に、内燃機関1の運転を遠慮する方向に制御するか否か
を判別するときの判断材料として利用される。例えば、
車速が低く渋滞中であると判別されたとき、蓄電池9の
電圧が内燃機関1の運転を要求するレベルであっても内
燃機関1の始動を延期し、さらに要求レベルが高まるま
で蓄電池9のみによって運転を続けるように制御する
が、このような制御を行うためには車速センサ25が必要
である。
【0046】出力センサ21は、内燃機関1の出力を検出
するためのセンサである。尚、燃料制御弁の位置や吸気
絞り弁開度又は吸気管内圧力等、内燃機関1の出力を代
弁する信号を出力するようなセンサであれば、出力セン
サ21の代わりに採用してもよい。この出力センサ21は、
暖機が必要な時には暖機にふさわしい状態で運転し、最
良燃費率が要求される時には、内燃機関1の運転状態を
その状態に誘導するのに必須のセンサである。
【0047】内燃機関1、電動機3には、夫々、内燃機
関1、電動機3の回転速度を検出する回転速度センサ2
2,23が備えられている。回転速度センサ22,23は、夫
々、内燃機関1、電動機3を運転する上で必須の信号を
提供する。電動機3の単独運転から内燃機関1も含めた
協働運転モードに移る際には、電動機3と内燃機関1の
運転速度が略一致したことを確認して両者を連結する必
要があるし、その過渡的な状態では内燃機関1を無負荷
で運転し、電動機3の回転速度に同期させる必要もあ
り、このような制御を行うには、内燃機関1、電動機3
の回転速度を把握しながら実行する必要があり、回転速
度センサ22,23は、そのために用いられる。
【0048】電流センサ26,電圧センサ27は、夫々、蓄
電池9の電流、電圧を検出するためのセンサであり、蓄
電池9の現状と使用状況を知る上で必須の役割を果たし
ている。現在の走行速度や走行履歴により市街地走行で
あると判定される状況のもとでは内燃機関1の使用は控
えめにするよう調整されるが、基本的には電源電圧が低
下して、蓄電量が不足してきたことが観測されたとき、
又は、消費電流が大きくなって蓄電池9の供給能力を上
回ったとき、内燃機関1が運転されて不足する電力を補
うのであるから、電流センサ26,電圧センサ27は内燃機
関1の運転制御の主役的重要性を有するセンサであると
言える。
【0049】この他にも、内燃機関1には、通常の内燃
機関と同様の冷却水温を検出する温度センサ、排気温度
センサ、が備えられ、内燃機関1がガソリンエンジンの
場合には、吸気負圧センサも備えられているが、これら
センサについては後述する。また、複合電気自動車に
は、図示しないが、内燃機関1を使用したいという運転
者からの意志表示を伝達するための内燃機関運転要求ス
イッチや緊急停止スイッチなども備えられている。
【0050】さらに、外気温度を検出する外気温度セン
サ、電動機3、蓄電池9、大電流制御素子温度等を検出
する温度センサも備えられている。これらのセンサは、
内燃機関1を最適運転条件で運転する制御には必須のも
のではないが、より細かな制御を行う場合、又は各種機
器を保護して複合原動機の実用性を高め、信頼性を確保
する為には、極めて有効な手段である。
【0051】データ入力装置10は、各センサからの信号
を積算し、A/D変換してデジタル値に変換し、このデ
ジタル化したセンサの信号値をマイクロコンピュータ11
に出力する。制御装置11は、データ入力装置10から入力
された各センサからの信号値に基づいて内燃機関1の始
動、調整速度、調整力、停止を含む総合制御を実行する
マイクロコンピュータシステムであり、CPU,RO
M,RAM等を備えている。
【0052】次に、本実施例の内燃機関1には、運転開
始の準備をするためのシステムが備えられている。複合
原動機の一部を構成する内燃機関は、通常の走行が主と
して電動機によって行われるために停止状態であること
が多く、冬期などでは冷え過ぎたり油膜が形成不十分な
状態に陥りがちである。しかも、運転を要求されている
のは電動機の出力又は蓄電池9の能力を越えるハードな
運転を要求されている状況になっていることが多く、内
燃機関を突然始動すると、急に激しい運動が要求される
ことになり、耐久性に問題を生じてしまう。
【0053】そこで、走行中に内燃機関1の保温や潤滑
油を圧送して油膜を保持する必要がある。また、内燃機
関1の運転が必要である時に、なかなか始動出来ないの
では折角の内燃機関1搭載の効果を損なうし、寒冷地な
どでは金属に脆さを帯びているので極低温から始動し
て、いきなり負荷の大きい運転状態にはいるのは温度の
変化に伴うストレスも大きい。これを解消するために、
内燃機関1が冷え過ぎないようにして内燃機関1をいつ
でも運転できるように、一定の温度以上に保温しておく
システム、予め潤滑油を圧送しておくシステムが必要で
ある。また、このようなシステムは、冷始動直後のHc
排出量を減じる上にも必要である。
【0054】また、油膜の保持にはオイルの選択も重要
な問題であるが、始動直前に油圧をかけて内燃機関1の
摺動部に潤滑油を散布しておくのも極めて効果的であ
る。図3、図4は、内燃機関1の保温システムを示す。
図3において、内燃機関1は中間ケース41を介して電動
機3と接続している。この中間ケース41は、例えばアル
ミニューム、銅等、熱伝導良好な材料で形成されたも
の、あるいはヒートパイプ等を組み込んだものであり、
動力伝達制御装置2のハウジングを兼用している。電動
機3で発生した熱が内燃機関1に伝達して内燃機関1が
加熱される。
【0055】図4において、内燃機関1には温度センサ
28と、ヒータ42と、コントローラ43と、が備えられ、制
御装置11は、温度センサ28の検出信号に基づいてコント
ローラ43を制御し、蓄電池9からヒータ42に通電し、内
燃機関1を一定の温度以上に保温する。尚、内燃機関1
をバーナで保温するようにしてもよい。その場合、内燃
機関1にバーナを備え、燃料タンクからコントローラを
介してバーナに燃料を供給する構成となる。
【0056】図5は、潤滑油の圧送等を行って始動準備
をするためのシステムを示す。図5において、制御装置
11に備えられたCPU51には、車速センサ25、電流セン
サ26、電圧センサ27の各センサ信号が入力ポート54を介
して入力される。ROM52には、始動準備を行うため、
車速、蓄電池9の電流、電圧の閾値を記憶しておく。
【0057】RAM53は、経過データ(走行履歴)等を
記憶するためのメモリである。燃料供給制御装置6に
は、燃料ポンプ56とオイルポンプ57とが備えられてい
る。オイルポンプ57は、小型の電動式オイルポンプであ
り、通常内燃機関1に設置されているオイルポンプと並
列的に設置される。
【0058】CPU51は、各センサ信号の信号レベルと
前記ROM52に記憶された各閾値とを比較し、内燃機関
1を始動する条件を判別し、その前段階に達した時に、
出力ポート55を介して制御信号を、夫々、燃料ポンプ5
6、オイルポンプ57に出力する。次に、内燃機関1の始
動・停止制御を行うシステムについて説明する。
【0059】複合原動機の内燃機関は、必要な時のみ運
転される形態であり、原則的には運転者の意志によって
運転や停止を実行するのではなく、複合原動機としての
必要性に応じて運転されるので自動的に始動したり、停
止する必要がある。図6は始動制御を行うためのシステ
ムを示す。内燃機関1には、前述したように、アクセル
踏込みセンサ24、回転速度センサ23等の他に、吸気負圧
センサ29、排気温度センサ30が備えられ、これらのセン
サ信号は入力ポート54を介して入力される。
【0060】本実施例では、内燃機関1の始動条件を以
下のように設定しておく。 〔始動条件〕 (1) 運転者が始動を要求していると見なされる場合 例えば、アクセルペダルが一杯に踏み込まれている時、
手動スイッチによる内燃機関1の始動要求があった時、
内燃機関1により駆動される補機のスイッチがオンの時
のいずれかの時には、運転者が始動を要求していると見
なされる。このセンサ信号は、オン−オフ信号としても
たらされる。
【0061】(2) 運転状態が電動機3の能力を越えてい
ると見なされる場合 例えば、アクセル踏込み量の平均値が閾値を越えた時、
電動機3の回転速度の平均値が閾値を越えた時には、運
転状態が電動機3の能力を越えていると見なされる。 (3) 蓄電池9の放電状態が能力を越えていると見なされ
る場合 例えば、蓄電池9の端子電圧の平均値が閾値を下回った
時、放電電流の平均値が閾値を上回った時には、蓄電池
9の放電状態が能力を越えていると見なされる。
【0062】原則としては上記のいずれかの条件を満足
すると内燃機関1は始動する。内燃機関1の始動を確認
するための物理量は、ROM52に記憶される。この物理
量は、例えば始動確認用の回転速度閾値、吸気負圧閾
値、排気温度閾値のデータ、その他の補助データとして
セルモータ運用限度時間、セルモータ休止時間、始動試
行限度回数等のデータであり、これらの物理量は実験的
に求められた値である。
【0063】始動確認用の回転速度閾値は、停止状態か
ら始動処理を開始して、ある回転速度に達したならば始
動したものと判定するための閾値である。クラッチを遮
断した状態でセルモータによって始動する形式のものの
場合には、この閾値は有効な判断材料になる。また、吸
気負圧閾値は、内燃機関の出力を代表する物理量として
吸気負圧を検知する構造を採用できるガソリンエンジン
の場合に、始動を確認する手段として始動確認回転速度
閾値に加えて利用される閾値である。
【0064】但し、内燃機関がディーゼルエンジンのよ
うに事実上吸気絞り弁のない構造のものの場合には、始
動が完了しても吸気負圧が発生する訳ではないので、吸
気負圧閾値を始動確認用として用いても効果がない。排
気温度閾値は、シリンダ内で完爆状態になると排気温度
が急上昇するという現象を利用して、始動確認物理量と
して設定された閾値である。真夏でも通常の停止状態で
はありえないという温度を閾値として設定しておくこと
により、始動処理中に排気温度がこの閾値を越えると始
動したものと判断できる。また、時間当たりの温度変化
を検知する構造とすれば始動の成否をさらに正確に確認
できる。
【0065】また、セルモータによるのではなく、クラ
ッチを接続して、所謂押しがけのような状態で主電動機
によって始動する時には、始動できていない時でも相当
な回転速度まで上昇し、吸気負圧も観測される。このよ
うなとき、排気温度も判別材料として利用することによ
り、始動できたかどうかの判別が、より正確なものとな
る。
【0066】セルモータ運用限度時間と休止時間は、セ
ルモータ又は主電動機を使用する形式の複合原動機にお
ける始動のためのクラッチの接続時間を判別するための
データであり、始動しなかった時に再度始動処理を実行
するために用いられるデータである。RAM53は、始動
条件(2) 、(3) についての各センサ信号の現在値を用い
る場合には不用であるが、経過データを用いる場合に必
要である。この場合、各センサからのデータは、CPU
51によりサンプリング収集され、RAM53には、サンプ
リング収集された各センサからのデータ及び過去の一定
時間内に発生した頻度(回数)に基づいて計算された平
均値が随時記録される。
【0067】次に、内燃機関1の停止条件を以下のよう
に設定する。 〔停止条件〕 (1) 始動条件がすべて解消されたこと 即ち、アクセル踏込み量、回転速度又は車速、放電電流
を所定閾値と比較し、各センサ信号が閾値未満になった
とき、あるいは各値が比較的低レベルになったときに
は、始動条件がすべて解消されたとみなされる。
【0068】(2) 蓄電池9が所定の充電状態になったこ
と 蓄電池9の端子電圧が停止条件時の所定閾値に達したと
きには所定の充電状態になったと判断される。尚、始動
と停止の頻度を抑制するように、始動条件時の閾値と停
止条件時の閾値との間に差を設けておく。
【0069】図8は、これらの閾値の関係を示した説明
図であり、始動条件時の閾値を停止条件時の閾値よりも
低く設定しておく。アクセル踏込み量等が始動条件時の
閾値を越えると内燃機関1の運転は開始される。時間と
運転状態にもよるが、内燃機関1の運転が開始されると
蓄電池9の電圧が上昇する。そして始動条件がすべて解
消され、かつ蓄電池9が所定の充電状態になって停止条
件が成立したとき、内燃機関1の運転が停止され、電動
機3のみによる運転となる。
【0070】もし、始動条件時の閾値と停止条件時の閾
値に差がなければ、内燃機関1は頻繁に始動・停止さ
れ、内燃機関1自体の耐久性に問題を引き起こすばかり
でなく、始動や停止の際に炭化水素の発生など排気の面
でも問題を生じてしまう。したがって、始動条件時の閾
値と停止条件時の閾値とを図8のように設定しておくこ
とにより、内燃機関1が一旦始動されたならば長時間運
転が継続され、停止したならば長時間停止し、このよう
な不都合が生じなくなる。
【0071】停止条件時の閾値は、ROM52に記憶さ
れ、停止条件(1),(2) に使用する各センサ信号の経過デ
ータを用いて停止条件を判定する場合には、始動条件時
と同様にRAM53が必要である。停止条件(2) の場合、
電圧の瞬間値でも判別の効果はあるが、例えば減速中、
一瞬電動機3が強い回生状態になったとき、瞬間的に高
い電圧になることがあり、電圧の瞬間値では判別がつき
にくい場合がある。このため、正確な判別を得るために
は経過を示す平均値を重視するのが得策である。
【0072】次に、始動制御時に必要な点火コイル7へ
強力送電をするシステムについて説明する。内燃機関と
してガソリンエンジンを採用した場合、抵抗を経由させ
ないで蓄電池の電圧を直接、点火コイル7に印加すると
容易に始動することが知られている。通常の自動車では
運転者がスターターキーを操作して内燃機関の始動を実
行し、点火コイルに直接蓄電池の電圧が印加される。し
かし、複合原動機では運転者がスターターキーを操作す
る訳ではないので、制御装置によりこの処理を実行しな
ければならない。
【0073】そのため、始動を開始してから始動が完了
するまで出力する点火電源と、始動が完了してから出力
する点火電源の2系統を備え、前者は抵抗を経由しない
で点火コイルに、後者は抵抗を経由して点火コイルに接
続する方式とする。図7は、そのシステムを示す。図7
において、蓄電池9からリレー60を介して点火コイル7
に送電される直接送電系と、蓄電池9からリレー61、電
流制限抵抗62を介して点火コイル7に送電される間接送
電系と、が備えられている。点火コイル7に電力が送電
されるとスパークプラグ63が点火する。
【0074】尚、このシステムを始動時以外に使用して
もよい。複合原動機における内燃機関は通常の自動車に
搭載されている内燃機関よりも高負荷で運転される割合
が多く、点火コイルの選定は当然耐熱番手の大きいもの
となる。このことは耐久性の確保のために必須ではある
が、低温・低負荷運転ではくすぶりや濡れを発生しやす
く、次回の始動を困難にする原因になっている。これを
防止するために、内燃機関の温度が既定値以下の低温の
とき、低負荷で運転されているときなど、必要に応じて
始動後であっても直接送電系を介して電力を出力して通
電量が増大すると、点火栓が濡れることもなく、次回の
始動性も良好となる。
【0075】以上の構成により図9〜図15のフローチャ
ートに基づいて内燃機関1の運転準備、始動、停止の制
御を行う。図9のステップ(図中では「S」と記してあ
り、以下同様とする)1では、内燃機関1を始動する前
に、内燃機関1の始動準備制御を行う。内燃機関1の温
度がROM52に記憶された閾値よりも低い場合、図4に
示すように蓄電池9からコントローラ43を介してヒータ
42に給電し、内燃機関1を一定の温度以上に保温する。
【0076】また、図5に示すように、燃料ポンプ56、
オイルポンプ57に、制御信号を出力し、潤滑油の圧送、
燃料油の圧送、ディーゼルエンジンでは予熱栓58への送
電などのいずれか、またはこれらを組み合わせて実行す
る。これにより予め燃料、潤滑油が圧送されて油膜が保
持され、また始動の準備は行われる。内燃機関1が運転
される前段階の水準に達したか否かを判断するには、正
確さを得るために、各センサの信号値の経過データを参
照するとよい。
【0077】この要否判断を行うための処理は図10のフ
ローチャートに基づいて行われる。まず、初期処理を行
い(ステップ11)、データ入力装置10で積算され、A/
D変換された各センサからのセンサ信号のデジタル値を
入力する(ステップ12)。ステップ13では、RAM53上
にこのデータの記入を行い、経過データを更新する。こ
れにより過去の走行履歴が随時、RAM53に記録され
る。
【0078】ステップ14では、現在値による重み付けを
する。ステップ15では、経過データによる重み付けを行
う。要否判定は、図11のフローチャートに基づいて行わ
れる。即ち、RAM53に記憶された経過データを参照
し、実行要求信号をセットするか(ステップ17)、ある
いは実行要求信号をリセットして(ステップ18)出力ポ
ートから出力する(ステップ19)。
【0079】次に、始動の要否を判別する(図9のステ
ップ2)。始動条件は前述の通りである。始動条件が成
立した時、ステップ2→3に進み、始動制御を行う。始
動制御は図12のフローチャートに基づいて行われる。
尚、ROM52には、予め設定された所定の既定値とし
て、停止ループ数srp,運転ループ数mrp,始動トライ限度
数str を記憶し、RAM53には、初期値としてsrps(=
0),mrps(=0),stry(=0),sts(=1),flg(=0)を
記憶しておく。
【0080】運転開始時、始動電動機ステータスsts の
初期値が1であるので、ステップ21→22に進み、停止中
ループ数カウンタsrpsを0にセットする。そして運転中
ループカウンタmrpsをインクリメントし(ステップ2
3)、このカウント値が規定値以上に達するまでは、始
動処理信号をセットする(ステップ24→25)。この処理
は、図13のフローチャートに基づいて行われる。
【0081】図13において、ステップ41では、燃料又は
混合気制御を行う。内燃機関1がガソリンエンジンであ
る場合、点火コイル送電信号をセットする(ステップ42
→43)。尚、始動時は前記したように直接送電系を介し
て強力送電することにより容易に始動できるようにす
る。これにより内燃機関1を回転させると所定の点火時
期で点火が行われる。
【0082】始動電動機5の駆動前、つまり内燃機関1
の回転前は、吸気負圧センサ29のセンサ信号の信号レベ
ルは、大気圧レベル相当値であり、ROM52に記憶され
ている始動確認用吸気負圧閾値を越えない。このときは
始動電動機5の送電信号をセットし、始動電動機5を駆
動してクランキングを開始する。クランキングにより、
点火及び混合気の供給が行われて内燃機関1が着火、燃
焼して完爆状態、つまり内燃機関1の始動が完了する
と、吸気負圧センサ29,排気温度センサ30,回転速度セ
ンサ23のセンサ信号の信号レベルが、ROM52に記憶さ
れている始動確認用回転速度閾値、吸気負圧閾値、排気
温度閾値のすべての閾値を越えるようになるので、ステ
ップ48に進み、始動電動機送電信号をリセットする。こ
れにより始動電動機5は停止する。ガソリンエンジンの
場合、一旦、始動が完了すると、原則として点火コイル
7には、運転が停止するまで抵抗62を経由する間接送電
系を介して小電力で送電される。
【0083】また、吸気負圧センサ29,排気温度センサ
30,回転速度センサ23のセンサ信号の信号レベルのう
ち、いずれかの信号レベルが閾値以下である場合には、
内燃機関1は始動が完了していないと判定され、ステッ
プ45に進み、始動電動機送電信号のセットを継続する。
尚、内燃機関1がディーゼルエンジンである場合、ディ
ーゼルエンジンは事実上吸気絞り弁がない構造であり、
始動が完了しても吸気負圧が発生する訳ではないので、
ガソリンエンジンの場合とは異なり、吸気負圧の比較判
定は行わず、夫々、排気温度、及び内燃機関1の回転速
度についてだけ各閾値との比較判定を行う(ステップ4
6,47)。
【0084】始動電動機5によるクランキング開始後、
全てのセンサの信号レベルが閾値を越えて始動の完了が
確認されると、既述したように、始動電動機5への送電
信号がリセットされて始動電動機5が停止されるが、所
定時間経過しても始動の完了が確認されないときは、一
旦、始動電動機5を停止し、一定時間おいてから始動制
御を再開する。
【0085】即ち、図12において、運転ループ数カウン
タmrpsが運転ループ数mrp を越えた時、つまり、所定時
間経過しても始動されないときには、始動電動機ステー
タスを0にセットし、一旦、始動準備状態に戻す。始動
電動機ステータスが0になると、運転中ループカウンタ
mrpsを0にセットし(ステップ21→28)、停止中ループ
数カウンタsrpsをインクリメントし(ステップ29)、停
止中ループ数カウンタsrpsが停止ループ数srp 以上にな
るまで、始動電動機5が停止される。
【0086】停止中ループ数カウンタsrpsが所定の停止
ループ数srp 以上になったとき、つまり、始動電動機5
を停止後、所定時間経過後に始動電動機ステータスを1
にセットし(ステップ31)、始動トライ数stryをインク
リメントして(ステップ32)始動電動機5を再度、駆動
する(ステップ5)。もし、始動トライ数stryが始動ト
ライ限度数str を越えたとき、即ち、何度始動制御を行
っても内燃機関1が始動しないときは、始動禁止フラグ
flg をオンにする(ステップ33→34)。
【0087】始動禁止フラグflg がオンになった場合、
始動不可能と判断して当面の始動を取り止め、所定時間
(前記、始動制御期間の停止時間より十分長い時間)の
経過後に再度、始動を試みる(ステップ35,36)。内燃
機関1の始動が確認されたとき、図9のステップ4に進
み、電動機3の回転速度を基準として、この回転速度に
内燃機関1の回転速度を同期させるように回転速度制御
を行う。この制御は、図14のフローチャートに基づいて
進められる。
【0088】ステップ51では、電動機3の回転速度mrpm
をサンプリングし、ステップ52では、内燃機関1の回転
速度erpmをサンプリングする。そして内燃機関1の回転
速度erpmが、電動機3の回転速度mrpmよりも小さいとき
には、燃料供給を増やして内燃機関1の回転速度erpmを
速め(ステップ53→54)、電動機3の回転速度mrpmより
も大きいときには、燃料供給を減らして内燃機関1の回
転速度を低下させ(ステップ53→55→56)、等しいとき
には、直前の状態をそのまま維持する。
【0089】ステップ7では、動力伝達制御装置2を介
して連結制御を行い、電動機3と内燃機関1とで併用運
転を行う。この連結制御については後述する。電動機3
と内燃機関1とが併用運転されているときに内燃機関1
の停止条件が成立したときには、内燃機関1を停止する
制御を行う(ステップ6→7)。停止条件は前述の通り
である。
【0090】内燃機関1を停止させるとき、内燃機関1
を力行させたまま、いきなりクラッチを遮断したり点火
電源を遮断すると、オーバーランを招いたり、多量の生
ガスを発生したり、あるいは次回の始動を困難にしてし
まう。これを避けて順当に停止させるためには、無負荷
運転を実行する。無負荷運転を実行するには、予め実験
により内燃機関1を無負荷運転した時の吸気負圧又はス
ロットル弁開度、噴射量制御レバー位置など、出力を調
節するための要素の値を求めておき、回転速度に対して
内燃機関1の制御テーブルとしてROM52に記録する。
そして回転速度を与えると、その時の無負荷運転を実行
する吸気負圧値等を応答するような処理を行うソフトを
内蔵しておき、スロットルバルブや噴射量の制御を応答
値になるまで調節し、応答値に収束するように制御す
る。尚、内燃機関1を無負荷運転に移行させるにつれ
て、電動機3のトルクを、内燃機関1の低下分、増大
し、電動機3単独運転で現状回転速度を維持できるトル
クまで高めるように制御して出力トルクを維持するのが
よい。
【0091】内燃機関1を無負荷運転にしたあと、内燃
機関1の動力の伝達を遮断する。このように連結中に内
燃機関1を無負荷運転とすることにより、伝達を遮断し
た後も、内燃機関1、電動機3、夫々のトルクに変動が
ないので、遮断時のトルクショックを防止できる。尚、
内燃機関1の動力の伝達・遮断を行う際、クラッチを備
える形式の複合原動機ではクラッチを接続・遮断する。
電動機又はソレノイドによる電動制御方式のクラッチを
備えた形式のものでは、クラッチを遮断するときはクラ
ッチを遮断する方向に電動機を回転させるか、ソレノイ
ドを駆動すればよい。また、油圧駆動クラッチを備えた
形式のものでは、クラッチを遮断するときは油圧を解放
するか、又は構造によっては油圧をかけて、遮断する方
向に制御すればよい。
【0092】但し、一方向クラッチのように電動機の回
転速度よりも内燃機関側の回転速度が低くなった時に自
動的に連結状態から解放される構造を採用している場合
には、特別なクラッチの制御を考慮する必要はない。ク
ラッチを遮断した後は、アイドリング運転を実行する。
内燃機関1の運転を停止する前に内燃機関1をアイドリ
ング速度に制御し、必要に応じてその状態を既定時間維
持する。この制御は図15のフローチャートに基づいて行
われる。
【0093】内燃機関1の停止条件が成立したとき(ス
テップ61)、アイドリング維持カウンタのカウント値id
lsに1を加える(ステップ62)。カウント値idlsがアイ
ドリング位置時間idl 以下であるとき、内燃機関1の回
転速度erpmをサンプリングし(ステップ64)、内燃機関
1の回転速度erpmがアイドリング回転速度idrpm 以下で
あるときには燃料供給量を増やして内燃機関1の回転速
度erpmを高め(ステップ65→66) 、アイドリング回転速
度idrpm を越えているときには、燃料供給を減らして内
燃機関1の回転速度erpmを低くする(ステップ67→68)
【0094】但し、アイドリング速度はそれほど厳密に
制御する必要はないので上下に幅を持たせてアイドリン
グ速度近傍になれば、それをもって制御が完了したもの
と見做す。カウント値idlsがアイドリング維持時間idl
を越えたとき、内燃機関1の停止処理を実行し(ステッ
プ63)、アイドリング維持時間idl を0に設定する。
【0095】このように、内燃機関1の運転を停止する
前に内燃機関1をアイドリング速度に制御したとき、必
要に応じてその状態を既定時間維持する。即ち、アイド
リング運転は総合的な燃費率を悪化させる要因となるの
でできるだけ短時間で切り上げるのを原則とするが、内
燃機関1の構造によっては温度バランスや油膜の回復の
ためにアイドリングを継続した方が望ましい場合もあ
る。その時はアイドリング継続時間をROM52に保持
し、制御装置のクロックとの比較によって、その継続時
間を経過するまではアイドリングを持続する。
【0096】内燃機関1の運転を停止させるには、内燃
機関1に供給する燃料を遮断したり、点火コイルへの送
電を停止する。また、内燃機関1の直接的な停止操作に
加えて、燃料フィードポンプや、内燃機関1の冷却を電
動ファンによって行っている場合などでは、そのような
補機類の運転も停止する。以上で内燃機関1の運転準備
から停止までの制御が完了する。
【0097】かかる構成によれば、内燃機関1の始動、
調整速度、調整力、停止を含む総合制御が実行され、内
燃機関1の能力を最大限まで引き出すことが出来、複合
原動機全体の能力を高めることが出来る。そして、始動
準備段階では、中間ケースを介して電動機3の熱が伝達
され、また、ヒータによって内燃機関1は一定温度以上
に保温されているので、内燃機関1の冷え過ぎを防止す
ることが出来る。また、始動準備中に燃料、潤滑油を圧
送しておくので、内燃機関1をすぐに始動させることが
できる。
【0098】また、始動段階では、始動に失敗したとき
には、再始動を行うようにしたので、確実に始動するよ
うになる。また、内燃機関としてガソリンエンジンを採
用した場合、始動開始時、点火コイルには直接送電系を
介して給電されるので、始動し易くなる。特に複合原動
機の内燃機関は高負荷で運転される場合が多く、耐熱番
手の大きい点火プラグが選定されるため、低温・低負荷
運転ではくすぶりや濡れを発生しやすいが、始動時以外
で直接送電系を介して点火コイルに送電することによ
り、点火プラグの濡れを防止することが出来、再始動時
の始動性も良好となる。
【0099】また、過去の平均値として計算・記録され
ている経過データに基づいて各種の判断を行うことによ
り、問題とすべき現象が一時的なものか、あるいは恒常
的なものかが判別され、正確さを得ることができる。ま
た、内燃機関1を始動・停止する時に電動機3の回転速
度を基準として、内燃機関1の回転を電動機3の回転に
同期させて連結することにより、円滑な連結・遮断制御
を行うことが出来る。
【0100】また、内燃機関1を停止させるときには内
燃機関1をアイドリング速度に制御し、内燃機関1の構
造に応じてその状態を既定時間維持することにより、温
度バランス、油膜の回復が良好となり、内燃機関1の耐
久性が増す。また、停止条件時の閾値を始動条件時の閾
値よりも高くして始動条件と停止条件の間に差を設ける
ことにより、内燃機関1が一旦始動されたならばなるべ
く長時間運転が継続され、停止したならば出来るだけ長
時間停止するようになるので、始動と停止の頻度を抑制
することが出来、内燃機関1自体の耐久性も向上し、排
気の面でも炭化水素の発生を出来るだけ抑えることがで
きる。
【0101】次に、内燃機関1の始動条件と停止許可条
件を運転者が操作するレバーによって調節できるように
したシステムについて説明する。図16は、システムを示
す。図16において、レバー71は、運転者が操作する操作
レバーであり、このレバー71には、マイクロスイッチ72
が取り付けられている。そしてレバー71の位置はマイク
ロスイッチ72により検出される。
【0102】始動・停止条件は、表に示すように例えば
蓄電池9の電圧値に基づいて高出力運転、通常運転、静
粛運転モードにおける条件の3段階に分かれている。そ
して、高出力を必要とするときほど、始動・停止条件の
蓄電池9の電圧値を高く設定しておく。これらの始動条
件、停止条件はマイクロスイッチ72によって選択され
る。尚、正確さを得るために、蓄電池9の電圧の観測回
数を10回とする。
【0103】このように設定しておいて、例えば、レバ
ー71により高出力運転モードを選択した場合、 210〜22
0 Vが10回観測された時、内燃機関1が始動して蓄電池
9の充電が開始され、260 Vを越えた電圧が10回観測さ
れた時、内燃機関1が停止して蓄電池9の充電も停止す
る。これにより内燃機関1は通常よりも早めに始動し、
遅く停止するため、蓄電池9の電圧は 210〜260 Vに保
たれ、結果として内燃機関1を併用した高出力運転領域
が拡大する。
【0104】逆にレバー71を静粛運転モードに切り替え
れば、蓄電池9のみによる電動機3単独運転での走行範
囲が拡大することになる。かかる構成によれば、レバー
71を操作することにより、始動・停止条件を必要に応じ
て手動で可変することが出来る。次に、内燃機関1の始
動条件と停止許可条件を電気自動車の外部からの信号に
応じて自動調節するようにしたシステムについて説明す
る。
【0105】図17は、そのシステムを示す。道路施設又
はこれに準ずる定置施設又は人工衛星などの空中施設
に、始動条件、停止条件を送信する発信機73を備え、複
合電気自動車74側にこれらの条件を受信する受信機74を
備えておく。受信機75で受信された条件情報は、制御装
置11に入力される。
【0106】例えば、付近に病院等がある時、道路側の
発信機73から複合電気自動車74に信号を送り、複合電気
自動車74側では、受信機75でこの信号を受信して内燃機
関1を停止し、電動機3のみによる走行に切り換える。
または内燃機関1の使用許可条件を制限して内燃機関1
の使用を抑制するように制御する。かかる構成によれ
ば、電気自動車74が走行している外部の状況に応じて、
適切に内燃機関1を運転することが出来る。
【0107】次に、内燃機関1を電動機3に接続する動
力伝達装置について説明する。従来、複合原動機ではク
ラッチを駆動するために電動機を使用していたが、連結
又は遮断の実行にはかなり大きな駆動力を必要とするの
で、装置自体が高価になるばかりでなく、駆動のための
電力も無視できないものであった。しかし、通常の自動
車のように、クラッチペダルを設けて、クラッチマスタ
ーシリンダによって油圧を発生し、足踏みによってクラ
ッチを駆動する方式を使用したのでは、複合原動機にお
いて円滑な作動を得ることは難しい。簡易に利用できる
油圧又は負圧等を発生する装置があれば、この装置を利
用すればよいが、油圧等を発生する装置を備えるにはコ
ストや重量の点で不都合である。
【0108】本実施例では、複合原動機においてクラッ
チを駆動する必要がある時は、内燃機関1の運転中に限
られることに着目し、内燃機関1の潤滑油の油圧を利用
してクラッチを操作するようにした。図18は、かかる内
燃機関1の潤滑油圧力により駆動されるクラッチを備え
た動力伝達制御装置2を示す。
【0109】内燃機関1には、オイルポンプ81が備えら
れ、オイルポンプ81は、内燃機関1が運転されている状
態では、コントロールバルブ82に潤滑油を供給する。ソ
レノイドバルブ83を制御してシリンダ84に潤滑油を供給
すると、ピストンロッド85を介してレリーズフォーク86
がスプリング87の弾性力に抗して支点を中心にして回動
し、プレッシャープレート90を出力軸の軸方向に移動さ
せる。そしてプレッシャープレート90がクラッチディス
ク89をフライホイール88に圧着することにより、内燃機
関1は電動機3に連結される。
【0110】ソレノイドバルブ83を制御して潤滑油を内
燃機関1に戻すことにより、シリンダ82内の潤滑油圧力
が低下し、クラッチディスク89、プレッシャープレート
90がフライホイール88から離れ、内燃機関1は電動機3
から遮断される。また、内燃機関1が運転されていない
状態でも、オイルポンプ81が作動しないので内燃機関1
は遮断状態に保たれる。
【0111】即ち、内燃機関のみ有する自動車に備えら
れた装置では、非作動状態でクラッチが接続されている
構造であるが、本実施例の装置は、内燃機関のみ有する
自動車に備えられた装置とは逆の機能を有している。こ
の方式の利点はクラッチ操作のための動力源が内燃機関
1の潤滑油の油圧から得られるので、専用のオイルポン
プを必要とせず、小型化、低価格化、軽量化が可能であ
る。また、内燃機関1が停止している時にはクラッチを
接続することが不可能であり、内燃機関1になんらかの
異常が発生して停止した時には、クラッチも自動的に遮
断状態になるので、クラッチの制御がかなり簡易にな
る。
【0112】次に、動力伝達制御装置2における連結・
遮断制御について説明する。尚、連結とは内燃機関1と
電動機3の回転系を連結すること(ひいては、内燃機関
1と駆動車軸との連結)を意味し、遮断とは内燃機関1
と電動機3の回転系を遮断すること(ひいては内燃機関
1と駆動車軸との遮断)を意味する。電動機3の回転速
度が規定値以下の時は遮断処理を実行し、それ以外で連
結の時には電動機3の回転速度を基準に内燃機関1の回
転速度を同等に制御した後に、両者の速度差が規定値以
内であれば連結処理を実行し、遮断の時には電動機3の
回転速度で内燃機関1が無負荷運転するように制御因子
を調整し、その後遮断処理を実行するように制御する。
【0113】連結・遮断制御を行うときの条件は次の通
りである。内燃機関1が運転されている時に以下の項目
を満足した時を、クラッチを接続する条件、即ち、内燃
機関1と電動機3を連結する条件とする。 〔連結条件〕 (1) クラッチ接続可能な回転速度以上の速度に達したこ
と (2) 電動機3と内燃機関1の回転速度差が既定値以下で
あること (3) 耐用最高速度を越えていないこと また、以下の項目を満足した時を、クラッチを切る条
件、即ち、内燃機関1と電動機3を遮断する条件とす
る。 〔遮断条件〕 (1) 内燃機関1が運転されていない時、クラッチ遮断回
転速度以下の速度に達したとき (2) クラッチ遮断回転速度以下の速度に達したこと また、前記判定のための閾値を以下の値等とする。 〔判定閾値〕 (1) クラッチ接続可能な回転速度 (2) 回転速度差の規定値 (3) 耐用限界速度 これらの閾値は、予め実験により最適値が決定され、R
OM52上に記憶される。
【0114】電動機3の回転速度は、回転速度センサ23
により、常に監視されているが、この電動機3の制御の
ために必須のセンサの信号をクラッチ制御用にも流用す
る。但し、回転速度センサ23には、30rpm 程度の精度の
高いものが必要である。また、内燃機関1の回転速度セ
ンサ22からのセンサ信号も利用するが、内燃機関1は約
600RPM以下では運転されないことを考慮すればガソリン
エンジンの場合では、点火装置のオン−オフ信号(いわ
ゆるポイントの開閉信号)等も実用に供し得る。点火装
置の場合、4サイクル2気筒エンジンの例では、600RPM
につき毎分600パルスを発生するが、毎秒10パルスに相
当し、サンプリング時間を0.5 秒とすれば120rpm/パル
スに相当するので、ラフではあるが制御信号として実用
に供し得るものと考えられる。
【0115】また、内燃機関1が運転されていると確認
するための条件を、以下のように設定する。 a.内燃機関1の回転速度が始動確認回転速度以上であ
ること b.吸気負圧が観測されたこと c.燃料ポンプに電力が供給されていること d.ガソリンエンジンでは点火装置に電力が供給されて
いること e.内燃機関1の潤滑油の油圧が観測されたこと f.排気温度が規定値以上であること g.排気圧力が規定値以上であること 次に、図19、及び図20のフローチャートに基づいてこの
連結・遮断制御の動作を説明する。
【0116】まず、図19のルーチンでは、連結要求信
号、遮断要求信号のセット・リセットを行う。図19にお
いて、前述の確認条件に従って内燃機関1が運転中であ
ると確認され(ステップ71)、内燃機関1を電動機3に
連結する条件を満しているとき(ステップ72→73)に、
すでに内燃機関1が電動機3に連結されている場合に
は、連結要求信号、遮断要求信号をともにリセットする
(ステップ74→75)。遮断している場合には、遮断要求
信号をリセットし、連結要求信号をセットする(ステッ
プ76)。
【0117】また、内燃機関1が運転中ではないとき、
または運転中に内燃機関1を電動機3から遮断する条件
が成立したとき、すでに遮断している場合には、連結要
求信号、遮断要求信号をともにリセットする(ステップ
77→75)、連結している場合には、連結要求信号をリセ
ットし、遮断要求信号をセットする(ステップ78)。こ
のように連結要求信号、遮断要求信号をセット又はリセ
ットすると連結又は遮断処理を実行する(ステップ7
9)。
【0118】この連結・遮断処理は図20のフローチャー
トに基づいて行われる。尚、この制御を行う前に、先行
処理として電動機3の回転速度mrpm,内燃機関1の回転
速度erpmをサンプリングしておく。連結要求信号がセッ
トされ、遮断要求信号がリセットされているときには、
連結要求があったものと判断する(ステップ80)。
【0119】連結可能回転速度であるとき、連結可能回
転速度であると判断したときは、電動機3の回転速度mr
pmをデータとして与え、この回転速度において無負荷条
件となる設定値、即ち、内燃機関1を空転させる燃料制
御弁の開度値、吸気圧力値を求める(ステップ81→8
2)。これらの電動機3の回転速度に応じた値は、RO
M52に記憶され、回転速度が与えられると応答してRO
M52から出力される。
【0120】この時、内燃機関1の回転速度erpmが電動
機3の回転速度mrpmよりも小さいときには、燃料供給量
を増加して内燃機関1の回転速度erpmを高めるように制
御し(ステップ83→84)、電動機3の回転速度mrpmより
も大きいときには、燃料供給量を絞って内燃機関1の回
転速度を低減する(ステップ85→86)。そして内燃機関
1の回転速度erpmと電動機3の回転速度mrpmの差がクラ
ッチ接続許容回転差未満になったとき、連結処理を実行
する(ステップ87→88)。
【0121】連結処理は、油圧レリーズソレノイドを作
動させ、潤滑油が内燃機関1に戻らないように制御する
ことにより行われる。これにより油圧が発生し、通常遮
断されていた内燃機関1と電動機3とは油圧シリンダ等
の作動により連結される。連結処理が完了すると、スロ
ットルバルブ等により燃費等を重視した目的の負荷まで
運転条件を調節する。
【0122】尚、連結可能回転速度ではないと判断され
たとき(ステップ81)、クラッチ接続許容回転差以上の
とき(ステップ87)は、この連結処理を行わないで終了
する。次に、遮断要求信号がセットされ、連結要求信号
がリセットされているときには、遮断要求があったもの
と判断する(ステップ80)。
【0123】遮断時においてもステップ82と同様に、現
在の回転速度における無負荷条件となる燃料制御弁の開
度値、吸気圧力値を求め(ステップ90)、燃料制御弁を
同上条件に合わせる(ステップ91)。即ち、クラッチ遮
断と同時並行的に、内燃機関1の出力を低下させる制御
を行う。例えば、ガソリンエンジンではスロットルバル
ブを絞り、ディーゼルエンジンでは噴射量を絞るように
する。これにより、現在の回転速度における無負荷運転
に向けて調節することが可能となる。これはクラッチを
遮断したとき、内燃機関1がから吹かしの状態になるの
を避けるためである。
【0124】無負荷条件が成立した時には、遮断処理を
実行し(ステップ92→93)、内燃機関1は電動機3から
滑らかに遮断される。以上で内燃機関1と電動機3との
連結・遮断処理が完了する。尚、前述のようにクラッチ
遮断が完了した後は、内燃機関1のアイドリング制御が
実行され、蓄電池9に十分電力が蓄えられ、内燃機関1
を停止することを目的とするクラッチ遮断処理であれば
内燃機関1は、その後、停止されるが、信号待ち等の一
時的なクラッチ遮断処理の時はアイドリング制御が継続
される。
【0125】かかる構成によれば、内燃機関1の潤滑油
の油圧を利用してクラッチを操作するようにしたので、
特に油圧等を発生する装置を備えずにクラッチ制御を行
うことが出来、小型化、低価格化、軽量化が可能とな
る。また、内燃機関1が停止している時はクラッチを接
続することが不可能であるとともに、内燃機関1がなに
かの異常状態によって停止するとクラッチも自動的に遮
断状態になるので、安全であり、クラッチの制御もかな
り簡易となる。
【0126】尚、この実施例では、内燃機関1の油圧を
駆動源とするクラッチと制御方法について述べたが、電
動機等で油圧を発生する装置を採用しても、また、電動
機で制御する方式を採用しても基本的な作動のロジック
は同じであり、同様な結果を得ることができるが、電動
機で油圧や負圧を発生する方式では、クラッチ操作の前
後で電動機の起動や停止を実行する必要がある。また、
電動機によって直接駆動する方式では、正転・逆転など
の制御を必要とするが、装置そのものの価格も高くな
る。また、電磁クラッチという方法がもっとも簡便に考
えやすいが、クラッチを接続又は遮断している間中、常
に電力が消費されるので節電を旨とする電気自動車に適
用するためにはいまのところ改良の余地がある。
【0127】また、トルクコンバータとクラッチ、特に
望ましくは簡易な一方向クラッチを直列的に組み合わせ
て構成してもよい。複合原動機を備える電気自動車の内
燃機関と電動機の連結には、予想されたことではあった
がトルクコンバータが極めて良好な結果を示している。
電動機のみによる通常の運転から、内燃機関と電動機に
よる協働運転に移る時及びその逆の変更時にショックを
伴いがちであるが、この方法によれば非常に滑らかであ
り、高級車には相応しい装置であるといえる。また、ト
ルクコンバータは、低速において大きな出力を発生させ
るような能力を備えているので、トルクコンバータの出
力軸でみたトルク特性は低速で大トルクが得られる形に
なっている。
【0128】電気自動車が必要とするトルクとの相性に
ついては、電動機そのものが低速で大きなトルクを発生
し得るので変速機を設置する必要はないが、大トルクを
得るためには大電流が必要であり、内燃機関からトルク
コンバータを経由して大きなトルクを供給するようにす
れば、電動機や電流を制御する電子機器には負荷を軽減
する上で好都合であり、加速性能を向上するためにも効
果が大きい。
【0129】制御の難易度という観点からも、クラッチ
の制御を必要とせず、内燃機関の制御が簡易になる等の
効果がある。ただ、内燃機関を停止して電動機のみによ
って走行している通常運転においては、単純に内燃機関
と電動機の間にトルクコンバータを設置したというだけ
の構造では問題を起こす。それは電動機でトルクコンバ
ータを駆動するには問題がある。即ち、通常の内燃機関
のみによって走行する自動車において、トルクコンバー
タを備えたAT車の場合に経験するように、エンジンブ
レーキの状態が常時、発生する訳であり、電動機に余計
な負荷をかけ、電力を無駄に浪費してしまうばかりでな
く、トルクコンバータの作動油の温度を上昇させ、トル
クコンバータにも影響を及ぼしてしまう。AT車のエン
ジンブレーキは機械式の変速機をもつマニュアル車のそ
れには及ばないが、省エネルギー走行を要求される電気
自動車においてこのような現象を見過ごすわけには行か
ない。
【0130】この問題の解決のために、通常知られてい
るトルクコンバータの機能に加えて一方向クラッチを備
えた構造とすれば、複合原動機の内燃機関と電動機を連
結又は遮断する動力伝達制御装置として最適な機構であ
る。図21はこの一方向クラッチの構造を示す。図21にお
いて、トルクコンバータ出力軸93に連結されたインペラ
ー92は、トルクコンバータ外部ケース91内に収納され、
一方向クラッチアウターケース内には、一方向クラッチ
出力軸95が収納されている。
【0131】この一方向クラッチをトルクコンバータの
前後いずれに設置してもよいが、内燃機関1が回転力を
発生している時にのみ接続されるか、内燃機関1の回転
力は電動機3に伝達するが電動機3の回転力を内燃機関
1には伝達しない、という機能を持つものであればよ
い。一方向クラッチとして採用しうると考えられるの
は、機構の簡便さからすれば、 (1) 遠心クラッチ (2) 前述の内燃機関1の潤滑油圧力によるクラッチ (3) その他の一方向クラッチ 等であろうが、もちろん一方向ではなく本格的なクラッ
チを採用しても機能の上では問題ないが、コストや制御
の面で簡易な一方向クラッチが望ましいと考えられる。
尚、慣性モーメントの点からはクラッチの設置位置は電
動機3側として、遮断時にトルクコンバータが電動機3
によって回転されることのないような配置が望ましい。
【0132】次に、内燃機関1を最適運転条件へ誘導す
るための制御について説明する。内燃機関は一般に最も
低速のアイドリング運転速度から、許容最高速度までの
各回転速度に応じて、無負荷から発生しうる最高トルク
の範囲で動力を発生することができる。従って、内燃機
関の熱効率は一定ではなく運転条件によっては、アイド
リングや無負荷運転のように全く有効な仕事を成しえな
い熱効率ゼロの領域や、20数%から機種によっては30%
を越える熱効率を得られる領域も存在する。優れた熱効
率を得られる領域は一般的には、回転速度ではそのエン
ジンの最高トルクを得られる回転速度の付近で、発生負
荷では最高トルクの80%程度の位置に存在する。これは
自動車用として一般的に使用される内燃機関について述
べたもので、船舶用や航空用の内燃機関ではこれよりも
異なる位置に熱効率の最高点が存在するものもある。
【0133】排気の排出特性については、炭化水素と一
酸化炭素の場合は熱効率が良い領域と排出が少ない領域
が重なるので都合が良いが、窒素酸化物はその領域では
多く排出されるので低減対策を必要とする。熱効率が良
好な領域というのは、元来エンジンが快調に運転できる
領域であり、わずかに熱効率を犠牲にする必要があるが
窒素酸化物対策はやりやすく、その効果も大きい。ま
た、内燃機関を頻繁に始動又は停止すると、炭化水素の
排出に問題を起こす恐れがある。これを回避するために
は、内燃機関の始動をできる限り控え、一旦始動したな
らば蓄電池がかなりの充電量に至るまで運転を継続する
という配慮に加えて、多少高めの回転速度で、低めの負
荷によって運転すれば炭化水素の排出を抑制する効果を
得やすいという特性を利用するのが得策である。
【0134】耐久性に及ぼす影響度を見た場合は、冷た
い内燃機関を始動していきなり熱効率が最良の運転領域
まで誘導するのは問題である。始動直後は必要な油膜も
形成不十分であり、各部の急激な温度変化によってシリ
ンダブロック等内燃機関の主要な部分に悪影響を及ぼ
す。始動の直後には暖機という緩衝的な運転をはさん
で、耐久性の確保を図るべきである。尚、緩衝的な運転
期間は内燃機関の状態及び外気温度などによっては長時
間又は短時間に調節される。
【0135】以上のようであるから、複合原動機におい
てその効果を最大限に発揮するには、ただ漫然と内燃機
関を運転すれば良いと言うものではなく、熱効率は排気
の特性、耐久性に及ぼす影響度等を考慮しながら、必要
最小限の利用を図るべく制御される必要がある。そのた
め、内燃機関1を以下のように制御する。 〔制御〕 (1) 内燃機関1の温度によって暖機条件を調節する。
【0136】(2) 内燃機関1の温度に対する許容回転速
度データを予め記録し、温度データを与えて許容回転速
度を応答するようにする。 (3) 現在の回転速度に対し、出力値又は出力を代表する
物理量を与えるようにする。 (4) 過去の運転履歴に基づいて単独又は複合して観測さ
れた状況を判別し、その結果によって停車時も内燃機関
1の運転を継続するか、又は停止する制御を行う。
【0137】これらの制御(1) 〜(4) は、暖機、力行運
転、臨時アイドリング段階において、必要に応じて実行
される。まず、暖機の段階では、内燃機関が始動される
と冷却水の温度によって運転可能な回転速度と出力が求
められる。内燃機関の冷却水温に対する許容回転速度と
出力をROMに記録しておき、データとして内燃機関の
冷却水温を与えれば許容回転速度と出力が得られるよう
にしておく。マイクロコンピュータにより、その応答値
を検出しながら、現在の回転速度が応答値に比較して小
さければスロットバルブを開いて回転速度を増すように
調節し、そうでなければ逆の調節を実行する。また、内
燃機関1と電動機3の間にクラッチを備える形式では、
現在の走行速度が応答された許容回転速度の範囲内にあ
る時には、暖機中ではあってもクラッチを接続する処理
を実行する。
【0138】クラッチを接続した暖機状態の時は許容出
力の判別が行われる。回転速度については走行速度に応
じたものとなり、それが許容回転速度の範囲内であれば
そのまま続行される。許容出力の判別で、現在の出力が
許容値未満であればスロットルバルブを開いて出力を増
す方向に調節する。そうではない状況が発生した時には
逆の調節を実行する。
【0139】また、増速されて暖機中の許容回転速度を
越えるときはクラッチを遮断して、無負荷運転による回
転速度制御のみの暖機運転を実行する。尚、冷却水温に
対する許容回転速度や負荷は冷却水温が高まるにつれて
制限のない力行条件に近づくように設定されているの
で、暖機状態から力行に無段階的に移行することができ
る。
【0140】具体的に、内燃機関1の冷却水温に対する
許容回転速度、暖機条件を調節するための負荷率は、夫
々、図23、25のフローチャートで示されるルーチンに基
づいて制御される。尚、ROM52には、図22に示すよう
な内燃機関1の冷却水温に対する許容回転速度データ
と、図24に示すような内燃機関1の冷却水温に対する負
荷率データと、を記録しておく。これらのデータは、予
め実施された耐久試験の結果に基づいて得られたもので
ある。
【0141】まず、図23のルーチンにおいて、自動車の
走行速度crpm、内燃機関1の回転速度erpm、内燃機関1
の冷却水温etmpをサンプリングし(ステップ101)、図22
のデータに基づいて内燃機関1の冷却水温に応じた許容
回転速度maxrpmを得る(ステップ102)。走行速度crpm
が、許容回転速度maxrpm未満のときには内燃機関1を電
動機3に連結して運転し(ステップ104)、電動機3が内
燃機関1と連結中であり、走行速度crpmが許容回転速度
maxrpmを越えているときには、内燃機関1を電動機3か
ら遮断して内燃機関1を無負荷で運転する(ステップ10
3 →105 →106)。また、このとき、直前の状態が遮断状
態であるときには、直前の状態をそのまま維持する(ス
テップ105 →107)。
【0142】また、図25のルーチンにおいて、電動機3
の回転速度データ、内燃機関1の温度データをサンプリ
ングし(ステップ111)、内燃機関1の回転速度を与え、
既定負荷で運転するための運転パラメータ、即ち、例え
ば燃料弁開度、吸気負圧等を算出する(ステップ112)。
そして図24のデータに基づいて、内燃機関1の負荷率を
算出し(ステップ113)。既定負荷パラメータに負荷率を
乗算し、実施負荷パラメータを算出する(ステップ11
4)。実際の運転は、この算出された実施負荷を参照して
行われる。
【0143】次に、力行運転の段階は、内燃機関1の出
力によって走行負荷の一部又は全部を賄い、さらに余剰
があれば電力に変換して蓄電池9に蓄えるという処理を
行うという熱効率を重視した運転領域である。前述した
ように排気の排出に気配りしながら、できる限り熱効率
の優れた運転領域を使用するべく調節する。熱効率の優
れた運転領域は、以下の値に基づいて設定される。
【0144】 a.高出力を得ながら熱効率も良好な限界値 b.熱効率の最適値 c.排気を抑制しながら熱効率も良好な限界値 d.低出力を得ながら熱効率も良好な限界値 これらの値は、実験によって予め設定され、ROM52に
記録しておき、現在の回転速度を与えると、常時、それ
らの限界値及び最適値を応答するようにしておく。
【0145】現在最も相応しい出力値は、現在の走行状
態によって前記の4種類の基準値から計算され、決定さ
れる。例えば、アクセルペダルが強く踏み込まれ、それ
は、現在の走行速度をさらに高めることを要求するもの
であれば、前記の限界値a、又はそれに近い値が現在最
も相応しい出力値として採用される。逆に走行速度も低
く、アクセルペダルも軽く踏まれている状況で、熱効率
の最適値によって運転したのでは出力が余り過ぎるため
に、発電量が過大となり蓄電池を痛めてしまうという制
限の下では限界値d、又はその近くの値が適切な出力値
として採用される。
【0146】また、排気を抑制したい市街地走行などで
は限界値cが意味を持つ。格別の制限がない状況では最
適値bを採用して走行する。採用すべき最適な出力値が
決まったならばスロットルバルブなど出力を調節するた
めの装置を操作して、現在値と目標となる上限値と下限
値の範囲内に運転状態を誘導する。
【0147】図27は、内燃機関1の出力を制御するルー
チンの具体的なフローチャートを示す。尚、ROM52に
は、図26に示すような、例えば内燃機関1の回転速度に
対する出力データを記録しておく。このデータも、図2
2,図24のデータと同様に、予め実施された耐久試験の
結果に基づいて得られたものである。電動機3の回転速
度をサンプリングし(ステップ121)、電動機3の回転速
度を与え、図26のデータに基づいて、内燃機関1を運転
するための回転速度及び出力パラメータを設定する(ス
テップ122)。
【0148】このパラメータに基づいてアクセル値、電
圧値などの経過値と現在値によって、実施上限値と実施
下限値の計算をする(ステップ123)。そして吸気圧力の
現在値が、上限値を越えているときは、スロットルバル
ブを閉方向に移動させて出力を絞り(ステップ124 →12
5)、実施下限値未満のときは、スロットルバルブを開方
向に移動させて出力を増加させ(ステップ124 →126→1
27)、実施下限値以上、実施上限値以下のときは、直前
の状態をそのまま維持する(ステップ126 →128)。
【0149】このようにして内燃機関1の出力が制御さ
れる。次に、臨時アイドリング段階では、例えば、必要
があって内燃機関を運転している途中に信号待ちなどの
一時的な状況により停車することがある。停車すると電
動機も電源を遮断されて停止しているので、内燃機関の
運転を継続する必要はなくなるのであるが、直後に従来
の走行に復帰するかも知れない。このような時、その都
度、内燃機関の運転を停止したり、始動したりを繰り返
したのでは、排気、とりわけ炭化水素の発生を増加して
しまうばかりでなく、内燃機関の耐久性をも損なうもの
である。
【0150】そこで、走行速度以外の条件は内燃機関の
運転を要求する状況下では、現在停車しているために内
燃機関の運転の必要がなくても、それまでの運転経過に
よっては内燃機関の運転を継続することがある。例え
ば、過去の数分間の走行速度が相当に高速である時、後
退運転を含まない時、ハンドルの大きな操作を伴わない
時、極数又は前後進セレクトレバー等が入ったままアク
セルを踏まないことで停車している時、足踏みブレーキ
が踏まれているか駐車ブレーキが操作されていない時な
どの状態が単独又は複合して観測される時には臨時的な
停車であると見做し、臨時アイドリング段階として内燃
機関の運転を継続する。
【0151】しかし、このような状況での内燃機関の運
転は燃費率等を考慮した前述のものではなく、内燃機関
と電動機の動力伝達を遮断した状態におけるアイドリン
グ運転である。再び車速が上昇してクラッチ等を接続可
能となった時には力行運転に復帰する。また、アイドリ
ング運転を継続するうちに駐車ブレーキが操作された
り、後退運転がなされて停車が一時的なものでないこと
が確認されたならば運転を停止する。
【0152】具体的に、駐車・停車に応じた内燃機関1
の運転制御を図28のフローチャートに基づいて説明す
る。尚、この処理は、車速が略ゼロのときに行われる。
判別データをサンプリングし(ステップ131)、一時的な
停車か、あるいは例えば駐車のように長時間の停車であ
るかを判別する(ステップ132)。長時間の停車と判別し
たときは、当分の間、運転走行再開の意志がないものと
判断して、例えば、燃料遮断、点火コイル送電オフ等、
内燃機関1の停止処理を実行する(ステップ133)。
【0153】長時間の停車と判別する条件は、以下の通
りである。 (1) メインスイッチ・オフ (2) 現在セレクトレバーがパーキング位置にあるとき (3) 直前のセレクトレバー位置がリバース(後退)で、
既定時間経過のとき (4) 直前のハンドル操作角が既定値以上で、既定時間経
過のとき (5) 駐車ブレーキが作動し、足踏みブレーキが作動しな
いで、既定時間経過のとき (6) ドアロックがされたとき (7) 商用電源からの充電が開始されたとき また以上の条件が成立していないときには、停車と判別
し、直後に走行を再開する意志があるものとしてアイド
リング運転を行い、それまでの状態を維持する。
【0154】以上が内燃機関1を最適運転条件へ誘導す
るための制御の内容である。かかる構成によれば、内燃
機関1の温度によって負荷率、許容回転速度が設定さ
れ、また内燃機関1の回転速度に基づいて吸気圧力が設
定され、設定された負荷率、許容回転速度、吸気圧力に
なるように内燃機関1の運転が制御されるので、熱効率
が良好となり、有害な排気を低減することが出来、さら
に内燃機関1の耐久性を向上させることが出来る。
【0155】また、内燃機関1の温度が低いときには、
無負荷運転による暖機が行われるので、内燃機関1を素
早く最適運転条件に移行させることが出来る。さらに、
内燃機関1が停止しても一時的な停車であると判断した
ときは、内燃機関1の運転の停止させないように制御す
ることにより、例えば信号待ち等の一時的な停止の場合
でも、その都度、内燃機関1の運転を停止したり、始動
したりを繰り返すことがなく、排気の発生を最小限に抑
えることが可能となり、内燃機関1の耐久性も向上す
る。
【0156】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
かかる複合原動機の制御装置では、内燃機関は、常に、
電動機の運転状態に適合した状態で運転され、内燃機関
を有効かつ適切に制御することが出来る。請求項2の発
明にかかる複合原動機の制御装置では、内燃機関の運転
停止中、内燃機関は暖機手段により強力に温められてい
るので、内燃機関を最適な状態で始動することが出来
る。
【0157】請求項3の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、内燃機関の停止中でも熱伝達材を介して電動
機で発生した熱を伝達して内燃機関を暖機することが出
来る。請求項4の発明にかかる複合原動機の制御装置で
は、専用の発熱手段を備えることにより、内燃機関が強
力に温められるので、特に寒冷地において大きな効果を
発揮し、また、例えば運転開始前のように電動機の発熱
による熱伝達がない状態であっても、内燃機関を温める
ことが出来る。
【0158】請求項5の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、内燃機関運転準備制御手段により、内燃機関
の始動開始前に、内燃機関に潤滑油及び燃料が圧送され
るので、始動が容易となり、しかも始動すれば、内燃機
関を、すぐに円滑な状態で運転することが出来る。請求
項6の発明にかかる複合原動機の制御装置では、ディー
ゼル内燃機関が停止中、送電手段により予熱栓に送電さ
れているので、始動し易くなる。
【0159】請求項7の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、蓄電池の電圧値、放電電流の電流値を検出し
つつ、内燃機関を始動するので、電動機等の電力の供給
源である蓄電池の蓄電量を一定のレベルに保つことが出
来る。請求項8の発明にかかる複合原動機の制御装置で
は、各検出手段により検出された複数回の検出値を平均
化した値に基づいて制御が行われるので、内燃機関の始
動・停止制御を正確に行うことが出来る。
【0160】請求項9の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、内燃機関は始動電動機により始動されるの
で、出力用の電動機の運転状態に関わらず内燃機関の始
動制御を行うことが出来、また、出力用電動機の運転に
影響を与えずに始動制御を行うことが出来る。請求項10
の発明にかかる複合原動機の制御装置では、内燃機関は
電動機の駆動力により始動されるので、電動機に十分な
駆動力があるときは、内燃機関専用の始動電動機を使用
しなくても、内燃機関を始動することが出来る。
【0161】請求項11の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、内燃機関の回転速度を検出することにより、
正確な始動判定を行うことが出来る。請求項12の発明に
かかる複合原動機の制御装置では、内燃機関の吸気負圧
を検出することにより、正確な始動判定を行うことが出
来る。請求項13の発明にかかる複合原動機の制御装置で
は、内燃機関の排気温度を検出することにより、正確な
始動判定を行うことが出来る。
【0162】請求項14の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、始動検出手段により、内燃機関の始動が検出
され、始動しなかった時には、再始動制御手段により再
始動が実行されるので、より確実に始動することが出来
る。請求項15の発明にかかる複合原動機の制御装置で
は、所定時間内に内燃機関の始動完了確認ができないと
きには、内燃機関の再始動が実行されるので、内燃機関
を確実に始動させることが出来る。
【0163】請求項16の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、始動を開始してから始動が完了するまでは、
電力が直接送電系を介して点火コイルに供給されるの
で、始動性が良くなる。請求項17の発明にかかる複合原
動機の制御装置では、例えば内燃機関の温度が規定値以
下のとき、低負荷で運転されているとき等のように、く
すぶりや点火栓の濡れを生じやすい場合でも、電力を直
接送電系を介して点火コイルに送電されるので、くすぶ
りや点火栓の濡れを防止することが出来る。
【0164】請求項18の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、内燃機関が一旦始動されたならば長時間運転
が継続され、停止したならば長時間停止するようにな
り、内燃機関の耐久性が向上し、始動や停止の際の炭化
水素等の排気の発生を最小限に抑制することが出来る。
請求項19の発明にかかる複合原動機の制御装置では、複
合原動機の出力を低下させることなく、また蓄電池も適
正な状態で、内燃機関を停止させることが出来る。
【0165】請求項20の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、内燃機関が電動機の回転速度に同期可能な回
転速度になって内燃機関の動力の伝達が行われるので、
内燃機関を円滑に連結することが出来る。請求項21の発
明にかかる複合原動機の制御装置では、オーバーランを
招いたり、多量の排気を発生したりすることを防止する
ことが出来る。
【0166】請求項22の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、停止条件が成立したとき、内燃機関はアイド
リング速度が一定時間維持された後に停止するので、内
燃機関の温度バランス、油膜の回復が良好となり、内燃
機関の耐久性を向上させることが出来る。請求項23の発
明にかかる複合原動機の制御装置では、内燃機関の動力
が滑らかに電動機に伝達され、制御も容易となる。ま
た.トルク特性も低速で大トルクを得ることが出来る。
【0167】請求項24の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、操作レバーを操作することにより、必要に応
じて手動で始動・停止条件を可変することが出来る。請
求項25の発明にかかる複合原動機の制御装置では、内燃
機関と電動機とを連結した併用運転中に内燃機関が停止
したときは、内燃機関と電動機とを遮断することによ
り、電動機への負荷を軽減することが出来る。また、内
燃機関と電動機の回転速度が所定値以下のときも、内燃
機関を最適条件で運転することが困難となり、電動機の
負荷も増大するので、同様に内燃機関と電動機とを遮断
することにより、電動機への負荷を軽減することが出来
る。
【0168】請求項26の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、動力伝達手段制御のための動力源が内燃機関
の潤滑油の油圧から得られるので、専用のオイルポンプ
を必要とせず、小型化、低価格化、軽量化することが出
来る。また、内燃機関が停止している時には内燃機関を
電動機に連結することができず、自動的に遮断状態にな
るので、クラッチの制御がかなり簡易になる。
【0169】請求項27の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、内燃機関の動力が滑らかに電動機に伝達さ
れ、制御も容易となる。また、トルク特性も低速で大ト
ルクが得られるようになり、複合原動機には最適であ
る。請求項28の発明にかかる複合原動機の制御装置で
は、内燃機関の温度に応じて負荷率が設定され、この負
荷率になるように内燃機関の出力が制御されるので、熱
効率が良好となり、油膜も十分に形成されるので、耐久
性も向上し、内燃機関も暖機運転されて素早く最適条件
に移行させることが出来る。
【0170】請求項29の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、内燃機関の回転速度と吸気圧力に基づいて出
力レベルが設定され、設定された回転速度と吸気圧力に
基づいて吸入空気量が制御されるので、熱効率が良好と
なり、内燃機関を最適な条件で運転することが出来る。
請求項30の発明にかかる複合原動機の制御装置では、検
出された内燃機関の温度に基づいて許容回転速度が設定
され、許容回転速度に基づいて内燃機関の動力の伝達・
遮断の制御が行われるので、内燃機関は最適条件で運転
され、耐久性が向上する。
【0171】請求項31の発明にかかる複合原動機の制御
装置では、所定期間内に始動条件が復帰するか否かが判
定され、判定結果に応じて内燃機関の運転の継続・停止
が制御されるので、その都度、内燃機関の運転を停止し
たり、始動したりを繰り返すことがなく、排気の発生を
最小限に抑えることが出来、内燃機関の耐久性を向上さ
せることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成図。
【図2】複合原動機の全体構成図。
【図3】内燃機関を保温するための中間ケースを示す
図。
【図4】内燃機関の保温システムの構成図。
【図5】内燃機関の始動準備を行うシステムの構成図。
【図6】同上構成図。
【図7】点火コイルへの送電システムの構成図。
【図8】蓄電池の電圧による始動条件と停止条件の説明
図。
【図9】内燃機関の始動・停止制御の処理を示すフロー
チャート。
【図10】経過データを作成する処理を示すフローチャー
ト。
【図11】経過データを参照して実行要求を行うためのフ
ローチャート。
【図12】始動制御の処理を示すフローチャート。
【図13】始動電動機に送電信号をセット・リセットする
処理を示すフローチャート。
【図14】回転速度制御の処理を示すフローチャート。
【図15】アイドリング制御を行う処理を示すフローチャ
ート。
【図16】運転者によって始動・停止条件を調節するシス
テムの説明図。
【図17】外部から内燃機関の運転範囲を調整するシステ
ムの説明図。
【図18】動力伝達制御装置の構成を示す図。
【図19】図18の制御処理を示すフローチャート。
【図20】同上フローチャート。
【図21】一方向クラッチの構造図。
【図22】内燃機関の温度に対する許容回転速度データを
示す図。
【図23】図22の特性に基づいて内燃機関の制御を示すフ
ローチャート。
【図24】内燃機関の温度に対する負荷率データを示す
図。
【図25】図24の特性に基づいて内燃機関の制御を示すフ
ローチャート。
【図26】内燃機関の回転速度に対する出力データを示す
図。
【図27】図26の特性に基づいて内燃機関の制御を示すフ
ローチャート。
【図28】駐車・停車に応じた内燃機関の運転制御を示す
フローチャート。
【符号の説明】
1 内燃機関 3 電動機 8 蓄電池 11 制御装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年9月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0074
【補正方法】変更
【補正内容】
【0074】尚、このシステムを始動時以外に使用して
もよい。複合原動機における内燃機関は通常の自動車に
搭載されている内燃機関よりも高負荷で運転される割合
が多く、点火プラグの選定は当然耐熱番手の大きいもの
となる。このことは耐久性の確保のために必須ではある
が、低温・低負荷運転ではくすぶりや濡れを発生しやす
く、次回の始動を困難にする原因になっている。これを
防止するために、内燃機関の温度が既定値以下の低温の
とき、低負荷で運転されているときなど、必要に応じて
始動後であっても直接送電系を介して電力を出力して通
電量が増大すると、点火栓が濡れることもなく、次回の
始動性も良好となる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0093
【補正方法】変更
【補正内容】
【0093】内燃機関1の停止条件が成立したとき(ス
テップ61)、アイドリング維持カウンタのカウント値id
lsに1を加える(ステップ62)。カウント値idlsがアイ
ドリング維持時間idl 以下であるとき、内燃機関1の回
転速度erpmをサンプリングし(ステップ64)、内燃機関
1の回転速度erpmがアイドリング回転速度idrpm 以下で
あるときには燃料供給量を増やして内燃機関1の回転速
度erpmを高め(ステップ65→66) 、アイドリング回転速
度idrpm を越えているときには、燃料供給を減らして内
燃機関1の回転速度erpmを低くする(ステップ67→68)
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0137
【補正方法】変更
【補正内容】
【0137】これらの制御(1) 〜(4) は、暖機、力行運
転、臨時アイドリング段階において、必要に応じて実行
される。まず、暖機の段階では、内燃機関が始動される
と冷却水の温度によって運転可能な回転速度と出力が求
められる。内燃機関の冷却水温に対する許容回転速度と
出力をROMに記録しておき、データとして内燃機関の
冷却水温を与えれば許容回転速度と出力が得られるよう
にしておく。マイクロコンピュータにより、その応答値
を検出しながら、現在の回転速度が応答値に比較して小
さければスロットバルブを開いて回転速度を増すよう
に調節し、そうでなければ逆の調節を実行する。また、
内燃機関1と電動機3の間にクラッチを備える形式で
は、現在の走行速度が応答された許容回転速度の範囲内
にある時には、暖機中ではあってもクラッチを接続する
処理を実行する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図20
【補正方法】変更
【補正内容】
【図20】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図25
【補正方法】変更
【補正内容】
【図25】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B60L 11/14 F01M 7/00 A F02B 61/00 C F02D 29/00 H 29/06 D 45/00 312 Q 314 B S 358 Z F02M 37/00 E F02N 11/00 G 11/08 G Q K L U 17/02 A D F02P 3/04 301 B 15/00 F M G01R 31/36 A

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動機と内燃機関からなり、かつ、内燃機
    関と電動機との間で内燃機関の動力を出力として伝達・
    遮断が切り換え自由な動力伝達手段を含んで構成された
    複合原動機の制御装置において、 前記複合原動機に要求される出力レベルを検出する出力
    要求レベル検出手段と、 前記電動機の現在の運転状態を検出する電動機運転状態
    検出手段と、 前記内燃機関の現在の運転状態を検出する内燃機関運転
    状態検出手段と、 これら各検出手段からの信号に基づいて、内燃機関の動
    力伝達手段による動力の伝達・遮断に対応する運転の始
    動・停止、及び内燃機関の運転中の出力制御を行う制御
    手段と、を備えたことを特徴とする複合原動機の制御装
    置。
  2. 【請求項2】前記電動機のみが駆動され、内燃機関の運
    転停止中に内燃機関を温める暖機手段を備えたことを特
    徴とする請求項1に記載の複合原動機の制御装置。
  3. 【請求項3】前記暖機手段は、電動機から発生した熱を
    内燃機関と電動機との間に介装された熱伝達材を介して
    内燃機関に伝達する構成であることを特徴とする請求項
    2に記載の複合原動機の制御装置。
  4. 【請求項4】前記暖機手段は、専用の発熱手段を含んで
    構成されたことを特徴とする請求項2又は請求項3に記
    載の複合原動機の制御装置。
  5. 【請求項5】前記内燃機関の始動開始前に、内燃機関に
    潤滑油及び燃料を圧送する内燃機関運転準備制御手段を
    備えたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか
    1つに記載の複合原動機の制御装置。
  6. 【請求項6】前記内燃機関はディーゼル内燃機関であっ
    て、 前記内燃機関が停止中、予熱栓に送電する送電手段を備
    えたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1
    つに記載の複合原動機の制御装置。
  7. 【請求項7】前記電動機運転状態検出手段を、電動機に
    電力を供給する蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段
    と、該蓄電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、
    を含んで構成する一方、 前記制御手段は、出力要求レベル検出手段により検出さ
    れた出力要求レベルが電動機の出力レベルを越えたと
    き、検出された蓄電池の電圧値が所定の始動電圧レベル
    未満になったとき、検出された蓄電池の放電電流が所定
    の電流レベルを越えたとき、の少なくとも1つを含む始
    動条件で内燃機関を始動させることを特徴とする請求項
    1〜請求項6のいずれか1つに記載の複合原動機の制御
    装置。
  8. 【請求項8】前記制御手段は、各検出手段により検出さ
    れた複数回の検出値を平均化した値に基づいて始動・停
    止制御する構成であることを特徴とする請求項1〜請求
    項7のいずれか1つに記載の複合原動機の制御装置。
  9. 【請求項9】前記内燃機関を始動させる始動電動機を備
    える一方、 前記制御手段は、始動電動機を制御して内燃機関を始動
    させる構成であることを特徴とする請求項1〜請求項8
    のいずれか1つに記載の複合原動機の制御装置。
  10. 【請求項10】前記制御手段は、電動機と内燃機関との間
    に介装された動力伝達手段を制御して、電動機の駆動力
    を徐々に内燃機関に伝達して内燃機関を始動することを
    特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか1つに記載の
    複合原動機の制御装置。
  11. 【請求項11】前記内燃機関運転状態検出手段は、 内燃機関の回転速度を検出する内燃機関回転速度検出手
    段と、 検出された内燃機関の回転速度が所定回転速度を越えた
    ときに始動したと判定する始動判定手段と、を含んで構
    成されたことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれ
    か1つに記載の複合原動機の制御装置。
  12. 【請求項12】前記内燃機関運転状態検出手段は、 前記内燃機関の吸気負圧を検出する吸気負圧検出手段
    と、 検出された内燃機関の吸気負圧が所定値以上のときに始
    動したと判定する始動判定手段と、を含んで構成された
    ことを特徴とする請求項1〜請求項5、請求項7〜請求
    項11のいずれか1つに記載の複合原動機の制御装置。
  13. 【請求項13】前記内燃機関運転状態検出手段は、 前記内燃機関の排気温度を検出する排気温度検出手段
    と、 検出された排気温度の時間当たりの温度変化が所定レベ
    ル以上になったときに始動したと判定する始動判定手段
    と、を含んで構成されたことを特徴とする請求項1〜請
    求項12のいずれか1つに記載の複合原動機の制御装置。
  14. 【請求項14】前記制御手段は、所定時間内に内燃機関の
    始動完了確認ができないときには、内燃機関の再始動を
    行う構成であることを特徴とする請求項1〜請求項13の
    いずれか1つに記載の複合原動機の制御装置。
  15. 【請求項15】前記制御手段は、内燃機関の再始動の試行
    回数が規定回数になったとき、少なくとも所定時間、始
    動制御を停止する構成であることを特徴とする請求項1
    〜請求項14に記載の複合原動機の制御装置。
  16. 【請求項16】前記内燃機関の点火コイルへ電力を直接送
    電する直接送電系と、抵抗を経由して点火コイルへ電力
    を送電する間接送電系と、を内燃機関に備え、 前記制御手段は、始動を開始してから始動が完了するま
    では前記直接送電系を介して点火コイルへ送電し、始動
    完了後は間接送電系を介して点火コイルへ送電するよう
    に制御する構成であることを特徴とする請求項1〜請求
    項5、請求項7〜請求項15のいずれか1つに記載の複合
    原動機の制御装置。
  17. 【請求項17】前記内燃機関の点火コイルへ電力を直接送
    電する直接送電系と、抵抗を経由して点火コイルへ電力
    を送電する間接送電系と、を内燃機関に備え、 前記制御手段は、所定条件に応じて直接送電系又は間接
    送電系を介して点火コイルへ送電する構成であることを
    特徴とする請求項1〜請求項5、請求項7〜請求項16の
    いずれか1つに記載の複合原動機の制御装置。
  18. 【請求項18】前記制御手段は、内燃機関を停止させる停
    止条件を、始動条件が不成立となり、かつ別の条件が成
    立したときの条件とすることを特徴とする請求項1〜請
    求項17のいずれか1つに記載の複合原動機の制御装置。
  19. 【請求項19】前記停止条件は、蓄電池の蓄電量が所定量
    以上であることを含む条件であることを特徴とする請求
    項1〜請求項18のいずれか1つに記載の複合原動機の制
    御装置。
  20. 【請求項20】前記電動機運転状態検出手段は、電動機の
    回転速度を検出する電動機回転速度検出手段を含んで構
    成され、 前記内燃機関運転状態検出手段は、内燃機関の回転速度
    を検出する内燃機関回転速度検出手段を含んで構成さ
    れ、 前記制御手段は、動力伝達手段による内燃機関の動力の
    伝達を行うとき、内燃機関の回転速度を、電動機の回転
    速度に同期可能な所定回転速度になるように制御する構
    成であることを特徴とする請求項1〜請求項19のいずれ
    か1つに記載の複合原動機の制御装置。
  21. 【請求項21】前記制御手段は、内燃機関の動力伝達遮断
    前の回転速度を維持しつつ、内燃機関を無負荷運転に制
    御した後、遮断制御を行う構成であることを特徴とする
    請求項1〜請求項20のいずれか1つに記載の複合原動機
    の制御装置。
  22. 【請求項22】前記制御手段は、停止条件が成立したと
    き、内燃機関の動力伝達を遮断し、アイドリング速度に
    一定時間維持した後、停止させる構成であることを特徴
    とする請求項1〜請求項21のいずれか1つに記載の複合
    原動機の制御装置。
  23. 【請求項23】前記内燃機関の始動条件と停止条件を操作
    レバーにより外部から調節可能としたことを特徴とする
    請求項1〜請求項22のいずれか1つに記載の複合原動機
    の制御装置。
  24. 【請求項24】前記内燃機関の始動条件と停止条件を外部
    から受信した信号によって調節可能としたことを特徴と
    する請求項1〜請求項23のいずれか1つに記載の複合原
    動機の制御装置。
  25. 【請求項25】前記動力伝達手段は、内燃機関と電動機と
    を連結した併用運転中に内燃機関が停止したとき、内燃
    機関と電動機の回転速度が所定値以下になったとき、の
    いずれか1つを満足したとき内燃機関と電動機とを遮断
    する構成であることを特徴とする請求項1〜請求項24の
    いずれか1つに記載の複合原動機の制御装置。
  26. 【請求項26】前記動力伝達手段は、潤滑油の供給・遮断
    によって切替制御される油圧シリンダを駆動源とするこ
    とを特徴とする請求項1〜請求項25のいずれか1つに記
    載の複合原動機の制御装置。
  27. 【請求項27】前記動力伝達手段は、 内燃機関側に設けられたトルクコンバータと、 該トルクコンバータと出力軸を介して連結し、電動機の
    回転速度以上になった時に電動機に動力を伝達する1方
    向クラッチと、を備えて構成されたことを特徴とする請
    求項1〜請求項26のいずれか1つに記載の複合原動機の
    制御装置。
  28. 【請求項28】前記内燃機関運転状態検出手段は、内燃機
    関の温度を検出する温度検出手段を含んで構成され、 前記制御手段は、前記内燃機関の温度に応じて負荷率を
    設定する負荷率設定手段を備え、該設定された負荷率に
    なるように内燃機関の出力を制御する構成であることを
    特徴とする請求項1〜請求項27に記載の複合原動機の制
    御装置。
  29. 【請求項29】前記内燃機関運転状態検出手段は、内燃機
    関の回転速度を検出する内燃機関回転速度検出手段と、
    内燃機関の吸気圧力を検出する吸気圧力検出手段と、を
    含んで構成され、 前記制御手段は、検出された内燃機関の回転速度と吸気
    圧力に基づいて出力レベルを設定する出力レベル設定手
    段と、設定された回転速度と吸気圧力に基づいて吸入空
    気量を制御する吸入空気量制御手段と、を備えて構成さ
    れたことを特徴とする請求項1〜請求項28のいずれか1
    つに記載の複合原動機の制御装置。
  30. 【請求項30】前記内燃機関運転状態検出手段は、内燃機
    関の温度を検出する温度検出手段と、検出された内燃機
    関の温度に基づいて内燃機関の許容回転速度を設定する
    許容回転速度設定手段と、を含んで構成され、 前記動力伝達手段は、前記許容回転速度に基づいて内燃
    機関の動力の伝達・遮断制御することを特徴とする請求
    項1〜請求項29のいずれか1つに記載の複合原動機の制
    御装置。
  31. 【請求項31】前記内燃機関運転状態検出手段は、 停止条件が成立して内燃機関が電動機から遮断された状
    態で運転されているときに、出力要求レベル、内燃機関
    の回転速度、前進・後進の発生頻度に基づいて所定期間
    内に始動条件に復帰するか否かを判定する運転復帰判定
    手段と、 所定期間内に始動条件に復帰すると判定したときには内
    燃機関を停止せずに運転をそのまま継続し、所定期間内
    に始動条件に復帰しないと判定したときには、内燃機関
    の運転を停止する内燃機関運転制御手段と、を含んで構
    成されたことを特徴とする請求項1〜請求項30のいずれ
    か1つに記載の複合原動機の制御装置。
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