JPH099416A - ハイブリッド車の内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関により補機のみを駆動する際の燃費
を改善する。 【構成】 内燃機関１０を用いて車両を走行させる必要
がなく（１０２）かつ車載の補機を駆動する必要が生じ
ている場合（１０６）等に、補機２０の負荷の大きさに
応じた部分気筒運転（１１０，１１４）を実行する。休
筒への燃料供給を断つ分だけ、内燃機関の燃費が改善さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド車に搭載
される内燃機関を制御する内燃機関制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車としては、内燃機関を搭載す
るハイブリッド車と呼ばれるシステム構成が知られてい
る。ハイブリッド車のうちシリーズハイブリッド車（Ｓ
ＨＶ）と呼ばれるシステム構成においては、内燃機関の
出力によって発電機が駆動され、この発電機の発電出力
及び電池の放電出力によって車両走行用の電動機が駆動
される。また、ハイブリッド車のうちパラレルハイブリ
ッド車（ＰＨＶ）と呼ばれるシステム構成においては、
例えば、ＳＨＶと異なり電力への変換を経ることなく内
燃機関の動力が駆動輪に伝達され、またこの動力供給が
内燃機関と軸連結された電動機（発電機としても動作し
得る）によりアシストされる。

【０００３】特開平５−５０８６５号公報には、ＰＨＶ
の一例として、単一の軸にて駆動輪に連結された内燃機
関と電動機の間にクラッチを設けた構成が示されてい
る。この構成によれば、従って、内燃機関と電動機の間
の軸連結を開くことが可能であるから、内燃機関を電動
機の負荷とすることなく、純粋な電気自動車（ＰＥＶ）
と同様電動機のみにて車両を駆動することが可能にな
る。さらに、エアコンやコンプレッサ、パワーステアリ
ング用ポンプ、ブレーキアシスト用ポンプ、トランスミ
ッション用油圧源その他の車載補機を内燃機関にて駆動
しようとする場合に、内燃機関と電動機の間に配設され
ているクラッチを開くようにすれば、内燃機関にてこれ
らの補機を駆動しながら電動機にて車両を走行させるこ
とが可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなシステム構成には、次のような原因によって燃費
が悪くなるという問題がある。

【０００５】第１に、車両停止中又は電動機のみによる
走行中であっても、車載補機を駆動するにはクラッチを
開き内燃機関をアイドリング回転数以上の回転数で運転
しなければならない。そのため、内燃機関に対する燃料
供給をカットする頻度が低くなり、この点で、内燃機関
の燃費が悪くなる。

【０００６】第２に、車載負荷はエンジンにとっては低
負荷であるから、補機のみを駆動する際の内燃機関の回
転数は一般にアイドリング回転数又はこれに近い回転数
となる。このような回転数においては、内燃機関の効率
はよくなく、従ってこの面でも内燃機関の燃費が悪くな
る。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、車載補機のみを駆
動する際に内燃機関の運転状態を車両駆動時と異なる運
転状態とすることにより、内燃機関の燃費を向上させる
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、複数の気筒を有し車両の推進力を
発生可能な内燃機関、車両の推進に当って内燃機関と併
用又は選択使用される回転電機、及び内燃機関と軸連結
された車載補機を搭載するハイブリッド車にて使用さ
れ、内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、内
燃機関に対し車載補機の駆動が要求されていることを検
出する手段と、内燃機関に対し推進力発生が要求されて
いないことを検出する手段と、内燃機関に対し車載補機
の駆動が要求されているけれども推進力発生が要求され
ていない場合に、内燃機関から車両への推進力供給を禁
止するとともに、上記複数の気筒のうち一部にて内燃機
関を動作させる手段と、を備えることを特徴とする。

【０００９】あるいは、本発明は、複数の気筒を有する
内燃機関、内燃機関により駆動される回転電機、及び内
燃機関と軸連結された車載補機を有するハイブリッド車
にて使用され、内燃機関を制御する内燃機関制御装置に
おいて、内燃機関に対し車載補機の駆動が要求されてい
ることを検出する手段と、内燃機関に対し回転電機の駆
動が要求されていないことを検出する手段と、内燃機関
に対し車載補機の駆動が要求されているけれども回転電
機の駆動が要求されていない場合に、内燃機関による回
転電機の駆動を禁止すると共に、上記複数の気筒のうち
一部にて内燃機関を動作させる手段と、を備えることを
特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明においては、内燃機関に対し車載補機の
駆動が要求されているけれども推進力発生が要求されて
いない場合に、内燃機関から車両への推進力供給が禁止
されるとともに一部の気筒にて内燃機関が運転される。
あるいは、内燃機関に対し車載補機の駆動が要求されて
いるけれども回転電機の駆動が要求されていない場合
に、内燃機関による回転電機の駆動が禁止されると共
に、一部の気筒にて内燃機関が運転される。すなわち、
車載補機は内燃機関にとっては低負荷であるから、全て
の気筒を動作させずとも、十分に車載補機を駆動するこ
とができる。よって、休止している気筒の分だけ燃料消
費量が低減される結果、燃費が改善される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。

【００１２】図１には、本発明の一実施例に係るＰＨＶ
のシステム構成が示されている。この図においては、機
械的な連結関係は太い実線で、電気的な結合関係は細い
実線で、それぞれ示されている。

【００１３】この実施例においては、内燃機関１０がク
ラッチ１２、変速機１４及び減速機１６を介し駆動輪１
８に連結されている。通常は、クラッチ１２は閉じてお
り、内燃機関１０の動力が変速機１４及び減速機１６を
介し駆動輪１８に伝達される。また、内燃機関１０に
は、さらに、空調装置用コンプレッサ等の補機２０が機
械的に連結されており、また、ある場合には内燃機関１
０から駆動輪１８への動力伝達をアシストし、他の場合
にはそれ単独で車両を推進する電動機２２も機械的に連
結されている。この電動機２２は、それ単独で車両を推
進する際や内燃機関１０を加速側にアシストする際には
電動機として、減速側へアシストする際には発電機とし
て動作するよう、コントローラ２４により制御される。

【００１４】コントローラ２４は、図１に示されるシス
テム全体を制御する機能を有している。コントローラ２
４は、例えば、車両操縦者がアクセルペダルをどの程度
踏み込んでいるかを示すアクセル開度信号を入力し、こ
の信号や車速Ｖを示す回転数信号に基づき、電動機制御
装置２６の動作を制御する。コントローラ２４は、ま
た、車両操縦者がブレーキペダルを踏み込んだことを示
すブレーキ信号や踏込みの際の踏力を示すブレーキ踏力
信号を入力し、これらに基づき電動機制御装置２６を制
御する。コントローラ２４は、電動機制御装置２６の制
御により電動機２２をある場合には電動機として他の場
合には発電機として動作させ、またいずれの場合も電動
機２２の出力を制御する。コントローラ２４は、さら
に、電動機２２の駆動電力源たる蓄電装置２８、例えば
電池やコンデンサの充電状態（ＳＯＣ）の他電動機制御
装置２６により制御される電動機２２の電流ｉを検出
し、これらに基づき蓄電装置２８のＳＯＣを管理する。

【００１５】コントローラ２４は、加えて、エンジンブ
レーキ等を示すシフト位置信号を、シフトポジションス
イッチ３０から入力する。シフトポジションスイッチ３
０の状態は、車両操縦者によるシフトレバー３２の操作
によって切り替わる。車両操縦者がシフトレバー３２を
操作すると、これに応じ、アクチュエータ３４が動作
し、変速機１４のレンジを前進、ニュートラル、後退等
に切り替える。

【００１６】コントローラ２４は、内燃機関１０に付設
されている各種のアクチュエータやクラッチ１２を制御
するためのアクチュエータを駆動する。その際、コント
ローラ２４は、内燃機関１０の回転数Ｎ_ｅやその触媒床
温を監視する。内燃機関１０に係るアクチュエータとし
ては、その燃料噴射量を制御するためのアクチュエータ
３６、スロットル開度を制御するためのアクチュエータ
３８、点火時期を制御するためのアクチュエータ４０及
び吸排気バルブを制御するためのアクチュエータ４２が
設けられており、クラッチ１２を制御するためのアクチ
ュエータとしてはアクチュエータ４４が設けられてい
る。

【００１７】図２には、この実施例におけるコントロー
ラ２４の動作の流れが示されている。この図に示される
動作は、所定頻度で繰り返し実行される。次に、この図
に示される動作の流れに関し、車両操縦者による車両走
行の流れに従って説明する。

【００１８】コントローラ２４は、この図に示される手
順を実行するに際し、まず、車両の各部から信号を入力
する（１００）。例えば、駆動輪・従動輪の回転数とし
て検出される車速Ｖ、アクセル開度信号として与えられ
車両操縦者によるアクセルペダルの踏込みの程度を示す
アクセル開度、補機２０から検出される当該補機２０の
状態等が入力される。“補機２０の状態”としては、当
該補機２０が空調装置用コンプレッサである場合には当
該コンプレッサの負圧を例示することができる。また、
補機２０がオルタネータである場合には、このオルタネ
ータによって充電され車載の他の補機（例えばランプや
コントローラ２４等の電気電子部品）に駆動電力を供給
する補機バッテリの電圧を例示することができる。

【００１９】コントローラ２４は、次に、車両を電動機
２２のみにて走行させることが可能であるか否か（１０
２）を判定する。車両を電動機２２のみにて走行させる
ことが可能であるか否かは、現在の車速Ｖやアクセル開
度に基づき判定する。例えば、車速Ｖが低くかつアクセ
ル開度も低い場合には、車両が低速走行又は停止してお
りかつ車両操縦者が加速を要求していない状態であると
見なすことができるため、電動機２２のみで車両を走行
させることが可能である、と判定される。

【００２０】この時点で、例えば、車両が停止しており
車両操縦者がアクセルペダルを踏み込んでいない状態で
あるとする。この場合、ステップ１０２において“電動
機２２のみで車両を走行させることができる”と判定さ
れるから、コントローラ２４はクラッチ１２を解放させ
ステップ１１６を経てステップ１０６に移行する。ステ
ップ１０６においては、コントローラ２４は、補機２０
を駆動する必要があるか否かを判定する。すなわち、前
述の負圧や電圧等に基づき、内燃機関１０に対する補機
駆動要求の有無を検出する。補機２０を駆動する必要が
発生している場合ステップ１１０及び１１４が実行され
る。ステップ１１０においては、コントローラ２４は、
駆動すべき補機２０の大きさ、すなわち内燃機関１０に
とっての負荷の大きさに基づき内燃機関１０を構成する
複数の気筒のうち何本を動作させるべきかを決定し、ス
テップ１１４においては決定した本数の気筒のみによる
内燃機関１０の部分気筒運転を実行する。これによっ
て、内燃機関１０の燃費を良好にしながら、補機２０を
駆動するに至る十分な出力を得ることが可能になる。す
なわち、補機２０の大きさに従い決定した本数の気筒の
みにて内燃機関１０を運転し、他の気筒、すなわち休筒
に対しては燃料噴射量制御用アクチュエータ３６によっ
て燃料供給を断つことにより、内燃機関１０によって補
機２０のみを駆動する際の燃料消費量を低減し従って燃
費を改善することができる。なお、部分気筒運転に際し
ては、他のアクチュエータも併せて制御する。例えば、
吸排気バルブ制御用アクチュエータ４２に関しては、吸
排気バルブを閉じるように動作させ、これにより休筒へ
の空気導入を防止する。この結果、補機２０を駆動する
必要がないと判定した場合には、コントローラ２４は、
続いて内燃機関１０の触媒床温が所定値よりも高いのか
低いのかを判定する（１０８）。この時点で、補機２０
を駆動する必要が発生しておらずかつ触媒床温が低い
（すなわち内燃機関１０が冷間状態にある）とすると、
コントローラ２４の動作は、ステップ１０６からステッ
プ１０８を経てステップ１１０及び１１４に移行する。
触媒床温が低いため、内燃機関１０を暖機すべく当該内
燃機関１０の部分気筒運転が実行される。図２に示され
る動作の繰り返しにより、このような部分気筒運転が引
き続き実行されると、いずれかの時点で内燃機関１０が
十分な暖機状態に至る。するとステップ１０８において
“触媒床温が所定値よりも高い”と判定される状態に至
り、部分気筒運転は中止される（１２０）。

【００２１】この後、車両操縦者がアクセルペダルを徐
々に踏み込んでいったとする。アクセルペダルの踏み込
みがまだ浅い状態、すなわちアクセル開度が低い状態で
は、ステップ１０２において“電動機２２のみにて走行
可能である”と判定されるため、コントローラ２４はス
テップ１１６を実行する。ステップ１１６においては、
コントローラ２４は、要求加速、すなわちアクセル開度
に相当するトルクを電動機２２のみにて実現することが
できるよう、電動機制御装置２６を制御する。ステップ
１１６実行後は、前述のステップ１０６に移行する。

【００２２】アクセルペダルが深く踏み込まれるに至る
と、ステップ１０２において“電動機２２のみでは車両
を走行させることができない”と判定される状態に至
る。この時点では、コントローラ２４の動作はステップ
１０６ではなくステップ１２２に移行する。ステップ１
２２では、コントローラ２４はクラッチ１２を接続し、
ステップ１１８では、全ての気筒を用いて内燃機関１０
を運転する。

【００２３】このように、本実施例によれば、内燃機関
１０によって補機２０のみを駆動する際の当該内燃機関
１０における燃料消費量を低減することができ、従って
燃費を改善することができるほか、内燃機関１０の部分
気筒運転によってその暖機を進行させることが可能であ
る。

【００２４】なお、本発明の構成は、上述のような構成
に限定されるものではない。例えば、図１に示されてい
るクラッチ１２を内燃機関１０と補機２０の間に移し、
電動機２２と駆動輪１８の間にさらにもう１個のクラッ
チを追加することにより、“電動機２２によって補機２
０を駆動する動作”も可能になる。また、前述のシステ
ム構成はＰＨＶに係るシステム構成であったが、ＳＨＶ
においても、内燃機関及び発電機が設けられているか
ら、前述の実施例と同様、本発明の適用によって内燃機
関の部分気筒運転による燃費の改善を実現することがで
きる。加えて、前輪を電動機で、後輪を内燃機関で、補
機を内燃機関で駆動するＰＨＶ等にも、本発明を適用で
きる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の構
成によれば、内燃機関に対し車載補機の駆動が要求され
ているけれども推進力発生が要求されていない場合に、
内燃機関からの推進力供給を禁止するとともに内燃機関
を部分気筒運転するようにしたため、従来に比べ内燃機
関における燃料消費が低減される結果より燃費が良好な
ハイブリッド車が得られる。

【００２６】本発明の第２の構成によれば、内燃機関に
対し車載補機の駆動が要求されているけれども回転電機
の駆動が要求されていない場合に、内燃機関による回転
電機の駆動を禁止すると共に内燃機関を部分気筒運転す
るようにしたため、第１の構成と同様の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係るＰＨＶのシステム構
成を示すブロック図である。

【図２】 この実施例におけるコントローラ２４の動作
の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０ 内燃機関、１２ クラッチ、１８ 駆動輪、２０
補機、２２ 電動機、２４ コントローラ、２６ 電
動機制御装置、２８ 蓄電装置、３６〜４４アクチュエ
ータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒を有し車両の推進力を発生可
   能な内燃機関、車両の推進に当って内燃機関と併用又は
   選択使用される回転電機、及び内燃機関と軸連結された
   車載補機を搭載するハイブリッド車にて使用され、内燃
   機関を制御する内燃機関制御装置において、 内燃機関に対し車載補機の駆動が要求されていることを
   検出する手段と、 内燃機関に対し推進力発生が要求されていないことを検
   出する手段と、 内燃機関に対し車載補機の駆動が要求されているけれど
   も推進力発生が要求されていない場合に、内燃機関から
   車両への推進力供給を禁止すると共に、上記複数の気筒
   のうち一部にて内燃機関を動作させる手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関制御装置。
2. 【請求項２】 複数の気筒を有する内燃機関、内燃機関
   により駆動される回転電機、及び内燃機関と軸連結され
   た車載補機を有するハイブリッド車にて使用され、内燃
   機関を制御する内燃機関制御装置において、 内燃機関に対し車載補機の駆動が要求されていることを
   検出する手段と、 内燃機関に対し回転電機の駆動が要求されていないこと
   を検出する手段と、 内燃機関に対し車載補機の駆動が要求されているけれど
   も回転電機の駆動が要求されていない場合に、内燃機関
   による回転電機の駆動を禁止すると共に、上記複数の気
   筒のうち一部にて内燃機関を動作させる手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関制御装置。