WO2022224977A1 - ハイブリッド型車両の駆動機関制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンとモータとを併用することによって、高速域においても、燃費の改善を図ることができるハイブリッド型車両の駆動機関の制御システムを提供する。 【解決手段】エンジン及びモータを備えた駆動機関を有し、当該駆動機関の出力軸から出力される回転動力を制御するハイブリッド型車両の駆動機関制御システムは、車両が所定時間巡航しているとき、アクセル装置からの所定の入力処理操作に基づいて、通常走行に係る通常モードから当該巡航に係る巡航速度を保持する制御を行う巡航モードへ切り替え、さらに当該巡航モード中に、アクセル装置の所定の処理操作によって、エンジンとモータをそれぞれ所定の周期で交互に休止させて、エンジン又はモータをそれぞれ間欠的に動作させるとともに、前記巡航速度を保持する間欠巡航モードへ切り替えるようにした。そのため、高速域においてもエンジンを周期的に休止でき、燃費の改善を図ることができる。

Description

ハイブリッド型車両の駆動機関制御システム

　本発明は、エンジンとモータを備えた駆動機関を有するハイブリッド型車両の駆動機関を制御する制御システムに関するものである。

　従来、自動車、機関車または電車等の車両は、当該車両を駆動させる駆動機関を備えている。当該駆動機関は、従前、燃料を消費して駆動する内燃機関であるエンジン、若しくは電力を消費して駆動するモータのいずれか一方を備えているものが主流を占めていたが、近年は双方を備えたハイブリッド型の駆動機関も広く用いられるようになっている。

　ハイブリッド型の駆動機関は、エンジン及びモータの特性を考慮して、車両の速度帯域に合わせて主として動作させるものが選択されて制御されている。
　すなわち、低速度域では、低回転時に最大トルクを発生させることができるモータを主として使用するように制御され、中速度域から高速度域にかけてモータからエンジンへ徐々に比重が置かれるように制御され、高速度域では、高回転時に最大馬力を発生させることができるエンジンを主として使用するように制御されている。

引用なし

　上記のようにエンジンとモータの特性を考慮して制御した場合、モータは低回転寄りで多用されて、高回転時にはほぼ使用されなくなる。そのため、たとえば、ハイブリッド型自動車では、４０ｋｍ／ｈ～６０ｋｍ／ｈの市街地で頻繁に利用される速度帯域では、モータとエンジンが協働して低燃費走行を行うことができるが、高速道路のような１００ｋｍ／ｈ近辺の高速度帯域では、エンジンのみが使用され、エンジンにかかる負荷が軽減されて、多少燃費が良くなる巡航時のような場合であっても、市街地走行と比べて燃費が悪化する場合があった。

　したがって、本発明が解決しようとする課題は、エンジンとモータとを併用することによって、高速域においても、燃費の改善を図ることができるハイブリッド型車両の駆動機関制御システムを提供することである。

　請求項１に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システムは、エンジン及びモータを備え、前記エンジン又は前記モータの回転軸に連結された出力軸から回転動力を出力する駆動機関と、
当該駆動機関の前記出力を制御する制御部と、
当該制御部に対して所定の処理操作を入力可能なアクセル装置を有するハイブリッド型車両において、
前記制御部が、前記アクセル装置から入力された処理操作に基づいて、前記モータ又は前記エンジンの動作をそれぞれ制御して、前記回転動力に係る前記出力を総合的に制御するハイブリッド型車両の駆動機関制御システムであって、
前記ハイブリッド型車両が、所定の時間、所定の巡航速度を保持して巡航しているとき、
前記制御部が、前記アクセル装置から入力された当該巡航に係る所定の巡航処理操作に基づいて、
前記駆動機関から出力される前記回転動力が変化することに基づく通常走行に係る通常モードから、前記回転動力を所定時間一定に保持して、前記巡航速度を保持する巡航に係る巡航モードへ切り替える処理を行い、
さらに、当該巡航モードであるとき、前記アクセル装置から入力された所定の間欠処理操作に基づいて、
前記エンジンと前記モータをそれぞれ所定の周期で交互に休止させて、前記エンジン又は前記モータをそれぞれ間欠的に動作させる間欠巡航モードへ切り替える処理を行うようにして、
当該間欠巡航モードのとき、所定の周期で間欠的に前記エンジンを休止させるようにしたことを特徴とする。

　請求項２に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システムは、請求項１に記載の発明において、前記巡航処理操作、及び前記間欠処理操作を、前記アクセル装置が備えるアクセルペダルで行うようにしたことを特徴とする。

　請求項３に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システムは、請求項１に記載の発明において、前記駆動機関の前記出力軸に慣性による回転を維持するフライホイールを設け、
前記間欠巡航モード中、前記エンジンが休止している間は、当該エンジンの休止直後から漸減する前記回転動力に、前記フライホイールの回転に基づく慣性力と、前記モータによる前記回転動力を加えて、前記巡航速度を維持するようにしたことを特徴とする。

　請求項４に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システムは、請求項１に記載の発明において、前記ハイブリッド型車両に、前記モータと接続されたバッテリを設け、
前記間欠巡航モード中、前記エンジンが動作している間は、当該エンジンの前記回転動力で休止している前記モータを回転させて発電し、発電された電力を、前記バッテリへ充電するようにしたことを特徴とする。

　請求項５に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システムは、請求項１に記載の発明において、前記ハイブリッド型車両が、自動車であることを特徴とする。

　請求項６に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システムは、請求項１に記載の発明において、前記ハイブリッド型車両が、機関車であることを特徴とする。

　本発明に係るハイブリッド型車両とはモータ及びエンジンを備えた駆動機関と、当該駆動機関を制御する制御部を有する車両を言う。そこで、本発明のハイブリッド型車両の駆動機関制御システムによれば、当該ハイブリッド型車両が、所定の時間、所定の巡航速度を保持して巡航しているとき、制御部が、アクセル装置から入力された当該巡航に係る所定の巡航処理操作に基づいて、通常走行に係る通常モードから、所定時間一定に保持された回転動力に基づく巡航走行に係る巡航モードへ切り替える処理を行うようにした。
　さらに、当該巡航モードであるとき、アクセル装置から入力された所定の間欠処理操作に基づいて、エンジンとモータをそれぞれ所定の周期で交互に休止させて、エンジン又はモータをそれぞれ間欠的に動作させる間欠巡航モードへ切り替える処理を行うようにして、間欠巡航モード中は、エンジンを周期的に休止させるようにした。これによって、ドライバーがアクセル装置を操作する単純な処理操作により通常モードから、巡航モード、又は間欠巡航モードへ容易に切り替えることができる。さらに、間欠巡航モード中は、エンジンが周期的に休止するので、バイパス又は高速道路を走行する場合の高速域においても、燃費の改善を図ることができる

　また、好ましくは、通常モードから巡航モードへ切り替えるための巡航処理操作、及び巡航モード中に間欠巡航モードへ切り替えるための間欠処理操作を、アクセル装置が備えるアクセルペダルでおこなうようにした。
　これによって、簡単な入力操作でモード切り替えを行うことができるので、運転中のドライバーの負担を減らし、運転操作に集中させることができる。
　また、従来のオートクルーズ制御に対して、アクセル装置を操作可能にしたことによって、長時間の巡航中にドライバーの注意力が低下することを防ぐことができ、居眠り運転等の防止を図ることができる。

　さらに好ましくは、駆動機関の出力軸に慣性で回転を維持するフライホイールを設けた。これによって、間欠巡航モード中にエンジンが休止したとき、回転動力が急激に落ち込むことを防ぐことができる。また、エンジンの休止中に回転動力が漸減するとき、フライホイールの回転に基づく慣性力にモータの回転動力を加えるようにした。これによって、モータの定格出力が小さい場合であっても、出力軸の回転動力を一定に保持して巡航速度を保持することができる。

　そして好ましくは、巡航中にエンジンが動作しているとき、当該エンジンが休止しているモータを回転させて発電し、バッテリへ充電するようにした。さらに、ハイブリッド型車両を好ましくは自動車又は機関車とした。
　これによって、市街地域を中低速域で走行している場合、回生ブレーキで発電している場合と比べて、巡航状態における出力軸の定速回転で発電することができるので、バッテリを良好な満充電状態で保つことができる。そして、このように巡航時にバッテリを満充電まで戻すようにしたことによって、たとえば、二つの都市間を移動する場合に、一の都市内の市街地走行でモータのみを使用してバッテリを消費した場合であっても、他の都市に向かう移動中に、都市間のバイパス道路又は高速道路で巡航することでバッテリを満充電まで戻すことができ、他の都市内の市街地でバッテリの残量を気にせず、再び低速走行を行うことができる。
　また、ハイブリッド型車両が自動車である場合、高速道路、バイパス道路といった高速域で巡航可能な場所において巡航しているとき、間欠動作に切り替えることで、効果的に燃費を改善することができる。
　一方、機関車である場合は、道路に比べて平坦な線路上を走行し、ダイヤグラムに従って運行されることから、自動車と比べて定速で巡航する場面は多く、当該巡航中に間欠動作を行うことで、大きく燃費を改善することができる。

第１実施例に係るハイブリッド型車両の駆動機関制御システムの構成の概略を示すブロック図である。 第１実施例に係るハイブリッド型車両の駆動機関制御システムにおける制御部の構成の概略を示すブロック図である。 第１実施例に係るハイブリッド型車両の駆動機関制御システムにおけるアクセル装置の構成の概略を示す説明図である。 第１実施例に係るハイブリッド型車両の駆動機関制御システムの間欠動作のタイミングを示すチャート図である。

　本発明のハイブリッド型車両の駆動機関制御システムに係る実施例を添付した図面にしたがって説明する。図１は、本実施例に係るハイブリッド型車両の駆動機関制御システムの構成の概略を示すブロック図である。

　本実施例に係るハイブリッド型車両１０は、図１に示すように、駆動機関１１と、ドライブトレイン１２と、駆動輪１３、及び駆動機関１１とドライブトレイン１２を制御する制御部１４とから構成される駆動系を有し、さらに、制御部１４、スロットル装置１５、アクセル装置１６が接続された車内通信網１４ａを有している。

　駆動機関１１は、図１に示すように、エンジン２０又はモータ２１を有し、ドライブトレイン１２へ連結される出力軸１１ａから回転動力を出力可能に構成されている。すなわち、本実施例に係るハイブリッド型車両１０とは、たとえば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンを含むエンジン２０と、モータ２１を有している。
　出力軸１１ａは、同軸上で回転可能に構成された円盤状のフライホイール２２を有している。当該フライホイール２２は、出力軸１１ａの回転が急激に変化しないように慣性力で当該出力軸１１ａの回転を維持するように構成されている。

　エンジン２０は、高回転で最高馬力が出るように形成されており、モータ２１は、低回転で最大トルクが出るように形成されている。すなわち、ハイブリッド型車両１０は、低速度域ではモータ２１を主として用い、高速度域ではエンジン２０を主として用いるように構成されている。これによって、市街地のような中低速度域を多用するエリアでは、モータ２１を中心に使用して、排ガスの発生を抑制するとともに、低燃費走行を行うことができる。
　本実施例に係るエンジン２０は、ガソリン、又は軽油をエネルギー源とする一般的な内燃機関であれば良い。なお、これらに限定されず、他のエネルギー源、たとえば、水素、天然ガス、ＬＰガス等を使用するものであっても良い。
　また、本実施例に係るモータ２１は、バッテリ２１ａを有し、当該バッテリ２１ａから給電されるように構成されている。なお、これに限定されず、燃料電池から給電されるものであったり、架線から給電されるものであったりしても良い。

　ドライブトレイン１２は、図１に示すように、駆動機関１１側から順にクラッチ装置２５と変速装置２６、及びドライブシャフト１２ａが配置されて構成されている。これによって、駆動機関１１で発生した回転動力は、駆動輪１３へ伝達される。
　クラッチ装置２５は、駆動機関１１側の主ロータ２７と変速装置２６側の従ロータ２８を有している。主ロータ２７と従ロータ２８は互いに接離自在に形成されている。
　これによって、主ロータ２７と従ロータ２８が圧接されたとき、駆動機関１１で発生した動力が変速装置２６側へ伝達され、主ロータ２７と従ロータ２８が離隔されたとき、駆動機関１１側から変速機２６側へ伝達される動力は遮断されるように構成されている。
　なお、クラッチ装置２５は、上記のように機械的に主ロータ２７と従ロータ２８を互いに接離させる構造に限定されず、たとえば、粘性の高いオイルを封入したケース内で主ロータ２７と従ロータ２８を対向配置し、主ロータ２７を回転させたときに、その回転にしたがって従ロータ２８が回転するいわゆるトルクコンバータ装置であっても良い。

　変速装置２６は、複数本の軸に大小様々な複数個の歯車を配置し、当該歯車を組み合わせて構成した歯車群（図示略）を有している。当該歯車群内の歯車は互いに離合自在に形成されている。変速装置２６は、歯車群内の歯車を適宜組み合わせて駆動機関１１の出力軸の回転動力に係る回転速度を低速から高速まで調節して、駆動輪１３側へ回転動力を伝達する変速機能を有している。当該変速機能は、低速から高速まで複数段に分割しても良いし、無段階であっても良い。そして、変速装置２６内で適宜組み合わされている複数個の歯車のうち、少なくとも一の歯車が離隔したとき、ドライブシャフトへ伝達される回転動力が遮断される、いわゆるニュートラルシフトとなり、ドライブトレイン１２上を伝達する動力を遮断することができる。

　駆動輪１３は、図１に示すように、ドライブトレイン１２を介して駆動機関１１から出力された動力によって駆動可能に構成されている。

　制御部１４は、車内通信網１４ａを備えている。車内通信網１４ａには、駆動機関１１をはじめとして、スロットル装置１５、アクセル装置１６、ドライブトレイン１２のクラッチ装置２５、変速装置２６等、ハイブリッド型車両１０が備える各装置が接続され、互いに通信可能に構成されている。これによって、たとえば、制御部１４が、スロットル装置１５から送信された開度信号を受信し、当該開度信号に基づいて形成した出力制御信号を送信して、駆動機関１１の出力を制御することができる。

　スロットル装置１５は、スロットル本体１５ａと、当該スロットル本体１５ａの開き具合をスロットル開度として検出可能な開度センサ３１を有している。当該開度センサ３１は、検出したスロットル本体１５ａのアナログ的なスロットル開度の大きさをデジタル変換して、電子的な開度信号を形成するように構成されている。形成された当該開度信号は、スロットル装置１５から車内通信網１４ａへ出力される。

　制御部１４は、車内通信網１４ａ上を伝送している開度信号を取り込み、当該開度信号に基づいて駆動機関１１のエンジン２０又はモータ２１の出力を制御する出力制御信号を形成するように構成されている。形成された出力制御信号は、制御部１４から車内通信網１４ａへ出力される。

　アクセル装置１６は、ドライバーによる入力操作に応じて起倒自在なアクセルペダル３０を有している。
　ここで、アクセルペダル３０が踏み込まれる操作を、アクセル装置１６の開操作とし、これによってアクセルペダル３０が進む方向を順方向とする。一方、アクセルペダル３０が戻される操作を、アクセル装置１６の閉操作とし、これによってアクセルペダル３０が戻る逆方向とする。
　アクセル装置１６は、上記のアクセルペダル３０に係る開閉操作に応じて入力信号を形成するように構成されている。形成された入力信号は、車内通信網１４ａへ随時出力される。

　スロットル装置１５は、車内通信網上を伝送している入力信号を取り込み、当該入力信号に基づいて、スロットル本体１５ａを所定のスロットル開度で開閉するように構成されている。当該スロットル開度を検出した開度センサ３１は上記のように適切な開度信号を形成し、当該開度信号に基づいて制御部１４は上記のように駆動機関１１に対する出力制御信号を形成する。
　このようにして、アクセルペダル３０が踏み込まれ、又は戻された操作量に応じて、入力信号が形成され、当該入力信号に基づいて開閉するスロットル本体１５ａの開度信号が形成され、制御部１４は当該開度信号に基づいて駆動機関１１の出力の増減に係る出力制御信号を形成するように構成されている。

　駆動機関１１は、車内通信網上を伝送する出力制御信号を取り込み、当該出力制御信号に基づいてエンジン２０へ供給する所定量の燃料を要求し、又はモータ２１へ供給される所定量の電力を要求する要求信号を形成するように構成されている。形成された要求信号は駆動機関１１から車内通信網１４ａへ出力される。車内通信網１４ａ上を伝送している当該要求信号を取り込んだ燃料供給装置（図示略）又は電力供給装置（図示略）は、要求信号に応じて所定量の燃料又は電力を駆動機関１１へ供給するように構成されている。

　要求信号が供給量を増やすものであった場合は、エンジン２０へ供給される燃料、又はモータ２１へ供給される電力が増やされる。これによって、駆動機関１１の出力を上げる処理が行われ、出力軸１１ａの回転出力を上げることができる。
　要求信号が供給量を減らすものであった場合は、エンジン２０へ供給される燃料、又はモータ２１へ供給される電力が減らされ、或いはカットされる。これによって、駆動機関１１の出力を下げる処理が行われ、出力軸１１ａの回転出力を下げることができる。
　そして、燃料又は電力の供給量が減り、或いはカットされて回転出力が下がったとき、たとえば、エンジン２０では、フリクションによるエンジンブレーキ効果の発生が促される。また、モータ２１では、エンジン２１による出力軸１１ａの回転動力を利用する回生ブレーキ効果で発電が促される。
　このように、本実施例に係る巡航制御システムに係るハイブリッド型車両１０は、制御部１４が備える車内通信網１４ａ上で様々な信号を伝送させて、各装置は目的に合った信号を取り込み、また信号を出力する世に構成されており、制御部１４は、各種信号に基づいて総合的に各装置を制御することによって、車両の走行を制御するように構成されている。

　また、制御部１４は、図２に示すように、走行制御手段１０５と、巡航制御手段１１０を有している。
　走行制御手段１０５は、通常の走行を制御する走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網１４ａへ出力して、ハイブリッド型車両１０の走行を制御するように構成されている。
このとき、ハイブリッド型車両１０の走行モードを通常モードとする。
　巡航制御手段１１０は、所定時間、一定の速度を維持しながら走行する巡航を制御する巡航制御信号を形成し、当該巡航制御信号を車内通信網１４ａへ出力して、ハイブリッド型車両１０の巡航を制御するように構成されている。このとき、ハイブリッド型車両１０の走行モードを巡航モードとする。
　さらに、制御部１４は、判定手段１００を有している。
　判定手段１００は、制御部１４が車内通信網１４ａ上を伝送している開度信号を取り込んだとき、当該開度信号に含まれているスロットル開度の大きさに係る情報に基づいて、巡航であるか否かを判定するように構成されている。当該判定手段１００の判定結果に基づいて、通常モードと巡航モードが切り替えられるように構成されている。

　上記の構成を有するハイブリッド型車両１０の駆動機関１１の制御システムについて、添付した図面にしたがって以下説明する。図３は当該制御システムの際のアクセルペダル３０の操作例を示した説明図であり、図４は当該制御システムに基づく駆動機関の動作とハイブリッド型車両１０の速度との相関関係を示す説明図である。

　ハイブリッド型車両１０が走行しているとき、スロットル装置１５は、随時変化するスロットル本体１５ａのアナログ的なスロットル開度を開度センサ３１でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置１５は、形成した当該開度信号を車内通信網１４ａへ出力する処理行う。
　制御部１４は、車内通信網１４ａ上を伝送している開度信号を取り込むように構成されている。走行制御手段１０５は、当該開度信号に基づいて走行制御信号を形成し、当該走行制御信号を車内通信網１４ａへ出力する。車内通信網１４ａ上を伝送している走行制御信号は、駆動機関１１、ドライブトレイン１２、クラッチ装置２５、変速装置２６等の車内各装置へ入力されて操作処理が行われる。この走行制御信号に基づいて行われる操作処理による走行を通常走行とし、この時の走行モードを通常モードとする。

　ここで、ハイブリッド型車両１０が所定時間、一定の速度を維持して走行しているとき、スロットル装置１５は、所定時間一定の開度が維持されるスロットル本体１５ａのアナログ的なスロットル開度を開度センサ３１でデジタル変換してスロットル開度の大きさを示す情報を含んだ開度信号を随時形成する処理を行う。また、スロットル装置１５は、形成した当該開度信号を車内通信網１４ａへ出力する処理行う。
　スロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を含んだ開度信号は、車内通信網１４ａを経由して制御部１４へ入力される。
　判定手段１００は、当該開度信号からスロットル開度が所定時間一定に維持されている情報を読み取り、巡航状態にあると判定したとき、走行制御手段１０５から巡航制御手段１１０へ切り替える処理を行う。
　巡航制御手段１１０へ切り替えたときの速度を巡航速度とし、このとき、制御部１４へ入力された開度信号を第１開度信号とする。巡航速度でハイブリッド型車両１０が巡航する走行モードを巡航モードとする。
　図３に示すアクセル装置１６では、所定時間点ａでアクセルペダル３０を止めたときに通常モードから巡航モードへ切り替えられるものとする。このモード切替は、アクセルペダル３０の停止位置に依存するものでは無く、停止時間が所定時間以上であるかによって行われるものであるから、点ａの位置は第１開度信号に含まれるスロットル開度の大きさによるものであって、巡航速度に応じて位置が異なっている。

　巡航モード中に、アクセルペダル３０を逆方向へ戻す閉操作を行ったとき、スロットル装置１５は、第１開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第２開度信号を車内通信網１４ａへ出力する。このとき、第２開度信号に係るスロットル開度でスロットル本体１５ａを開かせているアクセル装置１６のアクセルペダル３０の位置は、点ｂである。
　点ｂの位置は、第１開度信号に係る点ａの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第１開度信号に係るスロットル開度に対して８０％のスロットル開度となる位置を点ｂとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。

　当該第２開度信号を車内通信網１４ａから取り込んだ制御部１４は、巡航制御手段１００が、巡航モードを間欠巡航モードへ切り替える処理を行う。
　間欠巡航モードとは、所定時間ごとにエンジン２０とモータ２１とを交互に休止させて、エンジン２０又はモータ２１をそれぞれ間欠的に動作させつつ、巡航速度を維持する走行モードである。

　当該間欠巡航モード中、巡航制御手段１１０は、巡航制御信号に替わって間欠巡航制御信号を車内通信網１４ａへ出力する。間欠巡航制御信号には、所定時間ごとにエンジン２０を動作させる情報、またはモータ２１を動作させる情報が交互に含まれるように形成されている。これによって、間欠巡航制御信号を車内通信網１４ａから取り込んだ駆動機関１１は、エンジン２０を動作させたとき、モータ２１が休止し、エンジン２０を休止させたとき、モータ２１が起動するといったように互い違いに起動させる処理操作を行う。
　これによって、エンジン２０又はモータ２１は、それぞれ交互に周期的な動作と休止を繰り返し、またそれぞれ交互に間欠的な動作を繰り返すことができる。

　ここで、一般的にハイブリッド型車両１０の駆動機関１１を構成するモータ２１の定格出力は、エンジン２０の定格出力よりも小さく構成されている場合が多い。そのため、エンジン２０が休止したとき、モータ２１単体では巡航速度を長時間にわたって維持することが困難である。
　この問題に対して、本実施例では、図１に示すように、出力軸１１ａ上にフライホイール２２を設けて解決している。当該フライホイール２２は、出力軸１１ａ及びドライブシャフト１２ａを慣性で回し続けようとするので、エンジン２０を休止させた場合であっても、フライホイール２２の慣性出力によって、急激な速度低下を招くことなく巡航速度を維持することができる。しかし、維持することができるとはいえ、走行抵抗等を原因として、車速は緩やかに減少する。
　そこで、図４に示すように、エンジン２０がオフとなったとき、巡航制御手段１１０は、間欠巡航制御信号によって、モータ２１の電源をオンにする。そして、当該巡航制御手段は、図４に示すようにフライホイール２２の出力が漸減するにしたがって、モータ２１の出力を漸増させる処理を行う。これによって、間欠巡航制御信号が入力された駆動機関１１は、出力軸１１ａから出力される回転動力を一定に保持することができ、ハイブリッド型車両１０は、図４に示すように、巡航速度を長時間に亘って一定に保持することができる。
　また、エンジン２０よりも定格出力が小さいモータ２１であっても、フライホイール２２の慣性回転動力を補うように出力することによって、巡航速度を維持するに十分な出力軸１１ａの回転動力を維持することができる。

　一方、モータ２１がオフとなったとき、巡航制御手段１１０は、間欠巡航制御信号によって、エンジン２０をオンにする処理を行う。これによって、ハイブリッド型車両は、巡航速度を維持することできる。
　ここで、停止中のモータ２１とエンジン２０の回転動力を利用して、モータ２１で発電し、バッテリ２１ａへ充電する処理を行うようにしても良い。これによって、従来ハイブリッド型車両１０が充電に利用している回生ブレーキに頼らずとも、巡航中にエンジン２０で走行する一方でバッテリ２１ａを充電することができ、エンジン２０が再度休止したとき、充電量が回復したバッテリ２１ａからモータ２１へ給電することができる。

　間欠巡航モード中に、アクセルペダル３０を順方向へ踏み込む開操作を行った場合、スロットル装置１５は、第２開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が大きくなったことを示す第３開度信号を車内通信網１４ａへ出力する。
　当該第３開度信号を車内通信網１４ａから取り込んだ制御部１４は、判定手段１００が、第１開度信号と第３開度信号を比較判定する処理を行う。
　第３開度信号に係るスロットル開度が、第１開度信号に係るスロットル開度と同じかそれ以下の場合、判定手段１００は、図３に示す点ａよりも逆方向手前側にアクセルペダル３０が位置していると判定する。この場合、すなわち、アクセルペダル３０の位置が点ａ－点ｂ間である場合は、巡航制御手段１１０は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
　一方、第３開度信号に係るスロットル開度が、第１開度信号に係るスロットル開度以上の場合、判定手段１００は、図３に示す点ａよりも順方向奥側にアクセルペダル３０が位置していると判定する。この場合、すなわち、アクセルペダル３０の位置が点ａよりも奥にある場合、判定手段１００は、巡航制御手段１１０から走行制御手段１０５に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えらる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられてハイブリッド型車両１０は、エンジン２０によって、加速される。

　一方、間欠巡航モード中に、アクセルペダル３０を逆方向へ戻す閉操作を行った場合、スロットル装置１５は、第２開度信号に係るスロットル開度よりも当該スロットル開度が小さくなったことを示す第４開度信号を車内通信網１４ａへ出力する。
　当該第４開度信号を車内通信網１４ａから取り込んだ制御部１４は、判定手段１００が、第４開度信号に係るスロットル開度が図３に示すアクセルペダルの位置が点ｃに対してどこに位置しているか判定する処理を行う。
　ここで、点ｃの位置は、点ｂと同様に、第１開度信号に係る点ａの位置から所定の割合で定まる位置であって、たとえば、第１開度信号に係るスロットル開度に対して５０％のスロットル開度となる位置を点ｃとするといったように、制御プログラム上で任意に設定できる位置である。
　第４開度信号に係るスロットル開度が、アクセルペダル３０が点ｃの位置のときスロットル開度と同じかそれ以上の場合、判定手段１００は、図３に示す点ｃよりも順方向奥側にアクセルペダル３０が位置していると判定する。この場合、すなわち、アクセルペダル３０の位置が点ｂ－点ｃ間である場合は、巡航制御手段１１０は、間欠巡航モードを維持する処理を行う。
　一方、第４開度信号に係るスロットル開度が、アクセルペダル３０が点ｃの位置のときスロットル開度以下の場合、判定手段１００は、図３に示す点ｃよりも逆方向手前側にアクセルペダル３０が位置していると判定する。この場合、判定手段１００は、巡航制御手段１１０から走行制御手段１０５に切り替える処理を行い、間欠巡航モードは、通常モードへ切り替えらる。これによって、巡航から通常走行に切り替えられ、ハイブリッド型車両１０は、エンジンブレーキ又は回生ブレーキによって減速される。

　このように、巡航モード又は間欠巡航モードは、図３に示すアクセルペダル３０の点ａ－点ｃ間で維持されるように構成されており、巡航中であってもアクセルペダル３０をある程度動かすことができる遊びが設けられている。
　これによって、アクセルペダル３０の点ａ－点ｃ間に、いわゆる遊びの状態を設け、アクセルペダル３０の操作に余裕を持たせることができ、巡航中にアクセルペダル３０を動かすことができるようにすることで、たとえば、オートクルーズのように、長時間に亘って運転操作が簡略化されることによる注意力の低下を防止することができ、居眠り運転、わき見運転等を防止することができる。

　アクセルペダル３０の点ａ－点ｃ間を外れて、巡航モード又は間欠巡航モードが解除されたときは、新たにアクセルペダル３０の踏み込み量を一定にして、スロットル装置１５におけるスロットル開度を一定にする操作を行ったとき、再び上記の第１開度信号に係る処理を経て制御部１４は、通常モードから巡航モードへ切り替える処理を行う。
　このように、アクセル装置１６のアクセルペダル３０の開操作又は閉操作によって、車両の加減速を操作するだけにとどまらず、通常の動力走行に係る通常モードと、速度を一定に保って巡航する巡航モードを切り替え可能に構成し、さらには巡航モード中に、エンジン２０とモータ２１を互い違いに動作させて、エンジン２０又はモータ２１をそれぞれ間欠的に動作させる間欠巡航モードへ切り替え可能に構成した。
　このようなモード切り替えは特別な装置を組み込んだりすることなく、従来の制御部１４にインストールされている制御プログラムへ追加インストールすることで容易に実現させることができ、間欠巡航モードにおいては、巡航中の燃料消費を抑えて燃費を良くし、かつ、バッテリ２１ａへ充電することができる。

　本実施例に係るハイブリッド型車両１０の駆動機関制御システムでは、ハイブリッド型車両１０として自動車を例に挙げて説明した。これによれば、たとえば、バイパス又は高速道路でつながれた二つの都市間で、一方の都市の市街地でモータ２１を多用してバッテリ２１ａの電力を大きく消費した場合であっても、他方の都市へバイパス又は高速道路上を間欠巡航モードで移動しているとき、バッテリ２１ａに充電することができる。これによって、他方の都市の市街地へ入ったときにバッテリ２１ａの残量を特に気にすることなくモータ２１を多用することができる。さらに、間欠巡航モード中は、エンジン２０が間欠的に休止するので、燃料の消費を抑え、燃費を改善することができるとともに排気ガスの排出量を抑制することができる。

　また、ハイブリッド型車両１０は自動車に限定されず、たとえば、ディーゼルエンジンとモータを備えたハイブリッド型機関車であっても良い。これによれば、鉄道でつながれた二つの都市間で、一方の都市の市街地では、モータ２１を使用して排気ガスを出さないように移動し、他方の都市へは間欠巡航モードで移動させることで、エンジン２０を用いてバッテリ２１ａを充電することができる。そして、他方の都市の市街地へ入ったときに再びモータ２１で動作させることによって、排気ガスの放出を抑えることができる。さらに、間欠巡航モード中は、エンジン２０が間欠的に休止するので、都市間の移動の際に燃料の消費を抑え、燃費を改善することができるとともに排気ガスの排出量を抑制することができる。

　なお、本実施例に係るハイブリッド型車両の駆動機関制御システムは、上記の自動車又は機関車に限定されるものではなく、複数の拠点を結び、当該拠点間で巡航する車両、船舶、航空機等に対してもまた好適である。

　１０…ハイブリッド型車両、１１…駆動機関、１１ａ…出力軸、１２…ドライブトレイン、１２ａ…ドライブシャフト、１３…駆動輪、１４…制御部、１４ａ…車内通信網、１５…スロットル装置、１５ａ…スロットル本体、１６…アクセル装置
２０…エンジン、２１…モータ、２１ａ…バッテリ、２２…フライホイール、
２５…クラッチ装置、２６…変速装置、２７…主ロータ、２８…従ロータ、
３０…アクセルペダル、３１…開度センサ、
１００…判定手段、１０５…走行制御手段、１１０…巡航制御手段。

Claims (6)

1. 　エンジン及びモータを備え、前記エンジン又は前記モータの回転軸に連結された出力軸から回転動力を出力する駆動機関と、
   当該駆動機関の前記出力を制御する制御部と、
   当該制御部に対して所定の処理操作を入力可能なアクセル装置を有するハイブリッド型車両において、
   前記制御部が、前記アクセル装置から入力された処理操作に基づいて、前記モータ又は前記エンジンの動作をそれぞれ制御して、前記回転動力に係る前記出力を総合的に制御するハイブリッド型車両の駆動機関制御システムであって、
   前記ハイブリッド型車両が、所定の時間、所定の巡航速度を保持して巡航しているとき、
   前記制御部が、前記アクセル装置から入力された当該巡航に係る所定の巡航処理操作に基づいて、
   前記駆動機関から出力される前記回転動力が変化することに基づく通常走行に係る通常モードから、前記回転動力を所定時間一定に保持して、前記巡航速度を保持する巡航に係る巡航モードへ切り替える処理を行い、
   さらに、当該巡航モードであるとき、前記アクセル装置から入力された所定の間欠処理操作に基づいて、
   前記エンジンと前記モータをそれぞれ所定の周期で交互に休止させて、前記エンジン又は前記モータをそれぞれ間欠的に動作させる間欠巡航モードへ切り替える処理を行うようにして、
   当該間欠巡航モードのとき、所定の周期で間欠的に前記エンジンを休止させるようにしたことを特徴とするハイブリッド型車両の駆動機関制御システム。
2. 　前記巡航処理操作、及び前記間欠処理操作を、前記アクセル装置が備えるアクセルペダルで行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システム。
3. 　前記駆動機関の前記出力軸に慣性による回転を維持するフライホイールを設け、
   前記間欠巡航モード中、前記エンジンが休止している間は、当該エンジンの休止直後から漸減する前記回転動力に、前記フライホイールの回転に基づく慣性力と、前記モータによる前記回転動力を加えて、前記巡航速度を維持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システム。
4. 　前記ハイブリッド型車両に、前記モータと接続されたバッテリを設け、
   前記間欠巡航モード中、前記エンジンが動作している間は、当該エンジンの前記回転動力で休止している前記モータを回転させて発電し、発電された電力を、前記バッテリへ充電するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システム。
5. 　前記ハイブリッド型車両が、自動車であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システム。
6. 　前記ハイブリッド型車両が、機関車であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型車両の駆動機関制御システム。

Images