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

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WO2022224977A1
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忠美 近藤
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株式会社日本ビデオセンター
忠美 近藤
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Definitions

  • the present invention relates to a control system for controlling a drive engine of a hybrid vehicle having a drive engine with an engine and a motor.
  • the main drive engine has either an internal combustion engine that consumes fuel to drive or a motor that consumes electric power to drive.
  • a hybrid drive engine is selected and controlled so as to be mainly operated in accordance with the speed range of the vehicle in consideration of the characteristics of the engine and the motor. That is, in the low speed range, control is performed so that the motor that can generate the maximum torque at low speeds is mainly used, and in the medium speed range to the high speed range, the motor is controlled so that the specific weight is gradually transferred to the engine. , in the high speed range, it is controlled so that the engine that can generate the maximum horsepower at high revolutions is mainly used.
  • the motor When the control is performed by taking into account the characteristics of the engine and motor as described above, the motor is often used at low revs and is almost never used at high revs. Therefore, in a hybrid vehicle, for example, the motor and engine work together to achieve low fuel consumption in the speed range of 40 km/h to 60 km/h, which is frequently used in urban areas. In the high speed range around 100 km/h, only the engine is used, the load on the engine is reduced, and fuel consumption is slightly improved. there was a case.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a driving engine control system for a hybrid vehicle that can improve fuel efficiency even in a high speed range by using both the engine and the motor.
  • a drive engine control system for a hybrid vehicle comprising an engine and a motor, the drive engine outputting rotational power from an output shaft coupled to a rotation shaft of the engine or the motor; a control unit that controls the output of the driving engine;
  • a hybrid vehicle having an accelerator device capable of inputting a predetermined processing operation to the control unit, The drive engine of a hybrid vehicle, wherein the control unit controls the operation of the motor or the engine based on the processing operation input from the accelerator device, and comprehensively controls the output related to the rotational power.
  • a control system When the hybrid vehicle is cruising while maintaining a predetermined cruising speed for a predetermined time, The control unit, based on a predetermined cruise processing operation related to the cruise input from the accelerator device, A process of switching from a normal mode associated with normal running based on changes in the rotational power output from the drive engine to a cruise mode associated with cruising in which the rotational power is kept constant for a predetermined period of time and the cruising speed is maintained.
  • the cruise mode when in the cruise mode, based on a predetermined intermittent processing operation input from the accelerator device, performing a process of switching to an intermittent cruise mode in which the engine and the motor are alternately stopped at predetermined intervals, and the engine or the motor is operated intermittently, In the intermittent cruise mode, the engine is intermittently stopped at predetermined intervals.
  • a drive engine control system for a hybrid vehicle in which the cruise processing operation and the intermittent processing operation are performed by an accelerator pedal provided in the accelerator device. characterized by
  • a drive engine control system for a hybrid vehicle according to claim 3, in the invention according to claim 1, is provided with a flywheel for maintaining rotation due to inertia on the output shaft of the drive engine, During the intermittent cruise mode, while the engine is resting, the inertial force based on the rotation of the flywheel and the rotational power by the motor are added to the rotational power that gradually decreases immediately after the engine is rested, The cruising speed is maintained.
  • the drive engine control system for a hybrid vehicle according to claim 5 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the hybrid vehicle is an automobile.
  • the drive engine control system for a hybrid vehicle according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the hybrid vehicle is a locomotive.
  • a hybrid vehicle refers to a vehicle having a drive engine including a motor and an engine, and a control section for controlling the drive engine. Therefore, according to the drive engine control system for a hybrid vehicle of the present invention, when the hybrid vehicle is cruising while maintaining a predetermined cruising speed for a predetermined time, the controller receives an input from the accelerator device. Further, based on a predetermined cruise processing operation for the cruise, processing is performed to switch from the normal mode for normal travel to the cruise mode for cruise travel based on rotational power held constant for a predetermined time. Furthermore, in the cruise mode, the engine and the motor are alternately stopped at predetermined intervals based on a predetermined intermittent processing operation input from the accelerator device, and the engine or the motor is intermittently operated.
  • a process for switching to the cruise mode is performed, and the engine is periodically stopped during the intermittent cruise mode. This allows the driver to easily switch from the normal mode to the cruising mode or the intermittent cruising mode by a simple processing operation of operating the accelerator device. Furthermore, since the engine is periodically stopped during the intermittent cruise mode, it is possible to improve fuel efficiency even at high speeds when driving on bypasses or highways.
  • the cruise processing operation for switching from the normal mode to the cruise mode and the intermittent processing operation for switching to the intermittent cruise mode during the cruise mode are performed by an accelerator pedal provided in the accelerator device.
  • the accelerator device operable, it is possible to prevent the driver's attention from declining during long-time cruising, thereby preventing drowsy driving. can.
  • a flywheel that maintains rotation by inertia is provided on the output shaft of the drive engine.
  • the motor when the engine is operating during cruising, the motor is rotated while the engine is at rest to generate electricity and charge the battery.
  • the hybrid vehicle is preferably an automobile or a locomotive.
  • the battery when driving in an urban area in the medium to low speed range, power can be generated with the output shaft rotating at a constant speed in cruising conditions, compared to when power is generated by regenerative braking, so the battery can be fully charged. It can be kept in a charged state. By restoring the battery to full charge during cruising in this way, for example, when traveling between two cities, the battery is consumed by using only the motor in urban driving within one city.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive engine control system for a hybrid vehicle according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing the outline of the configuration of a control unit in the drive engine control system for a hybrid vehicle according to the first embodiment
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing the outline of the configuration of an accelerator device in a drive engine control system for a hybrid vehicle according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a chart showing intermittent operation timings of the drive engine control system for the hybrid vehicle according to the first embodiment
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive engine control system for a hybrid vehicle according to this embodiment.
  • a hybrid vehicle 10 As shown in FIG. 1, a hybrid vehicle 10 according to this embodiment includes a driving engine 11, a drive train 12, driving wheels 13, and a control unit 14 that controls the driving engine 11 and the drive train 12. It has an in-vehicle communication network 14a to which a control unit 14, a throttle device 15, and an accelerator device 16 are connected.
  • the driving engine 11 has an engine 20 or a motor 21, and is configured to be capable of outputting rotational power from an output shaft 11a connected to the drive train 12, as shown in FIG. That is, the hybrid vehicle 10 according to this embodiment has an engine 20 including a gasoline engine or a diesel engine, and a motor 21, for example.
  • the output shaft 11a has a disk-shaped flywheel 22 that is coaxially rotatable. The flywheel 22 is configured to maintain the rotation of the output shaft 11a by inertial force so that the rotation of the output shaft 11a does not change abruptly.
  • the engine 20 is formed to produce maximum horsepower at high rotation, and the motor 21 is formed to produce maximum torque at low rotation. That is, the hybrid vehicle 10 is configured to mainly use the motor 21 in the low speed range and mainly use the engine 20 in the high speed range. As a result, in an area such as an urban area where medium and low speed ranges are frequently used, the motor 21 is mainly used to suppress the generation of exhaust gas and achieve fuel-efficient driving.
  • the engine 20 according to this embodiment may be a general internal combustion engine that uses gasoline or light oil as an energy source. It should be noted that other energy sources such as hydrogen, natural gas, and LP gas may be used without being limited to these.
  • the motor 21 according to this embodiment has a battery 21a and is configured to be supplied with power from the battery 21a. It should be noted that the present invention is not limited to this, and power may be supplied from a fuel cell, or may be supplied from an overhead wire.
  • the drive train 12 is constructed by arranging a clutch device 25, a transmission device 26, and a drive shaft 12a in order from the drive engine 11 side. Rotational power generated by the drive engine 11 is thereby transmitted to the drive wheels 13 .
  • the clutch device 25 has a main rotor 27 on the drive engine 11 side and a follower rotor 28 on the transmission 26 side. The main rotor 27 and the follower rotor 28 are formed so as to be able to contact and separate from each other.
  • the clutch device 25 is not limited to the structure in which the main rotor 27 and the follower rotor 28 are mechanically brought into contact with each other as described above. 28 may be arranged opposite to each other, and when the main rotor 27 is rotated, the slave rotor 28 may be rotated in accordance with the rotation of the main rotor 27, which is a so-called torque converter device.
  • the transmission 26 has a gear group (not shown) formed by arranging a plurality of gears of various sizes on a plurality of shafts and combining the gears. Gears in the gear group are formed so as to be separable from each other.
  • the transmission 26 has a speed change function of transmitting the rotational power to the drive wheels 13 by appropriately combining the gears in the gear group to adjust the rotational speed associated with the rotational power of the output shaft of the drive engine 11 from low speed to high speed. is doing.
  • the speed change function may be divided into a plurality of steps from low speed to high speed, or may be stepless.
  • the drive wheels 13 are configured to be driven by power output from the drive engine 11 via the drive train 12, as shown in FIG.
  • the control unit 14 has an in-vehicle communication network 14a.
  • the in-vehicle communication network 14a is connected to the drive engine 11, throttle device 15, accelerator device 16, clutch device 25 of the drive train 12, transmission device 26, and other devices provided in the hybrid vehicle 10, and can communicate with each other.
  • the control unit 14 receives an opening signal transmitted from the throttle device 15, transmits an output control signal formed based on the opening signal, and controls the output of the driving engine 11. can be done.
  • the throttle device 15 has a throttle main body 15a and an opening sensor 31 capable of detecting the degree of opening of the throttle main body 15a as a throttle opening.
  • the opening sensor 31 is configured to digitally convert the detected analog throttle opening of the throttle body 15a to form an electronic opening signal.
  • the formed opening degree signal is output from the throttle device 15 to the in-vehicle communication network 14a.
  • the control unit 14 takes in the opening signal transmitted on the in-vehicle communication network 14a, and forms an output control signal for controlling the output of the engine 20 or the motor 21 of the drive engine 11 based on the opening signal. It is configured.
  • the formed output control signal is output from the control unit 14 to the in-vehicle communication network 14a.
  • the accelerator device 16 has an accelerator pedal 30 that can be raised and lowered according to an input operation by the driver.
  • the operation of stepping on the accelerator pedal 30 is defined as the opening operation of the accelerator device 16, and the direction in which the accelerator pedal 30 advances due to this is defined as the forward direction.
  • the operation of returning the accelerator pedal 30 is defined as the closing operation of the accelerator device 16, and the direction in which the accelerator pedal 30 is returned is defined as the opposite direction.
  • the accelerator device 16 is configured to form an input signal according to the opening and closing operation of the accelerator pedal 30 described above. The formed input signal is output to the in-vehicle communication network 14a at any time.
  • the throttle device 15 is configured to receive an input signal transmitted over the in-vehicle communication network, and open and close the throttle main body 15a at a predetermined throttle opening based on the input signal.
  • the opening sensor 31 that detects the throttle opening forms an appropriate opening signal as described above, and based on the opening signal, the control unit 14 forms an output control signal for the driving engine 11 as described above. .
  • an input signal is formed according to the amount of operation of the accelerator pedal 30 being depressed or released, and an opening degree signal for the throttle body 15a that opens and closes based on the input signal is formed. is configured to form an output control signal for increasing or decreasing the output of the driving engine 11 based on the opening signal.
  • the drive engine 11 receives an output control signal transmitted over the in-vehicle communication network, and requests a predetermined amount of fuel to be supplied to the engine 20 based on the output control signal, or requests a predetermined amount of electric power to be supplied to the motor 21. It is arranged to form a request signal to request.
  • the generated request signal is output from the drive engine 11 to the on-board communication network 14a.
  • a fuel supply device (not shown) or a power supply device (not shown) that receives the request signal transmitted over the in-vehicle communication network 14a supplies a predetermined amount of fuel or electric power to the driving engine 11 in response to the request signal. is configured to
  • the request signal is to increase the supply amount, the fuel supplied to the engine 20 or the electric power supplied to the motor 21 is increased. As a result, processing for increasing the output of the driving engine 11 is performed, and the rotational output of the output shaft 11a can be increased. If the request signal is to reduce the amount supplied, the fuel supplied to the engine 20 or the power supplied to the motor 21 is reduced or cut. As a result, processing for reducing the output of the drive engine 11 is performed, and the rotation output of the output shaft 11a can be reduced. Then, when the amount of fuel or electric power supplied is reduced or cut and the rotation output is reduced, for example, in the engine 20, the occurrence of an engine braking effect due to friction is promoted.
  • the hybrid vehicle 10 according to the cruise control system according to the present embodiment transmits various signals over the in-vehicle communication network 14a provided in the control unit 14, and each device captures a signal suitable for the purpose, Further, it is configured to output a signal, and the control unit 14 is configured to control the running of the vehicle by comprehensively controlling each device based on various signals.
  • control unit 14 has a travel control means 105 and a cruise control means 110, as shown in FIG.
  • the travel control means 105 is configured to form a travel control signal for controlling normal travel, output the travel control signal to the in-vehicle communication network 14a, and control the travel of the hybrid vehicle 10.
  • FIG. At this time, the driving mode of the hybrid vehicle 10 is set to the normal mode.
  • the cruising control means 110 forms a cruising control signal for controlling cruising while maintaining a constant speed for a predetermined time, outputs the cruising control signal to the in-vehicle communication network 14a, and controls the cruising of the hybrid vehicle 10. configured to control.
  • the traveling mode of the hybrid vehicle 10 is set to the cruising mode.
  • control unit 14 has a determination means 100 .
  • the determining means 100 determines whether or not the control section 14 is cruising on the basis of information relating to the magnitude of the throttle opening included in the opening signal. It is configured to determine whether or not. Based on the determination result of the determining means 100, the normal mode and the cruise mode are switched.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation example of the accelerator pedal 30 during the control system
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the correlation between the operation of the drive engine and the speed of the hybrid vehicle 10 based on the control system. is.
  • the throttle device 15 When the hybrid vehicle 10 is running, the throttle device 15 includes information indicating the magnitude of the throttle opening which is digitally converted by the opening sensor 31 from the analog throttle opening of the throttle body 15a which changes at any time. However, processing for forming an opening degree signal is performed at any time. Further, the throttle device 15 performs processing for outputting the formed opening degree signal to the in-vehicle communication network 14a.
  • the control unit 14 is configured to receive the opening degree signal transmitted over the in-vehicle communication network 14a.
  • the travel control means 105 forms a travel control signal based on the opening signal, and outputs the travel control signal to the in-vehicle communication network 14a.
  • the traveling control signal transmitted over the in-vehicle communication network 14a is input to each in-vehicle device such as the driving engine 11, the drive train 12, the clutch device 25, the transmission device 26, etc., and is operated and processed. Driving by operation processing performed based on this driving control signal is referred to as normal driving, and the driving mode at this time is referred to as normal mode.
  • the throttle device 15 adjusts the analog throttle opening of the throttle body 15a, which maintains a constant opening for a predetermined time.
  • the opening sensor 31 performs digital conversion to form an opening signal containing information indicating the magnitude of the throttle opening at any time. Further, the throttle device 15 performs processing for outputting the formed opening degree signal to the in-vehicle communication network 14a.
  • An opening signal containing information that the throttle opening is kept constant for a predetermined time is input to the control unit 14 via the in-vehicle communication network 14a.
  • the judging means 100 reads information indicating that the throttle opening is kept constant for a predetermined time from the opening signal, and when judging that the vehicle is in the cruising state, performs processing for switching from the traveling control means 105 to the cruising control means 110 .
  • the speed when switching to the cruise control means 110 is defined as the cruise speed, and the opening signal input to the control unit 14 at this time is defined as the first opening signal.
  • a traveling mode in which the hybrid vehicle 10 cruises at a cruising speed is referred to as a cruising mode.
  • the normal mode is switched to the cruise mode when the accelerator pedal 30 is stopped at a predetermined time point a. This mode switching does not depend on the stop position of the accelerator pedal 30, but is performed depending on whether the stop time is equal to or longer than a predetermined time. It depends on the magnitude of the degree and the position is different depending on the cruising speed.
  • the throttle device 15 When the accelerator pedal 30 is closed in the reverse direction during the cruise mode, the throttle device 15 outputs a second signal indicating that the throttle opening has become smaller than the throttle opening according to the first opening signal.
  • An opening signal is output to the in-vehicle communication network 14a.
  • the position of the accelerator pedal 30 of the accelerator device 16 that opens the throttle body 15a at the throttle opening according to the second opening signal is the point b.
  • the position of point b is a position determined at a predetermined ratio from the position of point a related to the first opening signal, and for example, the throttle opening is 80% of the throttle opening related to the first opening signal. It is a position that can be arbitrarily set on the control program, such as the position where the point is set to the point b.
  • the control unit 14 which receives the second opening signal from the in-vehicle communication network 14a, causes the cruise control means 100 to switch the cruise mode to the intermittent cruise mode.
  • the intermittent cruising mode is a driving mode in which the engine 20 and the motor 21 are alternately stopped at predetermined time intervals to intermittently operate the engine 20 or the motor 21 while maintaining the cruising speed.
  • the cruise control means 110 outputs an intermittent cruise control signal to the in-vehicle communication network 14a instead of the cruise control signal.
  • the intermittent cruise control signal is formed so as to alternately contain information for operating the engine 20 or information for operating the motor 21 at predetermined time intervals.
  • the drive engine 11 that receives the intermittent cruise control signal from the in-vehicle communication network 14a stops the motor 21 when the engine 20 is activated, and starts the motor 21 when the engine 20 is deactivated. Perform processing operations to activate alternately.
  • the engine 20 or the motor 21 can alternately repeat periodic operation and rest, and alternately repeat intermittent operation.
  • the rated output of the motor 21 that constitutes the drive engine 11 of the hybrid vehicle 10 is often configured to be smaller than the rated output of the engine 20 . Therefore, when the engine 20 stops, it is difficult for the motor 21 alone to maintain the cruising speed for a long time.
  • This problem is solved in this embodiment by providing a flywheel 22 on the output shaft 11a, as shown in FIG. Since the flywheel 22 continues to rotate the output shaft 11a and the drive shaft 12a by inertia, even if the engine 20 is stopped, the inertial output of the flywheel 22 will cause a rapid speed reduction. Can maintain cruising speed without However, although it can be maintained, the vehicle speed gradually decreases due to running resistance and the like. Therefore, as shown in FIG.
  • the cruise control means 110 turns on the power of the motor 21 by the intermittent cruise control signal. Then, the cruise control means performs processing for gradually increasing the output of the motor 21 as the output of the flywheel 22 gradually decreases, as shown in FIG.
  • the driving engine 11 to which the intermittent cruising control signal is input can keep the rotational power output from the output shaft 11a constant, and the hybrid vehicle 10 can maintain the cruising speed as shown in FIG. It can be kept constant for a long time.
  • the rotational power of the output shaft 11a sufficient to maintain the cruising speed is maintained by outputting so as to compensate for the inertial rotational power of the flywheel 22. be able to.
  • the cruise control means 110 performs processing to turn on the engine 20 by the intermittent cruise control signal.
  • the rotational power of the stopped motor 21 and the engine 20 may be used to generate electric power in the motor 21 and charge the battery 21a.
  • the battery 21a can be charged while driving with the engine 20 during cruising without relying on the regenerative braking that the conventional hybrid vehicle 10 uses for charging, and when the engine 20 stops again, the battery 21a can be charged. Power can be supplied to the motor 21 from the battery 21a whose capacity has been recovered.
  • the throttle device 15 When the accelerator pedal 30 is depressed in the forward direction during the intermittent cruise mode, the throttle device 15 outputs a second signal indicating that the throttle opening has become larger than the throttle opening according to the second opening signal. 3 An opening signal is output to the in-vehicle communication network 14a.
  • the determination means 100 performs a process of comparing and determining the first opening signal and the third opening signal. If the throttle opening associated with the third opening signal is equal to or less than the throttle opening associated with the first opening signal, the judging means 100 moves the accelerator pedal to the front side in the opposite direction from the point a shown in FIG. 30 is located.
  • the cruise control means 110 performs processing to maintain the intermittent cruise mode.
  • the throttle opening according to the third opening signal is greater than or equal to the throttle opening according to the first opening signal
  • the judging means 100 determines that the accelerator pedal 30 is positioned farther in the forward direction than the point a shown in FIG. determined to be located.
  • the determination means 100 performs processing for switching from the cruise control means 110 to the cruise control means 105, and the intermittent cruise mode is switched to the normal mode. be.
  • the hybrid vehicle 10 is accelerated by the engine 20 after switching from cruising to normal running.
  • the throttle device 15 detects that the throttle opening has become smaller than the throttle opening according to the second opening signal. is output to the in-vehicle communication network 14a.
  • the position of the point c is a position determined at a predetermined ratio from the position of the point a related to the first opening signal. On the other hand, it is a position that can be arbitrarily set on the control program such that the position where the throttle opening is 50% is defined as point c.
  • the judging means 100 determines that the throttle opening is further forward than the point c shown in FIG. It is determined that the accelerator pedal 30 is positioned at . In this case, that is, when the position of the accelerator pedal 30 is between points b and c, the cruise control means 110 performs processing to maintain the intermittent cruise mode. On the other hand, if the throttle opening related to the fourth opening signal is equal to or less than the throttle opening when the accelerator pedal 30 is at the point c, the judging means 100 moves the accelerator to the front side in the opposite direction from the point c shown in FIG. It is determined that the pedal 30 is positioned.
  • the determination means 100 performs processing for switching from the cruise control means 110 to the travel control means 105, and the intermittent cruise mode is switched to the normal mode. As a result, cruising is switched to normal running, and the hybrid vehicle 10 is decelerated by engine braking or regenerative braking.
  • the cruising mode or intermittent cruising mode is configured to be maintained between points a and c of the accelerator pedal 30 shown in FIG. There is a play that can be done.
  • a so-called idle state is provided between the point a and the point c of the accelerator pedal 30, allowing the operation of the accelerator pedal 30 to have a margin, so that the accelerator pedal 30 can be moved during cruising.
  • the control unit 14 performs the processing for switching from the normal mode to the cruise mode after performing the processing related to the first opening signal again. In this way, by opening or closing the accelerator pedal 30 of the accelerator device 16, not only can the acceleration and deceleration of the vehicle be operated, but also the normal mode for normal power running and the cruising mode for cruising while keeping the speed constant.
  • the mode is switchable, and furthermore, the engine 20 and the motor 21 are operated alternately during the cruising mode so that the engine 20 or the motor 21 can be switched to an intermittent cruising mode in which the engine 20 or the motor 21 is intermittently operated.
  • Such mode switching can be easily realized by additionally installing a control program installed in the conventional control unit 14 without incorporating a special device. fuel consumption can be suppressed to improve fuel efficiency, and the battery 21a can be charged.
  • the driving engine control system for the hybrid vehicle 10 has been described by taking an automobile as an example of the hybrid vehicle 10 .
  • the battery 21a can be charged.
  • the motor 21 can be used frequently without worrying about the remaining amount of the battery 21a when entering the urban area of the other city.
  • the engine 20 is intermittently stopped during the intermittent cruise mode, it is possible to reduce fuel consumption, improve fuel efficiency, and reduce exhaust gas emissions.
  • the hybrid vehicle 10 is not limited to an automobile, and may be, for example, a hybrid locomotive equipped with a diesel engine and a motor.
  • the motor 21 is used to move without emitting exhaust gas, and to move to the other city in an intermittent cruise mode.
  • the engine 20 can be used to charge the battery 21a. Then, by operating the motor 21 again when entering the urban area of the other city, the emission of exhaust gas can be suppressed.
  • the engine 20 is intermittently stopped during the intermittent cruising mode, fuel consumption can be reduced when traveling between cities, fuel efficiency can be improved, and exhaust gas emissions can be reduced. .
  • the drive engine control system for a hybrid vehicle according to the present embodiment is not limited to the automobile or locomotive described above. It is also suitable for

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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。
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