(57)【要約】【課題】ハイブリッド自動車において、要求トルクが小さい運転が繰り返されても、燃料の消費を抑制する。【解決手段】電池６から供給される電力を供給して電動発電機３を駆動させたり、電動発電機３から供給される電流を回生供給して上記電池６を回生充電するハイブリッド制御回路１６は、要求トルクが所定のアシスト開始トルクを超えたとき（ステップＳ１）、上記電池から供給される電力を上記電動機に供給して上記電動機を駆動させるが、電池６の電池充電容量が所定値以上である場合、アシスト開始トルクを小さな値に切り換える（ステップＳ３）。【選択図】図２
2010195165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関動力と電気動力を併用するハイブリッド自動車であって、
その回転軸を車両の車軸と連結することができる内燃機関、発電機及び電動機と、
電池から供給される電力を供給して上記電動機を駆動させたり、上記発電機から供給される電流を回生供給して上記電池を回生充電する制御手段と
を備え、
上記制御手段は、
要求トルクがアシスト開始トルクを超えたとき、上記電池から供給される電流を上記電動機に供給して上記電動機を駆動させるアシスト制御手段と、
上記電池の電池充電容量を検出する検出手段と、
上記電池充電容量が所定値以上である場合、上記アシスト開始トルクを小さな値に切り換える切り換え手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド自動車であって、
前記アシスト制御手段は、前記電動機の出力トルクがアシストフルトルクまでの範囲になるように、前記電動機の駆動を制御し、
前記切り換え手段は、上記電池充電容量が所定値以上である場合、上記アシストフルトルクを小さな値に切り換える
ことを特徴とするハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関動力と電気動力を併用するハイブリッド自動車には、その回転軸を車軸と連結することができる内燃機関、発電機及び電動機が搭載されている。
【０００３】
車両を駆動加速するときには、内燃機関が発生する駆動力とともに、電動機が発生する駆動力が補助的に利用される。
【０００４】
また車両が制動状態になったときには、内燃機関による制動（いわゆるエンジンブレーキ）と発電機による制動（いわゆる電気ブレーキ）とを同時に利用することができる。
【０００５】
内燃機関による制動は、アクセルペダルを開放する、あるいは変速機をシフトダウンするなどにより操作設定することができる。中型又は大型の車両では、さらに内燃機関の排気通路に開閉弁を設けて、この開閉弁を閉塞状態に操作制御することにより、内燃機関による制動の効果を高めることができる。
【０００６】
発電機による制動は、例えば内燃機関による制動が開始されたとき、内燃機関に連動して車軸に連結して発電機が駆動することによって行われる。なおこのとき発電機において生じた電気エネルギは、ハイブリッド用の電池に回生充電される。具体的には、発生した電流が直流電流に変換されて、ハイブリッド用の電池に充電電流として回生供給される。回生充電によりハイブリッド用の電池がフル充電状態になったときには、この充電電流は遮断されたり、別に設けた抵抗器に接続されて放熱される。回生充電された電気エネルギは、車両が加速するときの電動機の駆動に利用される（特許文献１参照）。
【０００７】
電動機による駆動（以下、適宜、アシスト駆動と称する）は、要求トルクが、予め決められた所定の値（以下、アシスト開始トルクと称する）を超えたときに開始される。また電動機の出力トルク（即ちアシストトルク）が予め決められた値（以下、アシストフルトルク）までの範囲になるように、電動機の駆動が制御される。
【０００８】
図７は、アシスト開始トルクを示す図である。図７には、変速機の設定位置毎に、機関回転速度（rpm（revolution per minute））に応じたアシスト開始トルクが示されている。図７の例では、例えば２段変速では（図中、曲線2nd参照）、回転速度が1000rpmにおいて要求トルクが約90N.mを超えたとき、アシスト駆動（電気動力）が開始される。
【０００９】
図８は、アシストフルトルクを示す図である。図８には、変速機の設定位置毎に、機関回転速度に応じたアシストフルトルクが示されている。図８の例では、例えば２段変速では（図中、曲線2nd参照）、回転速度が1000rpmであるとき、約170N.mまでのトルクをアシストすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３１６３３４９号（日野自動車）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、下り坂を走行する場合は、エンジンブレーキ及び電気ブレーキを利用して減速するが、下り坂の傾斜が緩くなったとき、アクセルを踏んで少し加速させることがある。そのときのアクセル開度は小さく、通常、要求トルクはアシスト開始トルクより小さい。従って、通常、このような場合、アシスト駆動は行われず、内燃機関による駆動のみで加速される。
【００１２】
しかしながら、発生トルクが小さい内燃機関の駆動は、燃料消費効率が悪いことから、このような運転（例えば下り坂の走行中に、アクセルを少し踏んで加速させるような運転）が繰り返し行われると、燃料の消費が増える。
【００１３】
特に、トラックやバスなどの中型又は大型の車両では、フットブレーキの効きが強いのでフットブレーキを多用すると乗り心地が悪くなることからそれを防ぐために、またフットブレーキのダメージを少なくするために、下り坂の走行では、通常、フットブレーキを使用せずにエンジンブレーキ及び電気ブレーキを使用して減速し、下り坂の傾斜が緩くなったとき、上述したように、アクセルを軽く踏んで加速する運転が行われる。従って、特に中型及び大型のハイブリッド自動車において、燃料の消費が増える。
【００１４】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、要求トルクが小さい運転が繰り返されても、燃料の消費を抑制することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一側面のハイブリッド自動車は、内燃機関動力と電気動力を併用するハイブリッド自動車であって、その回転軸を車両の車軸と連結することができる内燃機関、発電機及び電動機と、電池から供給される電力を供給して電動機を駆動させたり、発電機から供給される電流を回生供給して電池を回生充電する制御手段とを備え、制御手段は、要求トルクがアシスト開始トルクを超えたとき、電池から供給される電流を電動機に供給して電動機を駆動させるアシスト制御手段と、電池の電池充電容量を検出する検出手段と、電池充電容量が所定値以上である場合、アシスト開始トルクを小さな値に切り換える切り換え手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
アシスト制御手段は、電動機の出力トルクがアシストフルトルクまでの範囲になるように、電動機の駆動を制御し、切り換え手段は、電池充電容量が所定値以上である場合、アシストフルトルクを小さな値に切り換えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、要求トルクが小さい運転が繰り返されても、燃料の消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態としてのハイブリッド自動車の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のハイブリッド制御回路の動作を説明するフローチャートである。
【図３】高ＳＯＣ用のアシスト開始トルクの例を示す図である。
【図４】高ＳＯＣ用及び通常のアシスト開始トルクの例を示す図である。
【図５】高ＳＯＣ用のアシストフルトルクの例を示す図である。
【図６】高ＳＯＣ用及び通常のアシストフルトルクの例を示す図である。
【図７】通常のアシスト開始トルクの例を示す図である。
【図８】通常のアシストフルトルクの例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態としてのハイブリッド自動車の機関まわりの機能を示すブロック図である。内燃機関１は、ディーゼルエンジンであり、その出力軸は電動発電機３の回転軸に直結されている。電動発電機３の回転軸は、クラッチ４を介して変速機２の入力軸に連結されている。変速機２の出力側の駆動軸５は、プロペラ軸、減速歯車、差動歯車などを介して駆動車軸（いずれも図示せず）に連結されている。
【００２０】
電動発電機３は、動作モードにしたがって発電機（すなわち制動装置）又は電動機（すなわち加速装置）として動作する。電動発電機３は、界磁巻線である固定子巻線にインバータ７からの三相交流が供給される構成になっている。インバータ７の直流側端子には、電池６が接続されている。ハイブリッド用の電池６は、大容量高電圧の電池であり、例えば多数のセル及びユニットが直列接続され、その全体の定格端子電圧は、例えば３５０Ｖである。
【００２１】
インバータ７は、この電池６から供給される直流を三相交流に変換して電動発電機３に供給し、あるいは電動発電機３から供給される三相交流を直流に変換して電池６に供給する。すなわち電気エネルギを直流から交流に、あるいは交流から直流に変換して供給する。インバータ７は、複数の半導体スイッチ素子の組み合わせにより構成され、直流端子と交流端子との間に制御にしたがって双方向に電気エネルギを伝達することができる。インバータ７のスイッチング周波数、すなわち発生する三相交流の周波数あるいは位相回転速度は、ハイブリッド制御回路１６によりインターフエイス１５を介して制御される。
【００２２】
ハイブリッド制御回路１６は、プログラム制御回路（図示せず）により構成されている。ハイブリッド制御回路１６は、各部を制御して、電動発電機３を駆動モードに設定し、電動機として動作させる。
【００２３】
例えば運転者がアクセルペダル１４を踏み込み、要求トルクがアシスト開始トルクを上回ったとき、ハイブリッド制御回路１６は、インバータ７から供給される三相交流により電動発電機３の内部に発生する位相回転速度を電動発電機３の機械的な回転速度より大きくなるように制御する。これにより電動発電機３は駆動モードに設定され、電動発電機３は、アシストフルトルクの範囲で駆動軸５に回転駆動力を供給し、内燃機関１の駆動力を助けて車軸を回転駆動する。
【００２４】
ハイブリッド制御回路１６はまた、各部を制御して、電動発動機３を制動モードに設定し、発電機として動作させる。
【００２５】
例えば車両を減速させるために、運転者がアクセルペダル１４を開放すると、ハイブリッド制御回路１６は、電動発電機３を発電機として制動モードに設定し、駆動軸５の回転すなわち車軸の回転を制動する。なおこのとき内燃機関１はエンジンブレーキの状態になる。
【００２６】
ハイブリッド制御回路１６は、電動発電機３の制御に利用するアシスト開始トルク及びアシストフルトルクを、電池充電容量（ＳＯＣ, State of Charge, フル充電状態に対するパーセント表示）に応じて切り換える。なおこの処理の詳細については、後述する。
【００２７】
電動発電機３は、電動機として駆動モードで動作するときには電池６からの電気エネルギの供給を受け、発電機として制動モードで動作するときには電池６に電気エネルギを回生供給する。これに応じて電池６は放電又は充電を繰り返す。
【００２８】
電池６の端子電圧は、例えば３５０Ｖであるので、この高電圧をこの車両に装備された照明灯その他の一般の電気機器に直接に供給することはできない。そこでＤＣ−ＤＣ変換回路１８を設けて、電池６の出力電圧を通常の車載電気機器（図示せず）の端子電圧に相当する直流２４Ｖ（または１２Ｖ）に変換する。
【００２９】
排気制動弁８は、内燃機関１の排気通路に設けられており、駆動電動機９により開閉制御される。この排気制動弁８は、通常の走行時には「開」の状態にあり内燃機関１の排気を外気に排出する。この排気制動弁８が「閉」の状態になると、排気の流出が制限されるため内燃機関１の排気圧力が緩和し、内燃機関1は、車速を低下させるように、車両の制動状態を補助する。
【００３０】
図２は、ハイブリッド制御回路１６における電動発電機３の制御に利用するアシスト開始トルク及びアシストフルトルクを切り換える処理の流れを示すフローチャートである。
【００３１】
ステップＳ１において、ハイブリッド制御回路１６は、電池６の充電容量（ＳＯＣ）を検出する。これは電池電圧検出装置１７及び電池電流検出器１９からの信号を取込み、ハイブリッド制御回路１６に設定されている演算を実行することにより行われる。
【００３２】
そしてハイブリッド制御回路１６は、電池６の充電容量が所定値Ａ（例えば、６５％〜７０％の間の値）％より小さいか否かを判定し、値Ａ％より小さいと判定した場合、ステップＳ２において、使用するアシスト開始トルク及びアシストフルトルクを、通常のアシスト開始トルク及びアシストフルトルクに設定する。
【００３３】
通常のアシスト開始トルク及びアシストフルトルクとして、例えば、図７及び図８に示したアシスト開始トルク及びアシストフルトルクが使用される。即ちハイブリッド制御回路１６は、図７及び図８に示したアシスト開始トルク及びアシストフルトルクを得るためのマップデータを保持しており、電池６の充電容量が値Ａ％より小さいときは、そのマップデータを読み出し、そのマップデータに基づいて、電動発電機３を制御する。
【００３４】
一方電池６の充電容量が値Ａ％以上であると判定した場合、ハイブリッド制御回路１６は、ステップＳ３において、使用するアシスト開始トルク及びアシストフルトルクを、高ＳＯＣ用のアシスト開始トルク及びアシストフルトルクに設定する。
【００３５】
図３は、高ＳＯＣ用のアシスト開始トルクを示す図である。図４は、図３に示す高ＳＯＣ用のアシスト開始トルクと図７に示した通常のアシスト開始トルクを合わせて示した図である。高ＳＯＣ用のアシスト開始トルクは、通常のアシスト開始トルクとは異なり、全ての変速段において共通であり、全体的に小さな値となっている。即ち通常のアシスト開始トルクに比べて低いトルクでアシスト駆動が開始される。
【００３６】
例えば通常のアシスト開始トルクによれば、２段変速（図中、曲線2nd参照）で回転速度が1000rpmである場合、要求トルクが約90N.mを超えたとき、アシスト駆動が開始される。一方高ＳＯＣ用のアシスト開始トルクによれば、要求トルクが約40N.mを超えたとき、アシスト駆動が開始される。
【００３７】
図５は、高ＳＯＣ用のアシストフルトルクを示す図である。図６は、図５に示す高ＳＯＣ用のアシストフルトルクと図８に示した通常のアシストフルトルクを合わせて示した図である。高ＳＯＣ用のアシストフルトルクは、通常のアシストフルトルクとは異なり、全ての変速段において共通であり、最大値が小さな値となっている。即ち通常のアシストフルトルクの場合に比べ出力トルクが低く抑えられる。
【００３８】
例えば通常のアシストフルトルクによれば、２段変速（図中、曲線2nd参照）で回転速度が1000rpmである場合では、約170N.mまでのアシストトルクの出力が可能となる。一方高ＳＯＣ用のアシストフルトルクによれば、出力トルクが約130N.mまでに制限される。
【００３９】
ハイブリッド制御回路１６は、図３及び図５に示したアシスト開始トルク及びアシストフルトルクを得るためのマップデータを保持しており、電池６の充電容量が値Ａ％以上であると判定したとき、そのマップデータを読み出し、そのマップデータに基づいて、電動発電機３を制御する。
【００４０】
ステップＳ２又はステップＳ３で、アシスト開始トルクとアシストフルトルクが設定されると、処理は、ステップＳ１に戻り、ハイブリッド制御回路１６は、それ以降の処理を同様に実行する。
【００４１】
以上のように、電池充電容量が所定値以上である場合、アシスト開始トルクを小さな値に切り換えるようにしたので、即ち要求トルクが小さい場合でも、電動発電機３を駆動モードに設定し、電動機として動作させるようにしたので、下り坂の走行中に、アクセルを少し踏んで加速させるような運転がされたときでも、電動動力で加速することができる。
【００４２】
従って従来のように、内燃機関による駆動のみで加速される場合に比べ、燃料消費を抑制することができる。
【００４３】
また下り坂走行中では、回生充電が行われるが、フル充電状態になると、充電は行われないようになる。しかしながらアクセス開始トルクを下げて積極的に電動動力を使用し、電池６の電力を消費すれば、発電機が発生した電力を無駄なく充電することができる。
【００４４】
また電池充電容量が所定値以上である場合、アシストフルトルクを小さな値に切り換えるようにしたので、即ち電動動力においてあまり大きなトルクが出力されないようにしたので、電池６の電力の消費を抑えることができる。なお例えば下り坂の走行中にアクセルを少し踏んで加速させるような場合、あまり大きな動力は要求されないので、このようにアシストトルクを制限しても、特に問題はない。
【００４５】
なお以上においては、エンジンブレーキ及び電気ブレーキを利用しての下り坂走行中に、アクセルを踏んで少し加速される場合を例として、本願発明の効果を説明したが、その他の状況においても、電池充電容量が所定値以上で要求トルクが小さい場合には、上述したような効果を得ることができる。
【００４６】
また以上においては、発電機及び電動機を１つのハードウエアとして電動発電機３が搭載されている場合を例として説明したが、発電機及び電動機がそれぞれ別個に搭載されていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  内燃機関，  ２  変速機，  ３  電動発電機，  ４  クラッチ，  ５  駆動軸，  ６  電池，  １５  インターフエイス，  １６  ハイブリッド制御回路，  １７  電池電圧検出装置，  １８  ＤＣ−ＤＣ変換回路，  １９  電池電流検出器
【図１】
2010195165.tif 000003
【図２】
2010195165.tif 000004
【図３】
2010195165.tif 000005
【図４】
2010195165.tif 000006
【図５】
2010195165.tif 000007
【図６】
2010195165.tif 000008
【図７】
2010195165.tif 000009
【図８】
2010195165.tif 000010