(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに機械的に連結された発電機と、該発電機及び電動機に電気的に接続されたバッテリとをそなえ、該エンジンを作動させて該発電機を駆動することで該バッテリの充電および／または該電動機への電力供給を行なうハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置であって、
該エンジンの冷却水の温度を検出する水温検出手段と、
バッテリの電力残存容量を検出する残存容量検出手段と、
該エンジンの始動時に、該水温検出手段により検出された該冷却水の温度が所定温度未満であると暖機運転を実行させる制御手段とをそなえ、
該制御手段は、暖機運転時に該発電機を無負荷として該エンジンの回転速度を略一定の回転速度に保持するとともに、該暖機運転時間を該残存容量検出手段で得られた該バッテリの残存容量に基づいて設定する
ことを特徴とする、ハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より内燃機関（エンジン）と電動機（モータ）とを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド電気自動車が開発、実用化されている。このようなハイブリッド電気自動車には、エンジンを専らモータの電力供給源として用いるシリーズ式ハイブリッド電気自動車や、エンジンの出力軸とモータの出力軸とがともに駆動輪に機械的に接続されたパラレル式ハイブリッド電気自動車が知られている。
【０００３】
このうち、シリーズ式ハイブリッド電気自動車では、バッテリからの電力供給によりモータを作動させて車両を走行させる。そして、図４に示すように、バッテリの電力残存容量が第１の所定値（例えば６０％）未満になると、エンジンを作動させて発電機を駆動し、バッテリの充電とモータへの電力供給を行なうのである。また、図４に示すように、このときの充電によりバッテリ１の残存容量が第２の所定値（例えば６５％）以上に回復すると、エンジン４の運転が中止されて、発電が中止されるようになっている。
【０００４】
ところで、上述のようなシリーズ式ハイブリッド電気自動車のエンジン始動時において、エンジン水温が所定温度（例えば６０℃）未満の場合にはエンジン保護のため暖機運転が行なわれる。この場合、発電機を無負荷として予め設定された所定時間（例えば６０ｓｅｃ）だけ暖機運転が行なわれる。
これを図５に示すフローチャートを用いて説明すると、まずエンジンの運転が開始されると、ステップＳ１０においてエンジン水温が所定温度（６０℃）未満か否かが判定され、所定温度未満の場合にはステップＳ２０に進み、そうでない場合にはステップＳ４０に進む。ステップＳ２０に進んだ場合には、暖機運転が開始されるとともに、暖機運転の時間がカウントされる。そして、暖機運転時間が６０ｓｅｃに達するまでは、ステップＳ３０を通って暖機運転が継続され、６０ｓｅｃ経過するとステップＳ２０からステップＳ４０に進んで暖機運転が終了するのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、暖機運転開始時に、バッテリの残存容量が第１の所定値近傍であれば良いが、このときすでにバッテリの残存容量が僅かになっていると、暖機運転の間にバッテリ残存容量がさらに低下して、車両の動力性能に悪影響を及ぼすことが考えられる。
【０００６】
すなわち、通常走行時には、上述したようにバッテリの残存容量が第１の所定値未満になるとエンジンが始動するので、このときのバッテリ残存容量は当然ながら第１の所定値近傍であり、上記のような課題は生じない。これに対して、例えば車両起動時にバッテリ残存容量がすでに２０％位であって、且つエンジン水温が低い時には、暖機運転中にバッテリの残存容量がさらに低下して、車両の走行に支障をきたすという課題が生じるのである。
【０００７】
なお、エンジン水温が低い時に暖機運転を実行せずにいきなり発電機に負荷をかけて発電を行なことも考えられるが、このような運転はエンジンに悪影響を及ぼすので、エンジン水温が低い時には暖機運転を省略することはできない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、エンジンの暖機運転中にバッテリの残存容量が走行に支障をきたすほど低下するような事態を防止できるようにした、ハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置では、エンジンの始動時に、水温検出手段からの検出情報に基づいてエンジンの冷却水の温度が所定温度未満であると制御手段により暖機運転が実行される。また、このときの暖機運転時間が、残存容量検出手段で得られたバッテリの残存容量に基づいて設定されるとともに暖機運転時には発電機を無負荷としてエンジンの回転速度が略一定の回転速度に保持される。これによりバッテリの残存容量に応じた暖機運転を実行することができ、エンジンの暖機運転中に、バッテリ残存容量が走行に支障をきたすほど低下するようなことを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置について説明すると、図１はその要部構成を示す模式図である。
図１に示すように、ハイブリッド電気自動車にはバッテリ１が搭載され、バッテリ１はモータコントローラ２を介して電動機（モータ）３に電気的に接続されている。モータ３は図示しない車両の駆動輪側に連結されており、モータ３の駆動によりハイブリッド電気自動車が走行するようになっている。
【００１０】
また、ハイブリッド電気自動車にはエンジン４も設けられており、このエンジ４の出力側にはバッテリ１及びモータ３に電力を供給する発電機５が機械的に連結されている。そして、エンジン４により発電機５が駆動されることで、発電機５の負荷に応じた電力が発生するようになっている。
また、この車両には、各種のセンサ類が接続された制御手段としての制御装置（又は、単にコントローラという）６が設けられており、エンジン４及び発電機５は、コントローラ６からの制御信号に基づいてその作動が制御されるようになっている。
【００１１】
一方、アクセルペダル７にはアクセル開度センサ８が付設され、運転者によるアクセルペダル７の踏込み量に応じた出力がモータコントローラ２及びコントローラ６に入力されるようになっている。そして、アクセル開度センサ８の出力信号によりモータコントローラ２でモータ３への指示出力が設定され、モータ３への指示出力に応じてモータ３が駆動されるようになっている。
【００１２】
また、バッテリ１には、電力残存容量を検出する残存容量検出手段（比重計）１０が付設されており、この比重計１０によりバッテリ１の残存容量が検出されてコントローラ６に入力されるようになっている。そして、通常はバッテリ１の残存容量が第１の所定値（例えば６０％）未満になると、エンジン４を作動させて充電を開始するようになっている。また、残存容量が第２の所定値（例えば６５％）以上になると、エンジン４の運転を中止するようになっている。
【００１３】
また、エンジン４には、ウォータジャケット２１内の冷却水の温度を検出する水温センサ（水温検出手段）２２が設けられており、エンジン４の始動時には、この水温センサからの検出情報に基づいて、水温が所定温度（例えば６０℃）未満であると、コントローラ６ではエンジン４の暖機運転を実行するようになっている。
【００１４】
なお、暖機運転中は、コントローラ６により発電機５を無負荷（発電しない状態）とし、エンジン回転速度が略一定の回転速度（例えば１５００ｒｐｍ）に保持されるようになっている。
また、コントローラ６には、図３に示すようなマップが格納されており、比重計１０で検出されたバッテリ１の残存容量に応じて、エンジン４の暖機運転時間が設定されるようになっている。
【００１５】
すなわち、ここではバッテリ１の残存容量が６０％以上であれば、一定の暖機運転時間（例えば６０ｓｅｃ）が設定され、また、バッテリ１の残存容量が３０％以下であれば、上記の暖機運転時間よりも小さい一定の暖機運転時間（例えば１０ｓｅｃ）が設定されるようになっている。そして、バッテリ１の残存容量が３０％から６０％の間では、この残存容量が低くなるにしたがって暖気運転時間が短く設定されるようになっているのである。
【００１６】
つまり、エンジン４の暖気運転中にもバッテリ１の電力は消費されるため、例えばバッテリ１の残存容量が３０％程度の低い状態の時に車両を起動すると、エンジン４の暖機運転が実行されている間に、走行に支障をきたす程度までバッテリ１の残存容量が低下してしまうことが考えられる。このため、本発明では、バッテリ１の残存容量が低い場合には、極力暖機運転時間を短く設定するようになっているのである。
【００１７】
また、図３に示すマップで設定された暖機運転時間が経過する前にエンジン水温が６０℃以上になったことが検出されると、この時点で暖機運転が終了するようになっている。
なお、図３に示す暖気運転時間の設定マップは、その特性の一例を示すものであって、必ずしもこのような特性に限定されるものではなく、少なくとも残存容量が低下するにしたがって暖気運転時間が短くなる特性を有していれば良い。
【００１８】
また、本実施形態では、暖機運転時間の最低値として１０ｓｅｃが設定されているが、これは、エンジン４の冷態始動時に最低限必要とされる暖機運転時間であって、エンジン４の諸元等に基づいて設定されるようになっている。
本発明の一実施形態としてのハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置は、上述のように構成されているので、例えば図２に示すフローチャートにしたがってエンジン４の暖機運転が実行される。
【００１９】
すなわち、バッテリ１の残存容量が所定値未満となった等のエンジン４の始動条件が成立すると、このルーチンがスタートし、まずステップＳ１で水温センサ２２からのエンジン水温が取り込まれる。そして、エンジン水温が所定温度（例えば６０℃）以上であればステップＳ６に進み、エンジン４の暖機運転が禁止されて通常のエンジン運転が行なわれる。この場合には、コントローラ６からの制御信号に基づいて発電機５に負荷を与えて速やかに発電が行われる。
【００２０】
一方、エンジン水温が所定温度未満の場合にはステップＳ２に進み、エンジン４の暖機運転が実行されるとともに、ステップＳ３でエンジン水温に基づいて図３に示すようなマップを用いてエンジンの暖機運転時間が設定される。なお、暖機運転中には、コントローラ６からの制御信号により発電機５が無負荷に制御されるとともに、エンジン回転速度が略一定に保持される。
【００２１】
その後、ステップＳ３からステップＳ４に進み、ステップＳ３で設定された暖機運転時間が経過したか否かが判定される。そして、この設定時間が経過した場合にはステップＳ６に進み、暖機運転が禁止される。また、設定された暖機運転時間が経過していなければ、ステップＳ５に進み暖機運転が継続されてリターンする。
【００２２】
したがって、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置によれば、バッテリ１の残存容量が大きく低下した状態で車両を起動させるような場合（例えば長期間車両を放置した後の起動時）に、エンジン４の暖機運転中にさらにバッテリ１の残存容量が低下して車両の動力性能に影響を及ぼすような事態が確実に回避されるとともに、エンジン４の暖機運転を最低限必要な時間だけ実行するのでエンジン４に対する悪影響も回避できるという特有の利点を有している。また、従来の技術に対して新たな部品を追加することもなく、簡単なロジックを追加するだけでよいので、車両重量の増加やコストの増加を招くこともないという利点がある。
【００２３】
なお、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。例えば、コントローラ６内に図３に示すマップを設ける代わりに、バッテリ残存容量をパラメータとして、計算により暖機運転時間を設定するようにしてもよい。また、上述の実施形態で用いた数値は、エンジン４，発電機１及びモータ３等の特性に応じて適宜変更できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置によれば、バッテリの残存容量が大きく低下した状態で車両を起動させるような場合に、エンジンの暖機運転中にさらにバッテリの残存容量が低下して車両の動力性能に影響を及ぼすような事態を確実に防止できるとともに、エンジンの暖機運転を最低限必要な時間だけ実行するのでエンジンに対する悪影響も回避できるという特有の利点を有している。また、従来の技術に対して新たな部品を追加することもなく、簡単なロジックの追加だけでよいので、車両重量の増加やコストの増加を招くこともないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置の要部構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置の手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置の特性を説明するためのマップである。
【図４】従来の技術について説明するための図である。
【図５】従来の技術について説明するための図である。
【符号の説明】
１  バッテリ
３  電動機（モータ）
４  エンジン
６  制御手段（コントローラ）
１０  残存容量検出手段（比重計）
２２  水温検出手段（水温センサ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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