(57)【要約】【課題】メンテナンス等のためにバッテリの完全放電を行う際に、完全放電までの所要時間を短縮する。【解決手段】ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と、エンジン１２により駆動され発電を行うジェネレータ２２と、ジェネレータ２２に接続され電力の授受を行うバッテリ２６とを備える。ハイブリッド車両１０の停車中にバッテリ２６の完全放電指示があった場合、バッテリ２６に蓄電された電力を用いてジェネレータ２２を回転駆動させてエンジン１２に回転駆動力を伝達する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンにより駆動され発電を行うジェネレータと、前記ジェネレータに接続され電力の授受を行うバッテリと、を備えるハイブリッド車両であって、
前記ハイブリッド車両の停車中に前記バッテリの完全放電指示があった場合、前記バッテリに蓄電された電力を用いて前記ジェネレータを回転駆動させて前記エンジンに回転駆動力を伝達するジェネレータ制御部を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記エンジンは、クラッチを介して前記駆動輪と接続され、前記クラッチの締結時に前記駆動輪を駆動可能であり、
前記完全放電の指示があった際に前記クラッチの締結を解除するクラッチ制御部を更に備え、
前記ジェネレータ制御部は、前記クラッチ制御部により前記クラッチの締結が解除された後に前記ジェネレータの回転駆動を開始する、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記完全放電指示があった場合に、前記エンジンから伸びる排気管の流路面積を減少させて前記エンジンの回転抵抗を増加させる排気ブレーキ制御部を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記バッテリ内の電力を用いて車室内を空調する空調装置を更に備え、
前記完全放電指示があった場合に前記空調装置を作動させる空調制御部を更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源としてエンジンおよび走行用モータを備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動車に搭載されたバッテリのリフレッシュや電池容量の測定を目的として、バッテリを完全放電させる技術が提案されている。
例えば、下記特許文献１は、空調用の圧縮機駆動用モータと、圧縮機駆動用モータに電力を供給するバッテリと、バッテリからの直流電圧を交流電圧に変換し、圧縮機駆動用モータを可変回転数にて駆動する空調用インバータ装置と、バッテリの放電を選択するバッテリリフレッシュ選択手段を具備し、空調用インバータ装置には、バッテリリフレッシュ選択手段にて、バッテリの放電が選択された際に、圧縮機駆動用モータを駆動して、バッテリの放電を行う制御部を設けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１６２１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
空調装置は電動車内でも比較的消費電力が大きい機器ではあるが、空調装置のみの電力消費でバッテリを完全放電させるまでにはある程度の時間が必要となる。例えば顧客が販売店にメンテナンスで立ち寄る場合などには待ち時間はなるべく短くするのが好ましいが、放電に時間がかかることにより作業時間が長くなってしまうという課題がある。また、販売店で車両を預かってメンテナンスする場合にも、完全放電までの所要時間は短い方が効率的である。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、メンテナンス等のためにバッテリの完全放電を行う際に、完全放電までの所要時間を短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかるハイブリッド車両は、エンジンと、前記エンジンにより駆動され発電を行うジェネレータと、前記ジェネレータに接続され電力の授受を行うバッテリと、を備えるハイブリッド車両であって、前記ハイブリッド車両の停車中に前記バッテリの完全放電指示があった場合、前記バッテリに蓄電された電力を用いて前記ジェネレータを回転駆動させて前記エンジンに回転駆動力を伝達するジェネレータ制御部を備えることを特徴とする。
請求項２の発明にかかるハイブリッド車両は、前記エンジンは、クラッチを介して前記駆動輪と接続され、前記クラッチの締結時に前記駆動輪を駆動可能であり、前記完全放電の指示があった際に前記クラッチの締結を解除するクラッチ制御部を更に備え、前記ジェネレータ制御部は、前記クラッチ制御部により前記クラッチの締結が解除された後に前記ジェネレータの回転駆動を開始する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかるハイブリッド車両は、前記完全放電指示があった場合に、前記エンジンから伸びる排気管の流路面積を減少させて前記エンジンの回転抵抗を増加させる排気ブレーキ制御部を更に備えることを特徴とする。
請求項４の発明にかかるハイブリッド車両は、前記バッテリ内の電力を用いて車室内を空調する空調装置を更に備え、前記完全放電指示があった場合に前記空調装置を作動させる空調制御部を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、バッテリに蓄電された電力を用いてジェネレータを回転駆動させることによりバッテリ内の電力を消費（放電）する。ジェネレータは空調装置と比較して消費電力が多いので、従来技術のように空調装置を用いて放電を行う場合と比較して、短時間で完全放電を完了させることができる。
請求項２の発明によれば、エンジンと駆動輪との接続を断接するクラッチの締結を解除してからジェネレータの回転駆動を開始するので、ジェネレータの駆動によるエンジンの回転が駆動輪に伝達されることなく、車両姿勢を安定した状態で放電を行うことができる。
請求項３の発明によれば、エンジンからの排気管の流路面積を増加させてエンジンの回転負荷を増加させるので、ジェネレータを高負荷運転させることができ、より短時間で完全放電を完了させることができる。
請求項４の発明によれば、ジェネレータとともに空調装置を作動させるので、ジェネレータのみを作動させる場合と比較して、より短時間で完全放電を完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態にかかるハイブリッド車両１０の構成を示す説明図である。
【図２】ハイブリッド車両１０とメンテナンス制御装置４０との接続態様の一例を示す図である。
【図３】車両制御装置３０の完全放電処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるハイブリッド車両の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１は、実施の形態にかかるハイブリッド車両１０の構成を示す説明図である。
ハイブリッド車両１０は、駆動源としてのエンジン１２および走行用モータ１４を搭載したシリーズ・パラレル併用方式のＦＦ（前輪駆動）ハイブリッド車両である。
エンジン１２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、走行用モータ１４は、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼ね備えた交流電動発電機（モータジェネレータ）であり、駆動輪１６（車輪）へ動力を伝達する。
一方、エンジン１２は、駆動輪１６への動力伝達経路にクラッチ１８を介して接続される。これらのエンジン１２および走行用モータ１４は、駆動輪１６の動力伝達経路上において、駆動輪１６に対して並列に接続される。
【０００９】
エンジン１２および走行用モータ１４と駆動輪１６との間には、トランスアクスル２０が介装される。トランスアクスル２０は、ディファレンシャルギア（差動装置）やファイナルドライブ（終減速機）を含む動力伝達装置であり、二つの駆動源と駆動輪１６との間の動力伝達を担う複数の機構を内蔵する。本実施形態のトランスアクスル２０は、変速機構を内部に持たない固定ギア比方式の減速装置である。
【００１０】
トランスアクスル２０の内部に形成される動力伝達経路に関して、走行用モータ１４と駆動輪１６との間の動力伝達経路には、所定の減速比で走行用モータ１４の回転速度を減速するギア機構が介装される。
一方、エンジン１２と駆動輪１６との間の動力伝達経路には、所定の減速比でエンジン１２の回転速度を減速するギア機構に加えて、クラッチ１８が介装される。クラッチ１８の断接状態を制御することで、エンジン１２が動力伝達経路に接続され、あるいは動力伝達経路から遮断される。
【００１１】
また、エンジン１２とクラッチ１８との間の動力伝達経路には、ジェネレータ２２が接続される。ジェネレータ２２は、エンジン１２の駆動力を利用して発電する発電機としての機能と、駆動輪１６に駆動力を伝達する電動機としての機能とを兼ね備えた交流電動発電機（モータジェネレータ）である。
【００１２】
走行用モータ１４およびジェネレータ２２のそれぞれは、インバータ２４を介して走行用のバッテリ２６に接続される。インバータ２４は、電流の直流交流変換を実施し、インバータ２４よりもバッテリ２６側で授受される電流は直流電流、インバータ２４よりも走行用モータ１４およびジェネレータ２２側で授受される電流は交流電流となるようにする。
また、走行用モータ１４およびジェネレータ２２の回転速度は、供給される電流の交流周波数に比例する。インバータ２４の動作を制御することで、走行用モータ１４およびジェネレータ２２に供給される電流量や電圧、交流周波数等がコントロールされ、それぞれの回転速度や出力トルクが調節される。
【００１３】
空調装置２８は、バッテリ２６内の電力を用いて駆動し、ハイブリッド車両１０の車室内を空調する。より詳細には、空調装置２８は、ヒータやブロアファン、コンプレッサー等を含んで構成され、搭乗者による温度や湿度の設定に合わせて空気の状態を調製する。空調装置２８で調製された空気は、車室内各部に設けられた吹き出し口から車室内へと供給される。
【００１４】
車両制御装置３０は、ハイブリッド車両１０に搭載される各種装置の動作を総合的に管理する電子制御装置（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）であり、図示しない車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。車両制御装置３０には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のマイクロプロセッサや、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、補助記憶装置、インターフェイス装置等が内蔵される。
図１に示すように、エンジン１２、走行用モータ１４、クラッチ１８、ジェネレータ２２、インバータ２４、バッテリ２６、空調装置２８のそれぞれの作動状態は、車両制御装置３０によって制御される。なお、単一の車両制御装置３０を設ける代わりに、制御対象毎に車両制御装置３０の機能を分離して複数の制御装置（例えば、エンジンＥＣＵ、モータＥＣＵ、バッテリＥＣＵなど）を設けてもよい。
【００１５】
本実施形態では、車両制御装置３０で実施される各種制御のうち、主にメンテナンス時等にバッテリ２６を完全放電させる完全放電制御について説明する。
バッテリ２６の完全放電は、例えば以下のような場合に実施する。
１．バッテリＥＣＵ交換時
バッテリＥＣＵ（上記車両制御装置３０またはバッテリ２６専用の制御部等、バッテリ２６を制御する制御部）が故障等した場合、新たなバッテリＥＣＵへと交換することになるが、新たなバッテリＥＣＵではバッテリ２６の電池容量情報（劣化状態）を把握していない。このため、一度完全放電を行ってから充電を行い、電池容量を測定して新たなバッテリＥＣＵに電池容量情報を記憶させる。
２．中古販売価格設定時
バッテリ２６は使用をくり返すことにより性能低下していくことが知られているが、ハイブリッド車両が中古車として販売される際に、バッテリ２６の性能低下度合いが販売価格に反映される場合がある。この場合、一度完全放電を行ってから充電を行い、電池容量を測定してバッテリ２６の性能低下度合いを判定する。
３．ＥＶ走行可能距離の推定精度を向上させたい時
ハイブリッド車両１０では、バッテリ２６の容量やＳＯＣに基づいてＥＶ走行可能距離を推定する。ここで、バッテリＥＣＵではバッテリ２６に入出力される電流や電池電圧などを常時測定し、電池容量情報を算出しているが、時間の経過とともにこれらの積算値は誤差が大きくなっていき、ＳＯＣが正しく算出できず、走行可能距離の推定精度が低くなる場合がある。このような場合も、一度完全放電を行ってから充電を行い、電池容量を測定してバッテリ２６のＳＯＣが正しく検出できるようにする。
４．バッテリリフレッシュ時
バッテリ２６を完全放電してから再度充電することにより、バッテリ２６の電極が活性化され、バッテリ容量の低下を防止できることが知られている。
【００１６】
バッテリ２６の完全放電を行う際には、車両制御装置３０にメンテナンス制御装置４０を接続する。メンテナンス制御装置４０は、ハイブリッド車両１０の販売店等に設けられており、メンテナンスに必要な各種作業を行う際に用いる。
メンテナンス制御装置４０は、図２に示すようにハイブリッド車両１０のステアリングホイール１０２の下部に設けられた接続口１０４に、ケーブル１０６を介して接続する。接続口１０４と車両制御装置３０との間は信号線で接続されており、車両制御装置３０とメンテナンス制御装置４０とが接続される。
メンテナンス制御装置４０の筐体にはディスプレイ４２や操作ボタン４４が設けられており、作業担当者は、ディスプレイ４２や操作ボタン４４を用いて所望の作業（完全放電指示など）を実施する。
【００１７】
車両制御装置３０は、完全放電制御を実施するための構成として、ジェネレータ制御部３０２、クラッチ制御部３０４、排気ブレーキ制御部３０６、空調制御部３０８を備える。これらの各要素は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ＲＯＭや補助記憶装置に記録、保存されるソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。
【００１８】
ジェネレータ制御部３０２は、ハイブリッド車両１０の停車中にバッテリ２６の完全放電指示があった場合、バッテリ２６に蓄電された電力を用いてジェネレータ２２を回転駆動させてエンジン１２に回転駆動力を伝達する。
上述のように、ジェネレータ２２はインバータ２４を介してバッテリ２６に接続されており、バッテリ２６の電力を用いて駆動する電動機として機能する。また、ジェネレータ２２は動力伝達経路を介してエンジン１２と接続されており、エンジン１２が自立回転していない状態でジェネレータ２２を駆動すると、ジェネレータ２２の回転駆動力がエンジン１２に伝達され、エンジン１２が空回りする。すなわち、エンジン１２を負荷としてジェネレータ２２を駆動させて、バッテリ２６に蓄積された電力を消費することができる。
【００１９】
バッテリ２６の完全放電指示は、メンテナンス制御装置４０を介して入力される。すなわち、販売店の作業担当者がメンテナンス制御装置４０をハイブリッド車両１０に接続し、メンテナンス制御装置４０を操作して完全放電を指示する。
なお、完全放電指示を、メンテナンス制御装置４０を用いずに、直接車両制御装置３０へと行えるようにしてもよい。例えば、ハイブリッド車両１０の車内に設けられたディスプレイから管理画面（パスワード等を設定し、一般ユーザがアクセスできないようにしてもよい）を立ち上げて、この管理画面から完全放電指示を行えるようにしてもよい。
【００２０】
また、バッテリ２６の完全放電を停車中に行うのは、一般にメンテナンスは車両を停車した状態で行うことが安全上望ましいためである。本実施の形態における完全放電は車両の停車中に実施するため、例えばバッテリ２６の満充電時に回生を実施したい場合にバッテリ２６を強制放電する制御とは区別される。なお、当然ながら本実施の形態における完全放電制御時には、走行用モータ１４は駆動停止されている。
【００２１】
クラッチ制御部３０４は、完全放電の指示があった際にクラッチ１８の締結を解除する。
上述のように、エンジン１２は、クラッチ１８を介して駆動輪１６と接続され、クラッチ１８の締結時に駆動輪１６を駆動可能であるため、クラッチ１８を締結した状態でエンジン１２を空回しすると駆動輪１６が回転してしまう。これを避けるため、クラッチ制御部３０４は、完全放電の指示があるとクラッチ１８の締結を解除して、ジェネレータ制御部３０２は、クラッチ制御部３０４によりクラッチ１８の締結が解除された後にジェネレータ２２の回転駆動を開始する。なお、ＭＴ車においては、クラッチが締結した状態であっても、ギヤがニュートラルの状態（クラッチペダルを離してシフトレバーをニュートラルにしているような状態）においてはジェネレータの動力を駆動輪から切り離せるため、停車状態で（駆動輪を回転させずに）にジェネレータを回転駆動させることが可能である。
【００２２】
排気ブレーキ制御部３０６は、完全放電指示があった場合に、エンジン１２から伸びる排気管（図示なし）の流路面積を減少させてエンジン１２の回転抵抗を増加させる。すなわち、排気ブレーキとは、排気管にその流路面積を制限するバルブを設けて排気抵抗（排気圧力）を増やすことでエンジン１２の回転抵抗を増やし、エンジンブレーキの作用を強化するディーゼルエンジン特有の機構であるが、この機構を用いてジェネレータ２２により大きい負荷をかけることを可能とし、バッテリ２６の放電完了までの所要時間を短くすることができる。
【００２３】
空調制御部３０８は、完全放電指示があった場合に空調装置２８を作動させる。空調装置２８は、ハイブリッド車両１０内の電装機器の中でも消費電力が大きく、また車両の走行には関連しないため車両を停止した状態で作動可能である。よって、ジェネレータ２２とともに空調装置２８を作動させることによって、より短時間にバッテリ２６の完全放電を完了させることができる。
【００２４】
図３は、車両制御装置３０の完全放電処理を示すフローチャートである。
車両制御装置３０にメンテナンス制御装置４０が接続され、メンテナンス制御装置４０を介して作業担当者からバッテリ２６の完全放電指示が入力されると（ステップＳ３００）、車両制御装置３０は、ハイブリッド車両１０のシフトがＰレンジまたはＮレンジにあるか否かを判断する（ステップＳ３０２）。これは、ＤレンジやＲレンジなど、車両が走行可能なレンジでジェネレータ２２およびエンジン１２を駆動するのは安全上好ましくないためである。
シフトがＰレンジまたはＮレンジにある場合には（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、そのままステップＳ３０６に以降する。また、シフトがＰレンジまたはＮレンジ以外にある場合には（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、シフトをＰレンジまたはＮレンジにするよう作業担当者に報知する（ステップＳ３０４）。
【００２５】
つぎに、クラッチ制御部３０４は、クラッチ１８が締結（クラッチ閉）されているか否かを判断し（ステップＳ３０６）、クラッチ１８が締結されている場合は（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、クラッチ１８を開放する（ステップＳ３０８）。また、クラッチ１８が開放されている場合は（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、そのままステップＳ３１０に移行する。
つづいて、車両制御装置３０は、エンジン１２で燃料噴射を行わないように制御するとともに（ステップＳ３１０：燃料無噴射指示）、排気ブレーキ制御部３０６は、エンジン１２から伸びる排気管のバルブ開度を制御して流路面積を減少させて、排気ブレーキ時と同様の状態とする（ステップＳ３１２：排気ブレーキ作動指示）。
その後、ジェネレータ制御部３０２は、ジェネレータ２２の回転駆動を開始させる（ステップＳ３１４：ジェネレータ駆動指示）。
車両制御装置３０は、バッテリ２６のＳＯＣを監視し、ＳＯＣが０％、すなわち完全放電が完了するまでは（ステップＳ３１６：Ｎｏ）、ステップＳ３１４に戻り、ジェネレータ２２の回転駆動を継続する。
そして、ＳＯＣが０％となると（ステップＳ３１６：Ｙｅｓ）、ジェネレータ２２の回転駆動を停止させ（ステップＳ３１８：ジェネレータ停止指示）、本フローチャートによる処理を終了する。
【００２６】
以上説明したように、実施の形態にかかるハイブリッド車両１０によれば、バッテリ２６に蓄電された電力を用いてジェネレータ２２を回転駆動させることによりバッテリ２６内の電力を消費（放電）する。ジェネレータ２２は空調装置２８と比較して消費電力が多いので、従来技術のように空調装置２８のみを用いて放電を行う場合と比較して、短時間で完全放電を完了させることができる。
また、ハイブリッド車両１０は、エンジン１２と駆動輪１６との接続を断接するクラッチ１８の締結を解除してからジェネレータ２２の回転駆動を開始するので、ジェネレータ２２の駆動によるエンジン１２の回転が駆動輪に伝達されることなく、車両姿勢を安定した状態で放電を行うことができる。
また、ハイブリッド車両１０は、エンジン１２からの排気管の流路面積を増加させてエンジン１２の回転負荷を増加させるので、ジェネレータ２２を高負荷運転させることができ、より短時間で完全放電を完了させることができる。
また、ハイブリッド車両１０は、ジェネレータ２２とともに空調装置を２８作動させるので、ジェネレータ２２のみを作動させる場合と比較して、より短時間で完全放電を完了させることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１０……ハイブリッド車両、１２……エンジン、１４……走行用モータ、１６……駆動輪、１８……クラッチ、２０……トランスアクスル、２２……ジェネレータ、２４……インバータ、２６……バッテリ、２８……空調装置、３０……車両制御装置、３０２……ジェネレータ制御部、３０４……クラッチ制御部、３０６……排気ブレーキ制御部、３０８……空調制御部、４０……メンテナンス制御装置。
【図１】
2018016127.tif 000003
【図２】
2018016127.tif 000004
【図３】
2018016127.tif 000005