(57)【要約】【課題】車両の燃費を悪化させることなく、その走行性能を向上することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供する。【解決手段】キャパシタ１３をバッテリー８と並列に配置するとともに、それらのキャパシタ１３及びバッテリー８を切替スイッチ１４を介してインバータ７に接続して、ＨＥＶ１Ａへの要求負荷が予め設定された高負荷領域にあるときは、切替スイッチ１４によりインバータ７とキャパシタ１３とを接続して、キャパシタ１３から供給される電力で電動発電機６を駆動する一方で、その要求負荷が予め設定された低負荷領域にあるときは、切替スイッチ１４によりインバータ７とバッテリー８とを接続して、バッテリー８から供給される電力で電動発電機６を駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーにインバータを介して接続する電動発電機及びエンジンを有するハイブリッドシステムと、前記ハイブリッドシステムを制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両において、
キャパシタを前記バッテリーと並列になるように切替スイッチを介して前記インバータに接続し、
前記制御手段は、
前記ハイブリッド電動車両の運転に必要な負荷が予め設定された高負荷領域にあるときは、前記切替スイッチを制御して前記インバータと前記キャパシタとを接続することで、該キャパシタを前記電動発電機の電源とし、
前記ハイブリッド電動車両の運転に必要な負荷が予め設定された低負荷領域にあるときは、前記切替スイッチを制御して前記インバータと前記バッテリーとを接続することで、該バッテリーを前記電動発電機の電源とすることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ハイブリッド電動車両の運転に必要な負荷が予め設定された回生領域にあるときは、前記切替スイッチを制御して前記インバータと前記キャパシタとを接続することで該キャパシタを充電し、該キャパシタが満充電となった後に前記インバータと前記バッテリーとを接続することで該バッテリーを充電する請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
バッテリーにインバータを介して接続する電動発電機及びエンジンを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
キャパシタを前記バッテリーと並列になるように切替スイッチを介して前記インバータに接続し、
前記ハイブリッド電動車両の運転に必要な負荷が予め設定された高負荷領域にあるときは、前記インバータと前記キャパシタとの接続に切り替えて、前記電動発電機を該キャパシタから供給される電力で駆動し、
前記ハイブリッド電動車両の運転に必要な負荷が予め設定された低負荷領域にあるときは、前記インバータと前記バッテリーとの接続に切り替えて、前記電動発電機を該バッテリーから供給される電力で駆動することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両及びその制御方法に関し、更に詳しくは、車両の燃費を悪化させることなく、走行性能を向上することができるハイブリッド車両及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、燃費向上と環境対策などの観点から、エンジン及び電動発電機を有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両（以下、「ＨＥＶ」という。）が注目されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このＨＥＶにおいては、エンジンが発生する駆動力の一部をバッテリーを電源とする電動発電機で代替する一方で、制動時の回生エネルギーを電動発電機により電力に変換してバッテリーに蓄電することが行われている。そのため、ＨＥＶの走行性能を向上させるには、バッテリーの高出力化及び大容量化が必要となる。
【０００４】
しかしながら、バッテリーを高出力化及び大容量化するために、バッテリーを構成するセルを多数増設すると、バッテリーが大型化及び高重量化するため、ＨＥＶの燃費が悪化してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、車両の燃費を悪化させることなく、その走行性能を向上することができるハイブリッド車両及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、バッテリーにインバータを介して接続する電動発電機及びエンジンを有するハイブリッドシステムと、前記ハイブリッドシステムを制御する制御手段とを備えたハイブリッド車両において、キャパシタを前記バッテリーと並列になるように切替スイッチを介して前記インバータに接続し、前記制御手段は、前記ハイブリッド電動車両の運転に必要な負荷が予め設定された高負荷領域にあるときは、前記切替スイッチを制御して前記インバータと前記キャパシタとを接続することで、該キャパシタを前記電動発電機の電源とし、前記ハイブリッド電動車両の運転に必要な負荷が予め設定された低負荷領域にあるときは、前記切替スイッチを制御して前記インバータと前記バッテリーとを接続することで、該バッテリーを前記電動発電機の電源とすることを特徴とするものである。
【０００８】
上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両の制御方法は、バッテリーにインバータを介して接続する電動発電機及びエンジンを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、キャパシタを前記バッテリーと並列になるように切替スイッチを介して前記インバータに接続し、前記ハイブリッド電動車両の運転に必要な負荷が予め設定された高負荷領域にあるときは、前記インバータと前記キャパシタとの接続に切り替えて、前記電動発電機を該キャパシタから供給される電力で駆動し、前記ハイブリッド電動車両の運転に必要な負荷が予め設定された低負荷領域にあるときは、前記インバータと前記バッテリーとの接続に切り替えて、前記電動発電機を該バッテリーから供給される電力で駆動することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のハイブリッド車両及びその制御方法によれば、ハイブリッド車両への要求負荷が予め設定された高負荷領域にあるときは、キャパシタからバッテリーに比べて高出力かつ短時間で電動発電機に電力が供給される一方で、その要求負荷が予め設定された低負荷領域にあるときは、従来のバッテリーから電動発電機に電力が供給されるようにしたので、ハイブリッド車両の燃費を悪化させることなく、その走行性能を向上させることができる
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態からなるハイブリッド車両の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態からなるハイブリッド車両の制御方法を説明するフロー図である。
【図３】ハイブリッド車両の運転領域の区分の例を模式的に示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施の形態からなるハイブリッド車両の構成図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態からなるハイブリッド車両の制御方法を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。このハイブリッド車両（以下、「ＨＥＶ」という。）１Ａは、左右一対の駆動輪２、２に駆動力を伝達する出力軸３に、変速機４を介して連結するエンジン５及び電動発電機６と、その電動発電機６にインバータ７を通じて電気的に接続するバッテリー８とを有するハイブリッドシステム９を備えている。変速機４とエンジン５との間には、湿式多板クラッチ１０及び流体継手１１が順に設けられている。また、変速機４と電動発電機６との間には、駆動力を断接するモータ用クラッチ１２が介設されている。
【００１３】
そして、インバータ７には、バッテリー８と並列に配置されたキャパシタ１３が切替スイッチ１４を介して接続されている。キャパシタ１３は、バッテリー８に比べて容量は小さいが、出力が高くかつ充放電にかかる時間が短いという特性を有している。
【００１４】
また、切替スイッチ１４としては、インバータ７に接続する接点ｃを共通接点とする２回路２接点（ＯＮ−ＯＮ）タイプの回路スイッチが用いられる。なお、図１では、接点ｃとバッテリー８側の端子とが接続した状態を示している。
【００１５】
上記のハイブリッドシステム９及び切替スイッチ１４は、制御手段であるＥＣＵ１５に信号線（一点鎖線で示す）を通じて接続している。
【００１６】
このようなＨＥＶ１ＡにおけるＥＣＵ１５による制御方法の実施形態を、図２に基づいて以下に説明する。
【００１７】
ＥＣＵ１５は、ＨＥＶ１Ａの運転時において、ＨＥＶ１Ａに要求されている運転に必要な負荷（以下、「要求負荷」という。）の程度をマップを参照して確認する（Ｓ１０）。このマップとして、ディーゼルエンジン５のエンジン回転数とエンジントルクとをパラメータとして、ＨＥＶ１Ａの運転領域を模式的に区分したものを図３に例示する。この図３における高負荷領域は、ＨＥＶ１Ａの発進時や急加速時などのアクセルを大きく踏み込む場合が該当する。また、低負荷領域は、ＨＥＶ１Ａの緩やかな加速時などのアクセルをわずかに踏む込む場合が該当する。更に、回生領域は、ＨＥＶ１Ａの制動時などが該当する。
【００１８】
ＨＥＶ１Ａへの要求負荷が高負荷領域にある場合には、切替スイッチ１４をキャパシタ１３側へ切り替えて（Ｓ１２）、キャパシタ１３を電源として電動発電機６を回転駆動し、かつモータ用クラッチ１２を接続することで（Ｓ１６）、ディーゼルエンジン５の駆動力の一部を電動発電機６の駆動力でアシストする（Ｓ１８）。
【００１９】
一方で、ＨＥＶ１Ａへの要求負荷が低負荷領域にある場合には、切替スイッチ１４をバッテリー８側へ切り替えて（Ｓ１４）、バッテリー８を電源として電動発電機６を回転駆動し、かつモータ用クラッチ１２を接続することで（Ｓ１６）、ディーゼルエンジン５の駆動力の一部を電動発電機６の駆動力でアシストする（Ｓ１８）。
【００２０】
このようにすることで、ＨＥＶ１Ａの発進時や急加速時などにおいては、キャパシタ１３から高出力かつ短時間で電動発電機６に電力が供給される一方で、緩やかな加速時などにおいては、バッテリー８から電動発電機６に電力が供給されることになる。
【００２１】
そのため、従来のバッテリー８を容量型に特化してハイブリッドシステム９の電源を大容量化しつつ、キャパシタ１３により電源を高出力化することができるので、ＨＥＶ１Ａの燃費を悪化させることなく、その走行性能を向上させることができるのである。
【００２２】
また、一般にバッテリー８のセルを多数増設するよりも低コストでキャパシタ１３及び切替スイッチ１４を設置できるため、ＨＥＶ１Ａの製造コストの増加を抑制することもできる。
【００２３】
図４は、本発明の第２の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。なお、図１と同じ箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２４】
このＨＥＶ１Ｂは、バッテリー８及びキャパシタ１３に、充電状態を測定する電圧センサ１６、１７をそれぞれ設置して、信号線を通じてＥＣＵ１５に接続したものである。
【００２５】
このようなＨＥＶ１ＢにおけるＥＣＵ１５による制御方法の実施形態を、図５に基づいて以下に説明する。なお、図２と同じ制御内容には同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。
【００２６】
ＥＣＵ１５は、ＨＥＶ１Ｂの運転時において、ＨＥＶ１Ｂへの要求負荷の程度をマップを参照して確認し（Ｓ１０）、その要求負荷が回生領域（例えば、図３を参照）にある場合には、切替スイッチ１４をキャパシタ１３側へ切り替える（Ｓ２０）とともに、モータ用クラッチ１２を接続することで（Ｓ２２）、電動発電機６が発電した電力をキャパシタ１３に充電する（Ｓ２４）。
【００２７】
そして、電圧センサ１６によりキャパシタ１３が満充電となったことを検知した（Ｓ２６）ときには、切替スイッチ１４をバッテリー８側へ切り替えて（Ｓ２８）、電動発電機６が発電した電力をバッテリー８に充電する（Ｓ３０）。このバッテリー８への充電は、電圧センサ１７により定格最大容量まで充電されたことを検知したときに停止する（Ｓ３２）。
【００２８】
このようにすることで、ＨＥＶ１Ｂの制動時などにおいて、制動初期に発電される比較的大きな電力は、従来よりも短時間でキャパシタ１３により蓄電される一方で、その後に発電される比較的小さな電力は、通常のバッテリー８により蓄電されるので、バッテリー８への負荷が減少するため、バッテリー８の寿命を延長することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１Ａ、１Ｂ  ＨＥＶ
５  ディーゼルエンジン
６  電動発電機
７  インバータ
８  バッテリー
９  ハイブリッドシステム
１３  キャパシタ
１４  切替スイッチ
１５  ＥＣＵ
１６、１７  電圧センサ
【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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