(57)【要約】【課題】ハイブリッド車に於いて、車輌の駆動要求に対する応答性は電動駆動の方が機関駆動より高いが、電動駆動の応答性は蓄電器の充電度の低下とともに低下する。これに対処し、電動駆動の応答性を生かしつつ蓄電器充電度の低下による車輌の駆動力低下を抑える。【解決手段】ハイブリッド車に於いて、内燃機関に補助電動機によっても駆動される過給機を設け、車輌の駆動に求められる動力の大きさと蓄電器の充電状態とに基づいて過給機を補助電動機により駆動する度合を制御する。【選択図】　　図２
2004076687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と主電動機と蓄電器とを備え、前記内燃機関が発生する動力と前記主電動機が前記蓄電器より供給される電流によって発生する動力とにより駆動されるよう構成されたハイブリッド車にして、前記内燃機関は排気の他に補助電動機によっても駆動される過給機を備えており、前記過給機を前記補助電動機により駆動する度合を車輌の駆動に求められる動力の大きさと前記蓄電器の充電状態とに基づいて制御する補助電動機制御手段を有することを特徴とするハイブリッド車。
【請求項２】
前記蓄電器の充電状態が比較的良好な第一の充電状態にあるときには、車輌の駆動に要求される或る所定値の動力を或る第一の分配比にて前記内燃機関と前記主電動機とに分担させ、前記蓄電器の充電状態が前記第一の充電状態に比して劣る或る第二の充電状態にあるときには、前記補助電動機により過給率を高めて前記内燃機関が発生する動力を増大させ、前記第一の分配比の場合より前記内燃機関の動力分担比が大きくなる第二の分配比にて同じ所要動力を前記内燃機関と前記主電動機とに分担させるよう、前記蓄電器の充電状態に応じて前記内燃機関と前記主電動機とに分担させる動力の分配比を修正する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車。
【請求項３】
前記蓄電器の充電状態に対応して前記主電動機により発生させる動力の最大値を定めておき、前記主電動機に求められる動力がその時の前記蓄電器の充電状態に対応する前記発生動力最大値を越えるとき、その差分を前記内燃機関により賄うべくその出力を高めるよう前記補助電動機を作動させる手段を有することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車。
【請求項４】
前記補助電動機は前記蓄電器より供給される電流により作動されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車。
【請求項５】
前記補助電動機は前記蓄電器とは別に設けられた補助蓄電器より供給される電流により作動されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車。
【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車に係り、特にその内燃機関が過給機を備え、該過給機が電動機によっても駆動されるようになっているハイブリッド車に関する改良に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関による駆動と電動機による駆動とを織り交ぜて車輌駆動を行うハイブリッド車は、大気汚染と地球温暖化の問題に対処する車輌として注目されている。ハイブリッド車については種々の観点からのその性能の向上を図る発明がなされているが、バッテリの充電度（ＳＯＣ）との関係については、例えば特開２０００−３２４６１５に高速定常走行時に於けるバッテリの過充電を防止すべく、ハイブリッド車の高速定常走行時にバッテリの充電度が所定値を越えたときにはシステムメインリレーをオフとし、バッテリとモータＭＧ１、ＭＧ２の駆動回路を遮断し、その上でモータＭＧ１のモータリング回転数を所定数だけ増大させることでモータＭＧ１の消費電力を大きくし、モータＭＧ２で発生した電力がモータＭＧ１で十分に消費されるようにし、またモータＭＧ１の回転数を増大させる処理を繰り返すことでモータＭＧ２の逆起電圧をバッテリの電圧とほぼ同じにし、アシスト要求があったときモータＭＧ１による内燃機関へのトルクアシストを時間遅れなくスムーズに行うことを可能にする如き発明が提案されている。
【０００３】
一方、内燃機関の排気により吸気を加圧する過給機に電動機または電動発電機を組み込むことが、例えば特開平１１−１８２２５６或いは特開２０００−４５８１２に記載されている通り知られている。特に特開２０００−４５８１２に於いては、エンジンの燃費効率を高めるべく発電電動機を組み込んだ過給機を備えた内燃機関に於いて、内燃機関に要求される等出力特性上、システムとして最も燃費の良い回転数を選択し、その回転数から要求トルクを決定し、選択された回転数を維持するように車速との関係から変速機の変速比を求め、要求トルクとなるように過給機の電動発電機を発電機または電動機として切り換え、かつその容量を制御することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ハイブリッド車に於いては、車輌の運転状態と蓄電器の充電状態とに応じて内燃機関の作動と電動発電機の作動とが種々の組合せにて行われるが、車輌の急加速時や急な登坂開始時の如く車輌の動力要求が急増した場合、それに対する応答の速さや繊細さの点で電動出力の増大によって対応するのが有利である。
【０００５】
しかし、そのような制御設定がなされたままであると、蓄電器の充電度（ＳＯＣ）が低下しているとき電動駆動力の増大が得にくくなり、車輌の加速性能や登坂性能に問題が生ずる。
【０００６】
本発明は、上記の問題に着目し、この点に於いてハイブリッド車を更に改良することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、内燃機関と主電動機と蓄電器とを備え、前記内燃機関が発生する動力と前記主電動機が前記蓄電器より供給される電流によって発生する動力とにより駆動されるよう構成されたハイブリッド車にして、前記内燃機関は排気の他に補助電動機によっても駆動される過給機を備えており、前記過給機を前記補助電動機により駆動する度合を車輌の駆動に求められる動力の大きさと前記蓄電器の充電状態とに基づいて制御する補助電動機制御手段を有することを特徴とするハイブリッド車を提案するものである。
【０００８】
上記の如きハイブリッド車は、前記蓄電器の充電状態が比較的良好な第一の充電状態にあるときには、車輌の駆動に要求される或る所定値の動力を或る第一の分配比にて前記内燃機関と前記主電動機とに分担させ、前記蓄電器の充電状態が前記第一の充電状態に比して劣る或る第二の充電状態にあるときには、前記補助電動機により過給率を高めて前記内燃機関が発生する動力を増大させ、前記第一の分配比の場合より前記内燃機関の動力分担比が大きくなる第二の分配比にて同じ所要動力を前記内燃機関と前記主電動機とに分担させるよう、前記蓄電器の充電状態に応じて前記内燃機関と前記主電動機とに分担させる動力の分配比を修正する手段を有していてよい。
【０００９】
或いはまた、上記の如きハイブリッド車は、前記蓄電器の充電状態に対応して前記主電動機により発生させる動力の最大値を定めておき、前記主電動機に求められる動力がその時の前記蓄電器の充電状態に対応する前記発生動力最大値を越えるとき、その差分を前記内燃機関により賄うよう前記補助電動機を作動させる手段を有していてよい。
【００１０】
上記いずれの場合にも前記補助電動機は前記蓄電器より供給される電流により作動されても、或いは前記蓄電器とは別に設けられた補助蓄電器より供給される電流により作動されるようになっていてもよい。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
上記の如く内燃機関と主電動機と蓄電器とを備え、内燃機関が発生する動力と主電動機が蓄電器より供給される電流によって発生する動力とにより駆動されるよう構成されたハイブリッド車に於いて、内燃機関が排気の他に補助電動機によっても駆動される過給機を備えているとき、過給機を補助電動機により駆動する度合を車輌の駆動に求められる動力の大きさと蓄電器の充電状態とに基づいて制御する補助電動機制御手段が設けられていれば、車輌の要求駆動力が急増したとき、蓄電器の充電状態が良好であれば蓄電器の電流により電動機を作動させ或は作動中のその出力を増大させることによりそれに対処し、蓄電器の充電状態があまり良くなければ補助電動機を作動させて内燃機関の過給率を高めることにより機関出力の急増を図るよう、蓄電器の充電状態に応じてハイブリッド車の出力制御を最適化することができる。
【００１２】
その場合に、蓄電器の充電状態が比較的良好な第一の充電状態にあるときには、車輌の駆動に要求される或る所定値の動力を或る第一の分配比にて内燃機関と主電動機とに分担させ、蓄電器の充電状態が前記第一の充電状態に比して劣る或る第二の充電状態にあるときには、補助電動機により過給率を高めて内燃機関が発生する動力を増大させ、前記第一の分配比の場合より内燃機関の動力分担比が大きくなる第二の分配比にて同じ所要動力を内燃機関と主電動機とに分担させるよう、蓄電器の充電状態に応じて内燃機関と主電動機とに分担させる動力の分配比を修正するようになっていれば、車輌の急加速時や登坂開始時に於ける車輌の駆動性能が改善されるだけでなく、機関駆動と電動駆動とが併用される運転域全体にわたる車輌の駆動性能を蓄電器の充電度により影響されにくいものにすることができる。
【００１３】
また蓄電器の充電状態に対応して主電動機により発生させる動力の最大値を定めておき、主電動機に求められる動力がその時の蓄電器の充電状態に対応する発生動力最大値を越えるとき、その差分を内燃機関により賄うよう補助電動機を作動させるようになっていれば、蓄電器の充電状態が許す限り駆動力増大の要求に対し応答がより速やかな主電動機にて対応し、駆動力増大要求がその時の蓄電器の充電状態により許される電動駆動力の増大範囲を越えたときのみ、内燃機関の過給率増大による機関出力増大により対処するようにすることができる。
【００１４】
以上にいずれの場合にも補助電動機は任意の電源により駆動されてよい。補助電動機が主電動機と同じ蓄電器により駆動されるときには、該蓄電器の充電状態の低下は勿論補助電動機の駆動にも影響はするが、補助電動機による過給機の補助駆動に要する電力は僅かであり、蓄電器の蓄電状態が多少低下しても補助電動機の過給アシスト性能は殆ど影響されない。また主電動機の作動に並行して補助電動機が作動されれば、その分主電動機の出力は低下するが、これは補助電動機による過給アシストによって機関出力が増大することにより打ち消し可能である。また補助電動機に対し別途補助蓄電器が設けられていればこの問題は全く生じない。かかる補助蓄電器は補助電動機が電動発電機として構成されているときには、内燃機関の通常運転時にそれを適宜発電機として作動させることにより充電されてよく、或いはまた主たる蓄電器の充電状態が良好なときこれより適宜電流を与えられることにより充電されてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるハイブリッド車の駆動部の構成を一つの実施例について示す概略図である。図示の実施例に於いては、内燃機関（ＥＮＧ）１０、電動発電機（Ｍ／Ｇ）１２、トランスミッション（ＴＭ）１４、車輪（Ｗ）１６がこの順に直列に接続されている。内燃機関１０はターボ式の過給機１８を備えており、その圧縮機ロータ２０は排気タービン２２により駆動されるとともに電動機２４によっても駆動され得るようになっている。電動発電機１２はインバータ（ＩＮＶ）２６を介して蓄電器（ＢＡＴ）２８と接続されて、電動機２４はインバータ（ＩＮＶ）３０を介して蓄電器２８と接続されている。
【００１６】
インバータ２６および３０は電子制御ユニット３２によりその作動が制御されている。電動発電機１２が電動機として作動すべきときには、インバータ２６は蓄電器２８からの直流電流を交流電流に変換して電動発電機１２へ供給し、電動発電機１２が発電機として作動するときには、インバータ２６は電動発電機１２が発電した交流電流を直流に変換して蓄電器２８へ供給する。また内燃機関の過給を電動機２４によって補助をすべきときには、インバータ３０は蓄電器２８からの直流電流を交流電流に変換して電動機２４へ供給するよう作動する。尚、電動機２４は電動発電機であってもよい。また電動機あるいは電動発電機２４は直流にて作動するものであってもよく、その場合にはインバータ３０に代えて適当な電流制御器が用いられてよい。
【００１７】
電子制御ユニット３２は機関回転数センサ３４より機関回転数に関する信号、車速センサ３６より車速に関する信号、過給機回転数センサ３８より過給機回転数に関する信号、アクセル開度センサ４０よりアクセルペダル４２の踏み込み深さに関する信号をそれぞれ供給されるほか、図には示されていない諸々のセンサやアクチュエータ等よりその他の信号４４を供給され、これら各種の入力信号に基づいて制御演算を行い、内燃機関１０、電動発電機１２、トランスミッション１４、電動機２４の作動を制御し、その一環として本発明によるハイブリッド車としての制御を行う。
【００１８】
図１の実施例に示す構成をに於いては、補助電動機２４は主電動機１２と同じ蓄電器２８からの電流により作動されるようになっているが、これに代えて補助電動機２４に対し別途に補助蓄電器が設けられてもよい。図２にはそのような変更例が示されている。この場合、蓄電器（ＢＡＴｍ）２８は専ら電動発電機１２のために作動し、補助電動機２４は補助蓄電器（ＢＡＴａ）２９よりインバータ３０を経て供給される電流により作動され、またそれが電動発電機として構成されて発電作用を行うときには、インバータ０を経てを補助蓄電器２９を充電するようになっている。また補助蓄電器２９は適宜蓄電器２８よりスイッチ（ＳＷ）３１を経て充電されようになっていてよい。
【００１９】
図３は本発明によるハイブリッド車の一つの実施例をその発明に係る過給機電動制御の観点から示すフローチャートである。ハイブリッド車の駆動構成は図１または図２に示したようなものであってよい。制御が開始されるとステップ１０に於いて、特にアクセルペダル踏み込み量Ｌおよび蓄電器２８の充電度ＳＯＣを含む各種データの読み込みが行われる。
【００２０】
次いでステップ２０に於いて、アクセルペダル踏み込み量Ｌと蓄電器充電度ＳＯＣとに対応して内燃機関１０が受け持つべき動力ＰＥと電動発電機１２が受け持つべき動力ＰＭとが、予め用意された複数のマップの中からそのときの車輌運転状態に対応して選択された図に例示する如きマップによりそれぞれ算出される。ステップ２０のマップ例に於いては、特性線ＰＥはアクセルペダル踏み込み量Ｌに対して内燃機関が受け持つべき機関出力ＰＥを算出する特性線であり、特性線ＰＭのＳＯＣ１００は蓄電器２８の充電度が１００％であるときアクセルペダル踏み込み量Ｌに対して電動発電機１２が受け持つべき電動出力ＰＭを算出する特性線である。電動出力の特性線は蓄電器のＳＯＣが１００％より低下するにつれて図中いくつかの破線にて示す如く同じアクセルペダル踏み込み量に対しても低下するよう設定されている。
【００２１】
この実施例によれば、今例えば蓄電器のＳＯＣが８０％に下がったときには、アクセルペダルがＬ１まで踏み込まれたとき、電動発電機１２が受け持つべき動力をＰＭ８０１の値にとどめ、それにより不足する動力（ＰＭ１００１−ＰＭ８０１）を内燃機関の出力増大にて補うべく、ステップ３０に於いて、図示の如きマップを参照し、Ｌ１とＳＯＣ＝８０％に対応して、過給機アシスト電動機３８へ供給すべき電流ＩＴＡの大きさが求められる。
【００２２】
次いでステップ４０にてその大きさのＩＴＡ電流による電動機３８の駆動が行われ、過給機１８による内燃機関の過給効果を高め、機関出力を増大させて電動発電機１２に於ける出力低下を補う。
【００２３】
図４は本発明によるハイブリッド車の他の一つの実施例をその発明に係る過給機電動制御の観点から示す図３と同様のフローチャートである。ハイブリッド車の駆動構成は図１または図２に示したようなものであってよい。この実施例に於いても制御が開始されると、ステップ１１０に於いて、特にアクセルペダル踏み込み量Ｌおよび蓄電器２８の充電度ＳＯＣを含む各種データの読み込みが行われる。
【００２４】
次いでステップ１２０に於いて、アクセルペダル踏込み量Ｌに対応して内燃機関１０が受け持つべき動力ＰＥと電動発電機１２が受け持つべき動力ＰＭとが予め用意され図に例示された如きマップによりそれぞれ算出される。
【００２５】
次いでステップ１３０に於いて、その時の蓄電器２８の充電度ＳＯＣに基づいて電動発電機１２を電動機として作動させる場合の許容最大出力ＰＭｍａｘが図示の如きマップを参照して算出される。
【００２６】
次いでステップ１４０に於いて、ステップを１３０にて求められた許容最大出力ＰＭｍａｘとステップ１２０にて求められた電動機分担出力ＰＭの差ＰＭｅ＝ＰＭｍａｘ−ＰＭが求められる。
【００２７】
次いでステップ１５０にてＰＭｅが負であるか否かが判断される。答がイエスとときには制御はステップ１６０へ進み、図示の如きマップを参照してＰＭｅの絶対値の大きさに応じて図示の如く増大する過給機アシスト電動機２４に対する駆動電流ＩＴＡの大きさが求められる。ステップ１５０の答がノーであるときには制御はステップ１７０へ進み、ＩＴＡの値は０とされる。
【００２８】
次いでステップ１８０に於いて上に求められたＩＴＡの値に基づいて過給機アシスト電動機２４への通電が行われ、それに相当した機関の出力増大が図られる。
【００２９】
以上に於いては本発明をいくつかの実施例について詳細に説明したが、本発明がこれらの実施例にのみ限られるものではなく、本発明の範囲内にて他に種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるハイブリッド車の駆動構成を一つの実施例について示すブロック図。
【図２】図１に示すハイブリッド車の駆動構成の一部を変更した実施例を示すブロック図。
【図３】本発明によるハイブリッド車に於ける過給機電動制御の一つの実施例を示すフローチャート。
【図４】本発明によるハイブリッド車に於ける過給機電動制御の他の一つの実施例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０…内燃機関
１２…電動発電機
１４…トランスミッション
１６…車輪
１８…過給機
２０…ターボ圧縮機
２２…排気タービン
２４…補助電動機
２６…インバータ
２８、２９…蓄電器
３０…インバータ
３１…スイッチ
３２…電子制御装置
３４…機関回転数センサ
３６…車速センサ
３８…過給機回転数センサ
４０…アクセルペダルセンサ
４２…アクセルペダル
４４…その他の信号
【図１】
2004076687.tif 000003
【図２】
2004076687.tif 000004
【図３】
2004076687.tif 000005
【図４】
2004076687.tif 000006