(57)【要約】【課題】  アイドル・ストップをアイドル・アップに優先させることによりハイブリッド自動車の利点を活かしながらパティキュレート・フィルタ再生に支障を生じさせないハイブリッド制御を実現する。【解決手段】  内燃機関制御回路によるアイドル・アップ実行中にエンジン回転速度を除くアイドル・ストップ条件が整ったときにはオプション装置または空調装置の運転を所定時間停止させる。オプション装置または空調装置の運転停止に伴うエンジン回転速度の低下が検出されたときには内燃機関の運転を停止させる。【選択図】  図１
2005214061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、この内燃機関を制御する内燃機関制御回路と、
電動発電機と、電池と、この電池および前記電動発電機の間を電気的に結合するインバータと、このインバータを制御する電動発電機制御回路と、
前記内燃機関および前記電動発電機の運転を所定の制御手順に基づき制御するハイブリッド制御回路と
を備え、
このハイブリッド制御回路は、エンジン回転速度が閾値以下となる条件を含むアイドル・ストップ条件が整ったときに前記内燃機関の運転を停止させるアイドル・ストップ手段を含み、
前記内燃機関制御回路は、オプション装置または空調装置の運転時またはパティキュレート・フィルタ再生時にはエンジン回転速度を所定値以上に維持するアイドル・アップ手段を含む
ハイブリッド自動車において、
前記ハイブリッド制御回路は、
前記内燃機関制御回路によるアイドル・アップ実行中にエンジン回転速度を除く前記アイドル・ストップ条件が整ったときには前記オプション装置または空調装置の運転を所定時間停止させる手段と、
この停止させる手段による前記オプション装置または空調装置の運転停止に伴うエンジン回転速度の低下が検出されたときには前記内燃機関の運転を停止させる手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項２】
前記停止させる手段は、前記オプション装置または前記空調装置の電源供給を切断する手段を備えた請求項１記載のハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記オプション装置は、冷凍または冷蔵装置である請求項１記載の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、内燃機関による機械動力および電動発電機による電気動力を併用して走行するハイブリッド自動車に利用する。特に、冷凍装置などのオプション装置を搭載したハイブリッド自動車に関し、内燃機関、電動発電機、オプション装置相互間の制御技術に関する。
【０００２】
本発明は、一つの車両に一個の回転機（電動発電機）を装備し、これを電動機または発電機として作用するように、切換え制御する形式のハイブリッド自動車に実施するために開発された装置であるが、電動機および発電機をそれぞれ個別の装置として設ける形式のハイブリッド自動車にも同様に実施することができる。
【背景技術】
【０００３】
ハイブリッド自動車には、電気動力源となる比較的規模の大きい電池が搭載される。これは、単に内燃機関を始動させる、あるいは車両に装備されたランプその他の電気装置に電力を供給するためのものではなく、車両走行用の動力源として電気エネルギを供給するためのものである。
【０００４】
ハイブリッド自動車は、車両が制動状態にあるとき、車軸の回転動力を発電機の回転軸に連結することにより、電気エネルギを生成し、これを前記車両に搭載した電池に充電することができる。電池に充電された電気エネルギは、その後に車両を発進させるとき、あるいは車両を加速走行させるときに、これを電動機に供給し、内燃機関による燃料消費を経済化することができる。
【０００５】
この作用は燃料消費を経済化させるに限らず、車両の発進時、加速時、または登坂時などの内燃機関の出力負荷を小さく抑えることができるから、内燃機関から発生する有害な排ガスの量を小さくすることができる。これは環境浄化にきわめて有効であることが知られている。
【０００６】
ハイブリッド自動車では、発電機としての機能と電動機としての機能とを一つにまとめた部品を備えており、これを電動発電機と呼ぶ。
【０００７】
このような環境浄化に有効なハイブリッド自動車は、バスやトラックなどにも広く利用されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。特に、市街地で宅配業務を行うトラックについては、停車、発進を頻繁に繰り返すことから、発進時の排ガスの量を小さくすることによる環境浄化への効果はきわめて大きい。
【０００８】
トラックは、その用途がさまざまであり、その用途に応じてさまざまなオプション装置が用意されている。その内の一つに、冷凍装置がある。ただし、ここでいう冷凍装置は、冷蔵装置である場合も含むものとし、庫内温度が氷点下ではない場合も含むものとする。
【０００９】
冷凍装置を搭載したトラックは、エンジンの動力を利用して冷媒ガスを圧縮するためのコンプレッサを運転する。冷凍装置が冷却を行っているときには、コンプレッサが動力を必要とするために、エンジンは、車両を動かすための通常の動力に加えて、コンプレッサの動力に相当する動力を発生する必要がある。このために、冷凍装置の制御回路は、内燃機関の制御回路に信号を送り、アイドル・アップを行うように指示する。また、アイドル・アップは、オプション装置の他に、空調装置を運転させる際にも行われる。
【００１０】
さらに、内燃機関がアイドル・アップを行うもう一つの条件がある。それはパティキュレート・フィルタを再生しているときである。パティキュレート・フィルタは排ガス中の粒子状物質を低減させるための装置であり、パティキュレート・フィルタ中に粒子状物質を構成する炭素が蓄積されると、これを燃焼させる処理が行われる。この処理をパティキュレート・フィルタ再生と呼ぶ。このときには、エンジンをアイドル・アップさせ、炭素を燃焼させるために必要な所定量の排ガスをパティキュレート・フィルタ内に送り込む必要がある。
【特許文献１】特開２００１−３５５４３４号公報
【特許文献２】特開平１０−２３８３８１号公報
【特許文献３】特開平６−１７８４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このようなハイブリッド自動車では、内燃機関と電動発電機とを切替制御するためのハイブリッド制御回路を備えている。ハイブリッド制御回路は、エンジン回転速度の条件を含むアイドル・ストップ条件が揃うと内燃機関の運転を停止させる。
【００１２】
例えば、走行中には内燃機関を動作させているが、信号待ちなどで一時停車するときには、内燃機関を停止させる。この状態で、信号が変わり発車するときには、電動発電機の動力によって発車する。そして、再び走行状態に移ると内燃機関を動作させる。これにより発車に伴い発生する大量の排ガスを無くすことができるため、環境浄化にきわめて効果が大きい。
【００１３】
一方、内燃機関のアイドル・アップ制御は、内燃機関制御回路によって司られている。よって、ハイブリッド制御回路においては、アイドル・アップ制御には関与していない。
【００１４】
例えば、信号待ちなどで、本来はアイドル・ストップを行うことが望ましい条件下でも、内燃機関制御回路がアイドル・アップを実行しているために、ハイブリッド制御回路ではアイドル・ストップ条件を満たすことができず、アイドル・ストップが出来ないといった事態が発生する。
【００１５】
内燃機関がアイドル・アップを実行中であっても、ハイブリッド自動車の効果を充分に引き出すためには、一時停車状態においてはアイドル・ストップを実施することが望ましい。これにより冷凍装置あるいは空調装置の運転が一時停止するが、短時間の運転停止なので実用上の問題は発生しない。すなわち、内燃機関制御回路がアイドル・アップを実行している場合でもハイブリッド制御回路のアイドル・ストップ制御を優先させることが望ましい。
【００１６】
しかし、ここに一つの考慮すべき問題がある。冷凍装置あるいは空調装置に関してはアイドル・ストップをアイドル・アップに優先させることによる実用上の問題は発生しないが、パティキュレート・フィルタ再生時には、アイドル・アップを停止させると再生工程が途中で停止してしまい再生に失敗する。したがって、冷凍装置あるいは空調装置に起因するアイドル・アップとパティキュレート・フィルタ再生に起因するアイドル・アップとを切り分けた上でアイドル・ストップを行う必要が生じる。ところが、ハイブリッド制御回路は、アイドル・アップ制御に関与していないため、アイドル・アップの切り分け制御は困難である。
【００１７】
本発明は、このような背景に行われたものであって、アイドル・ストップをアイドル・アップに優先させることによりハイブリッド自動車の利点を活かしながらパティキュレート・フィルタ再生に支障を生じさせないハイブリッド制御を実現することができるハイブリッド自動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、ごく簡単なハードウェアおよび制御手順を用い、アイドル・ストップをアイドル・アップに優先させることによりハイブリッド自動車の利点を活かしながらパティキュレート・フィルタ再生に支障を生じさせないハイブリッド制御を実現することを特徴とする。
【００１９】
すなわち、本発明は、内燃機関と、この内燃機関を制御する内燃機関制御回路と、電動発電機と、電池と、この電池および前記電動発電機の間を電気的に結合するインバータと、このインバータを制御する電動発電機制御回路と、前記内燃機関および前記電動発電機の運転を所定の制御手順に基づき制御するハイブリッド制御回路とを備え、このハイブリッド制御回路は、エンジン回転速度が閾値以下となる条件を含むアイドル・ストップ条件が整ったときに前記内燃機関の運転を停止させるアイドル・ストップ手段を含み、前記内燃機関制御回路は、オプション装置または空調装置の運転時またはパティキュレート・フィルタ再生時にはエンジン回転速度を所定値以上に維持するアイドル・アップ手段を含むハイブリッド自動車である。
【００２０】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記ハイブリッド制御回路は、前記内燃機関制御回路によるアイドル・アップ実行中にエンジン回転速度を除く前記アイドル・ストップ条件が整ったときには前記オプション装置または空調装置の運転を所定時間停止させる手段と、この停止させる手段による前記オプション装置または空調装置の運転停止に伴うエンジン回転速度の低下が検出されたときには前記内燃機関の運転を停止させる手段とを備えたところにある。
【００２１】
このように、ハイブリッド制御回路は、オプション装置または空調装置の運転を所定時間停止させることにより、アイドル・アップがこれらのオプション装置または空調装置に起因するものか、あるいは、パティキュレート・フィルタ再生に起因するものかを判断することができる。この判断に基づき、アイドル・アップがパティキュレート・フィルタ再生に起因するときには、アイドル・アップ状態を継続させ、アイドル・アップがオプション装置または空調装置に起因するときには、アイドル・アップ状態であってもアイドル・ストップを優先させる。
【００２２】
また、ハイブリッド制御回路がオプション装置または空調装置の運転を停止させる機能を有していない場合でも、例えば、前記停止させる手段は、前記オプション装置または前記空調装置の電源供給を切断する手段を備えることにより、ハイブリッド制御回路によってオプション装置または空調装置の運転を停止させることができる。
【００２３】
このような電源供給を切断する手段は、ごく簡単なリレー回路によって実現することができるため、本発明を実現するための改造は、ごく簡単に行うことができる。
【００２４】
前記オプション装置は、例えば、冷凍または冷蔵装置であるが、その他にも、エンジンまたは電動発電機の動力または発電力を利用するあらゆるオプション装置に本発明を適用することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、アイドル・ストップをアイドル・アップに優先させることによりハイブリッド自動車の利点を活かしながらパティキュレート・フィルタ再生に支障を生じさせないハイブリッド制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明実施例を図１ないし図５を参照して説明する。図１は本実施例のハイブリッド自動車の構成図である。図２は本実施例のリレー回路を用いた構成を説明するための図である。
【００２７】
本実施例のハイブリッド自動車は、図１に示すように、内燃機関であるエンジン（ＥＮＧ）１と、このエンジン１を制御するエンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１４と、電動発電機（ＭＧ）２と、電池（ＢＡＴＴ）８と、この電池８および電動発電機２の間を電気的に結合するインバータ（ＩＮＶ）６と、このインバータ６を制御する電動発電機ＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）７と、エンジン１および電動発電機２の運転を所定の制御手順に基づき制御するハイブリッドＥＣＵ（ＨＶ−ＥＣＵ）１５とを備え、このハイブリッドＥＣＵ１５は、エンジン回転速度が閾値以下となる条件を含むアイドル・ストップ条件が整ったときにエンジン１の運転を停止させるアイドル・ストップ手段を含み、エンジンＥＣＵ１４は、冷凍装置１３または空調装置２０の運転時およびパティキュレート・フィルタ１６の再生時にはエンジン回転速度を所定値以上に維持するアイドル・アップ手段を含むハイブリッド自動車である。図１の二点鎖線は、変速機４から出力される動力を示し、変速機４から冷凍装置１３のコンプレッサ１１または空調装置２０のコンプレッサ（図示省略）にシャフトまたはベルトを介して動力が伝達される。
【００２８】
図２に示すように、パティキュレート・フィルタ１６または冷凍装置ＥＣＵ９または空調装置ＥＣＵ２１からはそれぞれアイドル・アップ要求（一点鎖線）がエンジンＥＣＵ１４に入力され、エンジンＥＣＵ１４は、このアイドル・アップ要求を受け取るとエンジン１をアイドル・アップさせる。
【００２９】
ここで、本実施例の特徴とするところは、ハイブリッドＥＣＵ１５は、エンジンＥＣＵ１４によるアイドル・アップ実行中にエンジン回転速度を除く前記アイドル・ストップ条件が整ったときに冷凍装置１３または空調装置２０の運転を所定時間停止させる手段と、この停止する手段による冷凍装置１３または空調装置２０の運転停止に伴うエンジン回転数の低下が検出されたときにはエンジン１の運転を停止させる手段とを備えたところにある。
【００３０】
前記停止させる手段は、図２に示すように、簡単なリレー回路１７により実現できる。すなわち、リレー回路１７のスイッチ１８b によって電池８からの冷凍装置ＥＣＵ９または空調装置ＥＣＵ２１への電源供給を切断すればよい。あるいは、冷凍装置ＥＣＵ９または空調装置ＥＣＵ２１に、停止指示を受け付ける端子が設けられている場合には、図３に示すように、この端子を、リレー回路１７のスイッチ１８ａにより短絡させればよい。リレー回路１７の励磁コイル１９はハイブリッドＥＣＵ１５からの停止指示信号に相当する電圧信号により励磁される。図２の例では、励磁コイル１９が励磁されるとスイッチ１８ｂが解放され、電池８から冷凍装置ＥＣＵ９または空調装置ＥＣＵ２１への電源供給が切断されて冷凍装置１３または空調装置２０は停止する。
【００３１】
また、図３の例では、励磁コイル１９が励磁されるとスイッチ１８ａが閉接され、冷凍装置ＥＣＵ９または空調装置ＥＣＵ２１は停止指示を受け取ることができる。なお、冷凍装置ＥＣＵ９または空調装置ＥＣＵ２１がハイブリッドＥＣＵ１５からの停止指示信号に相当する電圧信号を直接受け取る機能を有していれば、リレー回路１７は省くことができる。
【００３２】
また、リレー接点に接続されるコネクタを設けておくことにより、冷凍装置１３の取付作業者は、簡単かつ確実に冷凍装置ＥＣＵ９とリレー回路１７とを接続することができる。
【００３３】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１５の動作を図４を参照して説明する。図４はハイブリッドＥＣＵの動作を示すフローチャートである。図４に示すように、ハイブリッドＥＣＵは、アイドル・ストップ条件を監視している（Ｓ１）。アイドル・ストップ条件は、電池８が所定値以上充電されており、ギアがニュートラルであり、クラッチ３が接状態であり、車速が５ｋｍ／ｈ以上を経験してから車速０．５ｋｍ／ｈ以下の状態が１．５秒以上継続し、エンジン回転速度が６５０ｒｐｍ以下であるときである。
【００３４】
アイドル・ストップ条件の監視中に、エンジン回転速度を除きアイドル・ストップ条件が満たされた場合には（Ｓ２）、冷凍装置ＥＣＵ９または空調装置ＥＣＵ２１に停止指示を送出する（Ｓ３）。これにより、エンジン回転速度が低下したときには（Ｓ４）、冷凍装置１３または空調装置２０がエンジンＥＣＵ１４に対してアイドル・アップ要求を送出していたことが判明するので、エンジンＥＣＵ１４に対してエンジン停止を指示する（Ｓ５）。
【００３５】
このとき、ハイブリッドＥＣＵ１５が冷凍装置ＥＣＵ９または空調装置ＥＣＵ２１に停止指示を送出しても、エンジン回転速度が低下しない場合には、パティキュレート・フィルタ再生のためのアイドル・アップであることが判明するので、ハイブリッドＥＣＵ１５は、エンジンＥＣＵ１４に対する停止指示を禁止する。
【００３６】
ハイブリッドＥＣＵ１５は、エンジンＥＣＵ１４に対しエンジン停止指示を行い、エンジン１が停止した後には、エンジン始動条件を監視し（Ｓ６）、エンジン始動条件が満足されると（Ｓ７）、エンジンＥＣＵ１４に対してエンジン始動を指示する（Ｓ８）。
【００３７】
エンジン始動条件は、ギアがニュートラルであり、クラッチ３は断状態であるという条件である。
【００３８】
図５は、図４のステップＳ３、Ｓ４、Ｓ５におけるハイブリッドＥＣＵ１５の制御値、エンジン回転速度、冷凍装置１３または空調装置２０のコンプレッサの回転速度をそれぞれ表す図である。ハイブリッドＥＣＵ１５がｔ１時間、冷凍装置１３または空調装置２０の停止指示を送出すると、これを受けて冷凍装置１３または空調装置２０は一瞬停止し、冷凍装置１３または空調装置２０のコンプレッサの回転速度が低下する。このときに、エンジン回転速度も同様に低下した場合には、現在のアイドル・アップ状態（９５０ｒｐｍ）が冷凍装置１３または空調装置２０の運転によるものであることが判明するので、ハイブリッドＥＣＵ１５はｔ２時間後にエンジン停止指示をエンジンＥＣＵ１４に送出する。これによりエンジン１は停止する。なお、時間ｔ１はハイブリッドＥＣＵ１５が判断に要する時間であり、本実施例では約４００ｍｓである。
【００３９】
本実施例はオプション装置として冷凍装置の例を説明したが、その他にもエンジン１または電動発電機２の動力あるいは発電力を利用したオプション装置に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明によれば、アイドル・ストップをアイドル・アップに優先させることによりハイブリッド自動車の利点を活かしながらパティキュレート・フィルタ再生に支障を生じさせないハイブリッド制御を実現することができるので、ハイブリッド自動車の用途を広げ、ハイブリッド自動車の販路を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本実施例のハイブリッド自動車の構成図。
【図２】本実施例のリレー回路を用いた構成を説明するための図。
【図３】本実施例のリレー回路を説明するための図。
【図４】本実施例のハイブリッドＥＣＵの動作を示すフローチャート。
【図５】本実施例のハイブリッドＥＣＵの制御値、エンジン回転速度、冷凍装置または空調装置コンプレッサの回転速度をそれぞれ表す図。
【符号の説明】
【００４２】
１  エンジン（内燃機関）
２  電動発電機
３  クラッチ
４  変速機
５  プロペラ軸
６  インバータ
７  電動発電機ＥＣＵ
８  電池
９  冷凍装置ＥＣＵ
１０  冷凍装置用クラッチ
１１  コンプレッサ
１２  冷却ユニット
１３  冷凍装置
１４  エンジンＥＣＵ
１５  ハイブリッドＥＣＵ
１６  パティキュレート・フィルタ
１７  リレー回路
１８ａ、１８ｂ  スイッチ
１９  励磁コイル
２０  空調装置
２１  空調装置ＥＣＵ
２２  空調機
【図１】
2005214061.tif 000003
【図２】
2005214061.tif 000004
【図３】
2005214061.tif 000005
【図４】
2005214061.tif 000006
【図５】
2005214061.tif 000007