(57)【要約】      （修正有）【課題】夏等の高温条件下で蓄電池の充放電を繰り返し行っても、劣化が促進されず蓄電量が減少しないハイブリッド車両を提供する。【解決手段】内燃機関１と、発電機としても機能する電動機２と、電動機に電気的に接続される蓄電手段６と、蓄電手段の蓄電量に応じて電動機の作動を切り替える走行モード制御手段４とを備え、蓄電手段の蓄電量に応じて内燃機関と電動機との少なくとも一方を動力源するハイブリッド車両であって、走行モード制御手段は、蓄電手段が蓄電量の高い高蓄電量状態にある場合に利用可能な下限蓄電量が検出されるまでは主として蓄電手段から電動機に給電して走行する放電走行モードで電動機を作動させ、放電走行モードによる走行の後に下限蓄電量が検出されて蓄電手段が蓄電量の低い低蓄電量状態にある場合には高蓄電量状態が検出されるまで主として電動機から蓄電手段に給電する充電走行モードで電動機を発電機として作動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、発電機としても機能する電動機と、電動機に電気的に接続される蓄電手段と、蓄電手段の蓄電量に応じて電動機の作動を切り替える走行モード制御手段とを備え、蓄電手段の蓄電量に応じて内燃機関と電動機との少なくとも一方を動力源とするハイブリッド車両であって、
走行モード制御手段は、蓄電手段が蓄電量の高い高蓄電量状態にある場合に利用可能な下限蓄電量が検出されるまでは主として蓄電手段から電動機に給電して走行する放電走行モードで電動機を作動させ、放電走行モードによる走行の後に下限蓄電量が検出されて蓄電手段が蓄電量の低い低蓄電量状態にある場合には高蓄電量状態が検出されるまで主として電動機から蓄電手段に給電する充電走行モードで電動機を発電機として作動させるハイブリッド車両。
【請求項２】
走行モード制御手段は、充電走行モードにあって、蓄電手段の蓄電状態が所定の距離を走行し得るに十分な蓄電量となるまで充電走行モードで電動機を作動させる請求項１記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
走行モード制御手段は、充電走行モードにあって、蓄電手段の蓄電状態が所定の距離を走行し得るに十分な蓄電量となった際に放電走行モードで電動機を作動させる請求項１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、内燃機関と電動機とを搭載して、少なくともそのいずれか一方を走行のための動力源とするハイブリッド車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両は、電動機の電源として充電池を備えており、走行に際して充電池からの放電により電動機を作動させ、例えば減速などにより電動機を回生運転した場合は、電動機が発電した電力により充電池を充電するものである。このようなハイブリッド車両においては、充電池を効率よく充放電させるために、充電量に基づいて充放電の制御を行っている。
【０００３】
例えば特許文献１に記載のものでは、充電池の端子電流を検出し、検出した端子電流を積算し、その積算値が所定の範囲における定常値近傍にあるときには充放電を繰り返す定常モードとし、定常値より大きいときには充電を抑制し放電を助長する放電モードとし、定常値より小さいときには放電を抑制し充電を助長する充電モードとして、充電池の充電量を管理するものである。
【特許文献１】特開平５−３１６６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、このような構成のものであると、車両を電動機で走行し、充電池の充電量が減少し、充電モードとなった後、充電量が増加すると放電モードになり、そのまま走行を継続するとこのように充電モードと放電モードを頻繁に繰り返すところとなる。
【０００５】
充電池の種類によっては、このような充放電を繰り返して行うと劣化を促進してしまうことがある。例えば一般的な鉛蓄電池では、高温の使用環境下で充放電を繰り返すと、劣化が早くなる場合が生じる。このように劣化が進むにしたがって、蓄電池の蓄電量が減少し、さらに進行すると十分な蓄電が困難になる。この結果、電動機を動力源として走行し得る走行距離が短くなる上、最終的にはそのような蓄電池を廃棄して新しいものに交換しなければならず、維持費が増加した。
【０００６】
そこで本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明のハイブリッド車両は、内燃機関と、発電機としても機能する電動機と、電動機に電気的に接続される蓄電手段と、蓄電手段の蓄電量に応じて電動機の作動を切り替える走行モード制御手段とを備え、蓄電手段の蓄電量に応じて内燃機関と電動機との少なくとも一方を動力源するハイブリッド車両であって、走行モード制御手段は、蓄電手段が蓄電量の高い高蓄電量状態にある場合に利用可能な下限蓄電量が検出されるまでは主として蓄電手段から電動機に給電して走行する放電走行モードで電動機を作動させ、放電走行モードによる走行の後に下限蓄電量が検出されて蓄電手段が蓄電量の低い低蓄電量状態にある場合には高蓄電量状態が検出されるまで主として電動機から蓄電手段に給電する充電走行モードで電動機を発電機として作動させることを特徴とする。
【０００８】
このような構成であれば、走行モード制御手段が、下限蓄電量が検出されるまで放電走行モードで電動機を作動させるので、蓄電手段を放電させることになり、一方、下限蓄電量が検出されて後は充電走行モードで電動機を発電機として作動させるので、蓄電手段を充電することになる。この結果、蓄電手段の充電と放電とを切り替える回数を低減することが可能になり、よって蓄電手段の経時劣化を抑制することが可能になる。
【０００９】
充放電の切り替え頻度を少なくするためには、走行モード制御手段は、充電走行モードにあって、蓄電手段の蓄電状態が所定の距離を走行し得るに十分な蓄電量となるまで充電走行モードで電動機を作動させることが好ましい。また、走行モード制御手段は、充電走行モードにあって、蓄電手段の蓄電状態が所定の距離を走行し得るに十分な蓄電量となった際に放電走行モードで電動機を作動させるものが好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以上説明したような構成であり、走行モード制御手段が、蓄電手段の蓄電量に応じて放電走行モードと充電走行モードとで電動機を作動させるので、蓄電手段の充電と放電とを切り替える回数を低減することができ、よって蓄電手段の経時劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
この実施形態のハイブリッド車両ＨＶは、走行に要する駆動力を発生する内燃機関１及び電動機２と、内燃機関１及び電動機２に駆動される駆動輪３と、走行の際の内燃機関１及び電動機２の運転状態を制御する電子制御装置４と、電動機２と電気的に接続されるインバータ５と、インバータ５に電気的に接続される蓄電手段６とを備えている。内燃機関１は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどである。
【００１３】
電動機２は、蓄電手段６から供給される電力により、走行に必要な駆動力を発生するとともに、内燃機関１もしくは駆動輪３により駆動されて回生運転により発電機としても機能して、蓄電手段６のバッテリ７を充電するものである。すなわち、電動機２は、蓄電手段６のバッテリ７からの直流をインバータ５により変換された交流により駆動力を発生するもので、一方、例えば駆動輪３により駆動された場合には、交流をインバータ５により直流に変換してバッテリ７を充電するものである。
【００１４】
電子制御装置４は、内燃機関１の運転状態を制御するとともに、走行モードに対応して電動機２の作動状態を制御するものである。すなわち、電子制御装置４は、機関回転数及び負荷に基づいて燃料噴射量を演算するとともに、後述する走行モードを制御プログラムにより走行モードに応じて電動機２を制御するものである。この電子制御装置４には、内燃機関１の機関回転数を検出する回転数センサ、アクセルペダルの操作量に応じて負荷の状態を検出するアクセルセンサ、車速を検出する車速センサ、蓄電手段６のバッテリ７の蓄電量を検出するバッテリセンサ等の各センサが電気的に接続されているとともに、内燃機関１の燃料制御弁及びインバータに少なくとも電気的に接続されている。
【００１５】
電子制御装置４に格納される走行モード制御プログラムは、蓄電手段６が蓄電量の高い高蓄電量状態にある場合に利用可能な下限蓄電量が検出されるまでは主として蓄電手段６から電動機２に給電して走行する放電走行モードで電動機２を作動させ、放電走行モードによる走行の後に下限蓄電量が検出されて蓄電手段６が蓄電量の低い低蓄電量状態にある場合には高蓄電量状態が検出されるまで主として電動機２から蓄電手段６に給電する充電走行モードで電動機２を発電機として作動させるように制御する構成である。したがって、電子制御装置４が走行モード制御手段を構成するものである。
【００１６】
高蓄電量状態とは、下限蓄電量を超える蓄電量がある状態であり、必ずしも満充電状態を意味するものではない。この場合に、電動機２に給電することを継続し満充電状態から下限蓄電量になるまでに、車両が所定距離例えば一般的な車両が一日に走行する走行距離に基づいて設定される距離を少なくとも走行できるように、下限蓄電量を設定しておくものである。これに加えて、下限蓄電量は、バッテリ７に不具合が発生しない最小限の蓄電量に合わすことが好ましい。このような下限蓄電量の設定により、満充電状態からの使用における走行距離を十分に確保することができる。
【００１７】
これに対して低蓄電量状態とは、放電走行モードによる走行を継続して、バッテリ７の蓄電量が下限蓄電量以下に一旦なった後のバッテリ７の状態を指すもので、実質的な蓄電量は下限値蓄電量以下あるいは下限蓄電量を上回る量のいずれであってもよい。
【００１８】
蓄電手段６は、例えば１００Ｖの交流を整流する充電回路８を備えてなり、家庭のコンセントなどの電灯線から１００Ｖの交流の供給を受けることによりバッテリ７を充電し得るようになっている。蓄電手段６は、バッテリ７に対する充電電流を計測し、蓄電量が最大になる満充電状態において充電を停止する構成である。バッテリ７としては、鉛蓄電池が好適である。そして、バッテリ７の充電電流と放電電流とはそれぞれ計測されて、それぞれの積算電流値に基づいて、電子制御装置４において蓄電量を演算するように構成してある。
【００１９】
このような構成において、車両を走行させると、蓄電手段６のバッテリ７の充電状態に応じて、以下に説明するように、電子制御装置４は走行モードを制御するものである。走行モードを制御するに際して、電子制御装置４は、バッテリ７の充電電流と放電電流とを計測し、計測した充電電流と放電電流とのそれぞれを積算して得る積算値と満充電状態の蓄電量（以下、満蓄電量と称する）とに基づいて、バッテリ７のその時点の残存の充電量である蓄電量を演算するものである。
【００２０】
走行を開始すると、蓄電手段６のバッテリ７の蓄電状態を判断するもので、蓄電量が高蓄電量状態から下限蓄電量以下になったか否かを判定する（ステップＳ１）。バッテリの蓄電量が下限蓄電量以下でないと判定した場合は、電子制御装置４はインバータ５を作動させて蓄電手段６から電動機２に給電する（ステップＳ２）。これにより、ハイブリッド車両ＨＶは、バッテリ７が放電を継続する放電走行モードとなり、バッテリ７からの電力により電動機２を作動させて走行する。なお、この放電走行モードにより走行している間に、下り坂の走行や交差点近傍における走行などにより減速しても、電動機２を回生運転させない。つまり、放電走行モードにあっては、バッテリ７は放電するのみで、その間にバッテリ７を充電することはない。
【００２１】
このようにしてバッテリ７から電動機２に給電するのみで走行することを継続し、ステップＳ１において、バッテリ７の蓄電量が下限蓄電量以下になったと判定すると、電子制御装置４がインバータ５を制御して電動機２への給電を停止して、充電走行モードにする（ステップＳ３）。したがって、走行に要する駆動力は内燃機関１により駆動輪３に供給される。この後、ブレーキの操作あるいは車両の走行速度の変化に基づいて減速状態であるか否かを判定し（ステップＳ４）、減速中は電動機２を回生運転して蓄電手段６のバッテリ７を充電する（ステップＳ５）。このように、高蓄電量状態から下限蓄電量以下となった後は、蓄電手段６から電動機２への給電はせず、かつ車両が減速中において電動機２を発電機として作動させてバッテリ７の充電を実施するものである。なお、バッテリ７の蓄電量が一旦下限蓄電量以下になったとの判定は、走行が継続している間、言い換えればバッテリ７が高充電状態になるまで記憶しておく。
【００２２】
この第一実施形態においては、図３に示すように、例えば使用しない日や夜間などにおいてガレージで駐車している間に充電回路８を介してバッテリ７を充電し、バッテリ７が満蓄電量である満充電状態から走行を開始し、加速して適切な走行速度（車速）にて走行を継続している間は、放電走行モードを実施する。この間、バッテリ７の蓄電量は放電により減少する。そして蓄電量が下限蓄電量以下になった時点で充電走行モードに切り替わり、車両が減速を開始した時点でバッテリ７を充電するものである。さらに、この充電走行モードにあっては、車両が走行を継続している間は、電動機２による走行、つまりバッテリ７が放電する走行は行わない。したがって、減速状態以外の走行状態にあっては、バッテリ７の蓄電量は変化せず、充電走行モードでの充電による蓄電量を維持するものである。
【００２３】
このような充電走行モードにあって、一回もしくは複数回の回生運転により蓄電手段６を構成するバッテリ７の充電状態が所定の距離を走行し得るに十分な充電量となるまで、充電走行モードで電動機２を作動させる、つまり回生運転により電動機２を発電機として作動させるものである。そして、回生運転による充電の結果、バッテリ７が所定の距離を走行し得るに十分な充電量となった場合は、放電走行モードに切り替えて、バッテリ７からの給電により電動機２を作動させるものである。
【００２４】
このように、満充電状態から下限蓄電量になるまでバッテリ７を放電させるのみで、その間は充電することがなく、また下限蓄電量に一旦なった後はバッテリ７を充電するが電動機に給電してバッテリ７を放電させることはないので、バッテリ７の充放電を切り替える回数を極力少なくすることができる。したがって、蓄電手段６のバッテリ７の経時劣化を抑制することができる。これに伴い、電動機２を利用して走行できる距離が減少することも抑制することができ、放電走行モードの間は、ほぼ燃料を消費することなく走行することができる。
【００２５】
また、充電手段６が、家庭の電灯線からの電力を用いてバッテリ７を充電することができるので、例えばガレージに駐車中にバッテリ７を充電し、ハイブリッド車両ＨＶの使用開始までに常時高充電状態に維持することができる。
【００２６】
次に本発明の第二実施形態を説明する。この第二実施形態にあっても、ハイブリッド車両ＨＶの機械的な構成は、上述の第一実施形態のものと同じであり、図１に示すものである。
【００２７】
この第二実施形態にあっては、図４及び図５に示すように、高蓄電量状態において、バッテリ７に蓄えられた電力を使うばかりではなく、車両が減速走行をする場合にはバッテリ７を充電する構成である。したがって、この第二実施形態にあっては、走行モードを制御するに際して、電子制御装置４は、バッテリ７の充電電流と放電電流とを計測し、計測した充電電流と放電電流とをそれぞれ積算して得るそれぞれの積算値と満充電状態の満蓄電量とに基づいて、バッテリ７のその時点の残存の蓄電量である蓄電量を演算するものである。
【００２８】
すなわち、走行を開始すると、ステップＳ１０１において、蓄電手段６のバッテリ７の蓄電量が、高蓄電量状態から下限蓄電量以下に変化したか否かを判定する。バッテリ７の蓄電量が下限蓄電量以下でないと判定した場合は、ステップＳ１０２において、下り坂の走行や交差点近傍における走行で車両が減速走行中か否かをその車速などにより判定する。
【００２９】
そして判定の結果、減速走行中でない場合は、ステップＳ１０３において、蓄電手段６のバッテリ７からインバータ５を介して電動機２に対して給電するものである。これにより、ハイブリッド車両ＨＶは、バッテリ７が放電を継続する放電走行モードとなり、バッテリ７からの電力により電動機２を作動させて走行する。これに対して、減速走行であると判定した場合は、ステップＳ１０４において、電動機２を回生運転させる。すなわち、電動機２に駆動輪３からの駆動力を加え、電動機２をその駆動力により回転させて発電する。そして発電した電力は、インバータ５を介して蓄電手段６に供給されて、その間、バッテリ７が充電されるものである
このようにしてバッテリ７から電動機２に給電して走行することを継続し、ステップＳ１０１において、バッテリ７の蓄電量が下限蓄電量以下になったと判定すると、ステップＳ１０５において、電子制御装置４がインバータ５を制御して電動機２への給電を停止して、充電走行モードにする。したがって、走行に要する駆動力は内燃機関１により駆動輪３に供給される。この後、ステップＳ１０６では、ブレーキの操作あるいは車両の走行速度の変化に基づいて減速状態であるか否かを判定し、減速走行中と判定した場合は、ステップＳ１０６において電動機２を回生運転して蓄電手段６のバッテリ７を充電する。このように、バッテリ７の蓄電量が高蓄電量状態から下限蓄電量以下となった後は、蓄電手段６から電動機２への給電はせず、かつ車両が減速中において電動機２を発電機として作動させてバッテリ７の充電を実施するものである。なお、バッテリ７の蓄電量が下限蓄電量以下になったとの判定は、走行が継続している間、言い換えればバッテリ７が高充電状態になるまで記憶しておく。
【００３０】
この第二実施形態においては、図５に示すように、例えば使用しない日や夜間などにおいてガレージで駐車している間に充電回路８を介してバッテリ７を充電し、バッテリ７が満充電状態から走行を開始し、加速して適切な走行速度（車速）にて走行を継続している間は、主として放電走行モードを実施し、車両が減速走行となった際には電動機２の回生運転を実施する。したがって、基本的に放電走行モードによりバッテリ７の蓄電量は放電により減少するが、長い下り坂の走行のように、部分的に電動機２の回生運転を実施することにより、バッテリ７を充電するものである。
【００３１】
そして蓄電量が下限蓄電量以下になった時点で充電走行モードに切り替わり、車両が減速を開始した時点でバッテリ７を充電するものである。さらに、この充電走行モードにあっては、車両が走行を継続している間は、減速状態以外の走行状態において、電動機２による走行、つまりバッテリ７が放電する走行は行わない。したがって、減速状態以外の走行状態にあっては、バッテリ７の蓄電量は変化せず、充電走行モードでの充電による蓄電量を維持するものである。
【００３２】
このような第二実施形態にあっても、充電走行モードにあって、一回もしくは複数回の回生運転により蓄電手段６を構成するバッテリ７の充電状態が所定の距離を走行し得るに十分な充電量となるまで、充電走行モードで電動機２を作動させる、つまり回生運転により電動機２を発電機として作動させるものである。そして、回生運転による充電の結果、バッテリ７が所定の距離を走行し得るに十分な充電量となった場合は、放電走行モードに切り替えて、バッテリ７からの給電により電動機２を作動させるものである。
【００３３】
したがって、満充電状態から下限蓄電量になるまで主としてバッテリ７を放電させるようにして走行し、また下限蓄電量に一旦なった後はバッテリ７を充電するが電動機２に給電してバッテリ７を放電させることはないので、その間のバッテリ７の充放電を切り替える回数を極力少なくすることができる。したがって、蓄電手段６のバッテリ７の経時劣化を抑制することができる。加えて、放電走行モードの間に減速走行をした場合に、バッテリ７を充電するので、放電走行モードにおける走行距離を増加することができる。これに伴い、電動機２を利用して走行できる距離が減少することも抑制することができ、放電走行モードの間は、ほぼ燃料を消費することなく走行することができる。
【００３４】
また、充電手段６が、家庭の電灯線からの電力を用いてバッテリ７を充電することができるので、例えばガレージに駐車中にバッテリ７を充電し、車両の使用開始までに常時高充電状態に維持することができる。
【００３５】
なお、上記それぞれの実施形態において、放電走行モードの間は電動機２のみによる走行を説明したが、要求されるトルクに応じて、内燃機関１の駆動力を電動機２の駆動力に足し合わせるものであってもよい。
【００３６】
また、充電走行モードにおいて、上記実施形態においては、減速走行における駆動輪３からの駆動力により電動機２を回生運転させてバッテリ７を充電するものを説明したが、内燃機関１の駆動力の一部により電動機２を回生運転させ（発電機として作動させ）、バッテリ７を充電するものであってもよい。この場合、減速走行以外の走行状態においてもバッテリ７を充電させることができ、短時間の内に蓄電量を回復させることができる。
【００３７】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第一及び第二実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図２】同第一実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。
【図３】同第一実施形態の作用説明図。
【図４】同第二実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。
【図５】同第二実施形態の作用説明図。
【符号の説明】
【００３９】
１…内燃機関
２…電動機
４…電子制御装置
６…蓄電手段
７…バッテリ
【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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