JP2000013910A - ハイブリッド駆動車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド駆動車両の制御装置

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JP2000013910A
JP2000013910A JP10173576A JP17357698A JP2000013910A JP 2000013910 A JP2000013910 A JP 2000013910A JP 10173576 A JP10173576 A JP 10173576A JP 17357698 A JP17357698 A JP 17357698A JP 2000013910 A JP2000013910 A JP 2000013910A
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capacitor
voltage
motor
capacitance
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JP10173576A
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Teruo Wakashiro
輝男 若城
Takashi Kiyomiya
孝 清宮
Keisuke Uchida
敬介 内田
Hideyuki Oki
秀行 沖
Asao Ukai
朝雄 鵜飼
Yasuo Nakamoto
康雄 中本
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両用駆動源として内燃エンジンと発電電動
機とを備えたハイブリッド駆動車両において電動機の駆
動電力を蓄えるキャパシタの性能を正確に把握すること
ができる制御装置をを提供する。 【解決手段】 キャパシタに対して電気的負荷を接続し
ないときのキャパシタの端子電圧を初期電圧として測定
し、キャパシタに対して電気的負荷を接続したときのキ
ャパシタの端子電圧及び出力電流を負荷電圧及び負荷電
流として測定し、初期電圧、負荷電圧及び負荷電流に応
じてキャパシタの内部抵抗を算出し、電動機の駆動開始
時のキャパシタの端子電圧を開始電圧として測定し、そ
の駆動終了時のキャパシタの端子電圧を終了電圧として
測定し、更に、その駆動開始時から終了時までの期間に
おける駆動電力を積算して積算値を得て、内部抵抗、開
始電圧、終了電圧及び駆動電力積算値に応じてキャパシ
タの静電容量を算出し、その算出した静電容量とキャパ
シタの初期静電容量とに応じてキャパシタの性能劣化を
判断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用駆動源とし
て内燃エンジン及びモータ(発電電動機)を備えたハイ
ブリッド駆動車両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】駆動源としてエンジン及びモータを備え
たハイブリッド駆動車両は従来より知られており、例え
ば、特開平3−121928号公報にはそのようなハイ
ブリッド駆動車両の制御装置が示されている。かかる制
御装置においては、車両の運転状態に応じてモータを駆
動すると共にエンジンの出力を制御することが行なわれ
る。具体的には、車両の運転状態に応じてモータの動作
モードを判定し、加速モード時にはモータに駆動電力を
供給してエンジンの出力の補助をなし、減速モード時に
はモータを回生制動状態にしてモータによる回生電力を
高電圧蓄電器であるキャパシタに蓄電することが行なわ
れる。また、そのキャパシタに蓄電された電力は加速モ
ード時のモータ駆動電力として使用される。
【0003】かかるキャパシタは、通常、定格値によっ
て定められた性能を有していることになっているが、実
際には劣化、量産のバラツキなどにより個々のキャパシ
タの性能は異なる。キャパシタの性能を評価する因子と
しては静電容量、内部抵抗が知られている。静電容量は
キャパシタが蓄電することができる蓄電エネルギーを示
すパラメータであり、静電容量を把握できれるならばキ
ャパシタの蓄電電圧にて蓄電エネルギーを判断すること
ができる。内部抵抗はキャパシタの充放電時のエネルギ
ー損失量を示すものである。この内部抵抗が大きいほど
充放電時とそれ以外の静的な状態でのキャパシタの出力
電圧、すなわち蓄電エネルギーの誤差が大きくなる。
【0004】よって、従来のハイブリッド駆動車両の制
御装置においては、キャパシタの静電容量及び内部抵抗
等の定格値に基づいて余裕を持たした状態でモータの制
御を行なっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように劣化、量産のバラツキなどにより個々のキャパ
シタの性能は異なるので、キャパシタの充放電を効率よ
り管理してモータの駆動を的確に行なうためにはキャパ
シタの性能を正確に把握できることが必要である。
【0006】そこで、本発明の目的は、ハイブリッド駆
動車両において発電電動機の駆動電力を蓄えるキャパシ
タの性能を正確に把握することができる制御装置を提供
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のハイブリッド駆
動車両の制御装置は、車両用駆動源として内燃エンジン
と、内燃エンジンの出力を補助する電動機として作動す
ると共に車両の走行エネルギを回生して蓄電器であるキ
ャパシタを充電する発電機として作動する発電電動機と
を備えたハイブリッド駆動車両において、その車両の運
転状態に応じてキャパシタと発電電動機との間の電力供
給及び蓄電を制御する制御装置であって、キャパシタに
対して電気的負荷を接続しないときのキャパシタの端子
電圧を初期電圧として測定し、キャパシタに対して電気
的負荷を接続したときのキャパシタの端子電圧及び出力
電流を負荷電圧及び負荷電流として測定する電圧電流測
定手段と、電圧電流測定手段によって測定された初期電
圧、負荷電圧及び負荷電流に応じてキャパシタの内部抵
抗を算出する内部抵抗算出手段と、電動機の駆動開始時
のキャパシタの端子電圧を開始電圧として測定し電動機
の駆動終了時のキャパシタの端子電圧を終了電圧として
測定する電圧測定手段と、電動機の駆動開始から終了ま
での期間における駆動電力を積算する駆動電力積算手段
と、電圧測定手段によって測定された開始電圧及び終了
電圧と、駆動電力積算手段によって算出された駆動電力
の積算値とに応じてキャパシタの静電容量を算出する静
電容量算出手段と、静電容量算出手段によって算出され
た静電容量とキャパシタの初期静電容量とに応じてキャ
パシタの性能劣化を判断する劣化判断手段と、を備えた
ことを特徴としている。
【0008】かかる本発明のハイブリッド駆動車両の制
御装置によれば、キャパシタに対して電気的負荷を接続
しないときのキャパシタの端子電圧を初期電圧として測
定し、キャパシタに対して電気的負荷を接続したときの
キャパシタの端子電圧及び出力電流を負荷電圧及び負荷
電流として測定し、初期電圧、負荷電圧及び負荷電流に
応じてキャパシタの内部抵抗を算出し、電動機の駆動開
始時のキャパシタの端子電圧を開始電圧として測定し、
その駆動終了時のキャパシタの端子電圧を終了電圧とし
て測定し、更に、その駆動開始時から終了時までの期間
における駆動電力を積算して積算値を得て、内部抵抗、
開始電圧、終了電圧及び駆動電力積算値に応じてキャパ
シタの静電容量を算出し、その算出した静電容量とキャ
パシタの初期静電容量とに応じてキャパシタの性能劣化
を判断することが行なわれる。このようにキャパシタの
内部抵抗及び静電容量を算出してキャパシタの性能劣化
を判断するので、キャパシタの性能を正確に把握するこ
とができる故、キャパシタの充放電を効率より管理して
電動機の駆動を的確に行なうことができる。
【0009】また、本発明のハイブリッド駆動車両の制
御装置において、劣化判断手段は、静電容量算出手段に
よって算出された静電容量と、キャパシタの初期静電容
量とに応じてキャパシタの性能の劣化率を算出する劣化
率算出手段と、劣化率算出手段によって算出された劣化
率と閾値との大小を判別する判別手段と、判別手段によ
ってその算出劣化率が閾値より大きいと判別された場合
には警報を発生する警報手段とを備えている。よって、
キャパシタの劣化が大きいときには警報が発せられるの
で、ユーザは警報によりキャパシタの劣化を知ることが
でき、キャパシタを取り替える等の対応処置を施すこと
ができる。
【0010】更に、本発明のハイブリッド駆動車両の制
御装置においては、車両の運転状態に応じて内燃エンジ
ンの運転停止をすべきか否かを判別する運転停止判別手
段を備え、運転停止判別手段が内燃エンジンの運転停止
をすべきと判別しても判別手段によってその算出劣化率
が閾値より大きいと判別された場合には、内燃エンジン
を運転停止とすることなくアイドル運転状態に制御する
ことが行なわれる。よって、内燃エンジンの運転を止め
て良い車両の運転状態において劣化率が閾値より大であ
るならば、内燃エンジンを運転停止にすることなくアイ
ドル状態にするので、アイドル運転中にキャパシタの充
電を図ることができ、その後の電動機の駆動電力を劣化
したキャパシタに確保することができる。
【0011】また、本発明のハイブリッド駆動車両の制
御装置においては、内燃エンジンの始動時に、静電容量
算出手段によって算出された静電容量と、内部抵抗算出
手段によって算出された内部抵抗とに応じてキャパシタ
の電力量を算出し、算出した電力量が所定値以上の場合
には発電電動機を電動機として作動させて内燃エンジン
を始動させ、算出した電力量が所定値より小である場合
には、スタータによって内燃エンジンを始動させる始動
制御手段が備えられている。よって、算出したキャパシ
タの電力量が所定値以上であれば、スタータに代わって
発電電動機によって内燃エンジンを始動させるので、キ
ャパシタの蓄電電力を有効利用することができ、スター
タの電源である車載バッテリの蓄電電力をエンジン始動
時に他の電気的負荷に用いることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ詳細に説明する。図1は本発明によるハイブリ
ッド駆動車両の制御装置を示している。このハイブリッ
ド駆動車両の制御装置においては、内燃エンジン1のク
ランク軸は発電電動機である直流モータ2の回転軸と直
結されており、モータ2の回転軸の回転は変速機構3を
介して駆動輪4に伝達されるようになっている。変速機
構3はマニアル式のものである。モータ2にはPDU
(パワードライブユニット)5が接続され、PDU5は
エンジン1の出力の補助をするようにモータ2を駆動し
て電動機として作動させるアシスト動作時にはモータ2
に駆動電力を供給し、その駆動電力を供給せずにモータ
2を発電機として動作させる回生動作時にモータ2の回
生電力を高電圧蓄電器であるキャパシタ6に供給する。
【0013】キャパシタ6の接続端子はその端子電圧を
検出するために後述のMOTECU(モータ電子制御ユ
ニット)11に接続されている。また、そのキャパシタ
6の接続端子には電流検出器21が接続されている。電
流検出器21はそれ自身を通過するキャパシタ6の入出
力電流を検出し、その検出した電流値をMOTECU1
1にデータとして供給する。更に、その電流検出器21
とPDU5との間にはコンタクタスイッチ20が設けら
れている。コンタクタスイッチ20のオンオフはMOT
ECU11によって制御される。
【0014】PDU5のコンタクタスイッチ20との接
続ラインにはDV(ダウンコンバータ)7が接続されて
いる。DV7はその接続ラインの高電圧を12V程度の
低電圧に電圧変換する。DV7の出力には低電圧蓄電器
であるバッテリ8が接続されると共に車両の低電圧負荷
9が接続されている。モータ2の回転制御はMOTEC
U11によってPDU5を介して行なわれる。MOTE
CU11は、図2に示すようにCPU31、RAM3
2,ROM33、カウンタ34,入力インターフェース
(I/F)回路35、出力インターフェース回路36、
入出力インターフェース回路37及びA/D変換器38
を備えている。CPU31、RAM32,ROM33、
カウンタ34,入力インターフェース回路35、出力イ
ンターフェース回路36、入出力インターフェース回路
37及びA/D変換器38は共にバスに共通接続されて
いる。
【0015】カウンタ34はクランク角センサ41から
出力されたクランクパルスによってリセットされて図示
しないクロック発生器から出力されたクロックパルスを
計数し、そのクロックパルス発生数を計数することによ
りエンジン回転数Neを示す信号を発生する。入力イン
ターフェース回路35にはエンジン1の始動を検出する
スタータスイッチ42、変速機構3内のクラッチ(図示
せず)の入切を検出するクラッチスイッチ43、変速機
構3のニュートラル状態を検出するニュートラルスイッ
チ44及びブレーキペダルの操作を検出するブレーキス
イッチ45が接続されている。入力インターフェース回
路35はこれらスイッチ42〜45各々のオンオフを示
すデータを保持出力する。
【0016】A/D変換器38は吸気管内圧PB、冷却
水温Tw、スロットル弁開度TH、車速Vs、アクセル
ペダル開度AP等の車両運転パラメータを検出する複数
のセンサからのアナログ信号をディジタル信号に変換す
るために設けられている。吸気管内圧PBはスロットル
弁50下流の吸気管51に設けられた吸気管内圧センサ
52によって検出される。冷却水温Twは冷却水温セン
サ53によって検出される。スロットル弁開度THはス
ロットル開度センサ54によって検出される。更に、車
速Vsは車速センサ55によって検出され、アクセルペ
ダル10の操作開度であるアクセルペダル開度APはア
クセルペダルセンサ56によって検出される。また、A
/D変換器38にはキャパシタ6の両端電圧が供給さ
れ、A/D変換器38の出力からはキャパシタ6の両端
電圧QCAPがディジタル値として得られるようになっ
ている。
【0017】出力インターフェース回路36は後述する
CPU31の動作によって発生されるアシスト量指令又
は回生量指令に応じてPDU5の動作を設定し、またC
PU31の指令に応じてコンタクタスイッチ20のオン
オフ駆動を行なう。入出力インターフェース回路37は
ENGECU(エンジン電子制御ユニット)12とのデ
ータ通信のための回路である。
【0018】ENGECU12はエンジン1の燃料噴射
制御及び点火時期制御等のエンジン制御を行なう。EN
GECU12には、図2においては接続ラインを省略し
ているが、上記のクランク角センサ41、スイッチ41
〜45、及び各種センサ52〜56が接続されている
他、酸素濃度センサ61が接続されている。酸素濃度セ
ンサ61は排気管62に設けられ、排気ガス中の酸素濃
度O2を検出する。この酸素濃度センサ61は理論空燃
比を閾値としてリッチ側及びリーン側の空燃比で異なる
レベルを発生する2値出力型の酸素濃度センサである。
ENGECU12の内部構成は上記のMOTECU11
と同様であるので、ここでの説明は省略する。ENGE
CU12においては燃料噴射制御ルーチンがCPU(図
示せず)によって処理され、上記の車両運転パラメータ
及びエンジン回転数Neを用いて燃料噴射時間Toutが
決定される。その決定された燃料噴射時間Toutだけイ
ンジェクタ63を駆動することが行なわれる。インジェ
クタ63は内燃エンジンの吸気管51の吸気ポート近傍
に設けられ、駆動されたとき燃料を噴射する。また、E
NGECU12においては点火時期制御ルーチンがCP
Uによって処理され、その点火時期制御によって点火装
置64の点火プラグ(図示せず)の火花放電が行なわれ
る。
【0019】更に、上記のスロットル弁50はいわゆる
ドライブバイワイヤ(DBW)型のものであるので、エ
ンジン1にはスロットル弁50を開弁駆動するスロット
ルアクチュエータ13が設けられている。ENGECU
12においては、スロットル弁開度制御ルーチンがCP
Uによって処理され、上記のスロットル弁開度TH、車
速Vs、アクセルペダル開度AP等の車両運転パラメー
タに応じて目標スロットル弁開度θthが決定され、その
目標スロットル弁開度θthとなるようにスロットルアク
チュエータ13を介してスロットル弁50の開度が制御
される。
【0020】次に、モータ2の制御動作についてCPU
31の動作を中心にして説明する。MOTECU11の
CPU31は、モータ制御ルーチンを例えば、10msec
毎に繰り返し実行し、次に示すように、その時点の動作
モードを判定し、判定した動作モードに対応するアシス
ト量ASTPWR又は回生量REGENを設定する。
【0021】かかるモータ制御ルーチンにおいて、CP
U31は図3及び図4に示すように、先ず、スタータス
イッチ42がオンであるか否かを判別する(ステップS
1)。エンジン1の始動のためスタータスイッチ42が
オンである場合には、エンジン回転数Neがエンジンが
停止していると見なすことができるストール回転数NC
R(例えば、50rpm)以下であるか否かを判別する
(ステップS2)。Ne≦NCRの場合には、モータ動
作としてエンジン1を始動させるために始動モードを行
なう(ステップS3)。そして、CCAPに初期値であ
るCCAPINIを設定する(ステップS4)。この初
期値CCAPINIとしては、車両搭載時の初期性能値
を設定する。
【0022】ステップS1においてスタータスイッチ4
2がオフであると判別した場合には、エンジン停止指令
が発生されているか否かを判別する(ステップS5)。
エンジン停止指令は、エンジン停止判別ルーチンの実行
において、エンジンの運転を停止させるべき運転状態で
あると判別されたときエンジン停止指令フラグのセット
として発生される。エンジン停止指令が発生されていな
いならば、ステップS2に進んでエンジン回転数Neが
ストール回転数NCR以下であるか否かを判別する。エ
ンジン停止指令が発生されているならば、キャパシタ6
の電力量QCAPを算出する(ステップS6)。キャパ
シタ6の電力量QCAPは後述する電力量算出ルーチン
で算出される。CPU31は、ステップS6の実行後、
A/D変換器38の出力からスロットル弁50の開度T
Hを得て、そのスロットル弁50のスロットル弁開度T
Hが所定アイドル開度THIDLE(ほとんど全閉の開
度)以上であるか否かを判別する(ステップS7)。ス
テップS2においてNe>NCRの場合、すなわちエン
ジン1が運転中の場合にはこのステップS6,S7を実
行する。TH≧THIDLEの場合にはアシストトリガ
テーブルから加速フラグFMASTを検索する(ステッ
プS8)。
【0023】アシストトリガテーブルは、ROM33に
予め書き込まれており、図5に示すように、エンジン回
転数Neとスロットル弁開度THとに応じて加速フラグ
FMASTを設定するようになっている。すなわち、閾
値MASTH,MASTLはエンジン回転数Neの上昇
に応じて徐々に大きくなり、スロットル弁開度THが閾
値MASTL以下から大きくなるときには閾値MAST
Hを越えるまではFMAST=0であり、閾値MAST
Hを越えると加速すべき運転状態としてFMAST=1
となる。逆にスロットル弁開度THが閾値MASTH以
上から小さくなるときには閾値MASTLを下回るまで
はFMAST=1であり、閾値MASTLを下回るとF
MAST=0となる。
【0024】ステップS8の実行後、その検索した加速
フラグFMASTが1であるか否かを判別する(ステッ
プS9)。FMAST=0の場合には、動作モードをク
ルーズモードとする(ステップS10)。FMAST=
1の場合には、動作モードを加速モードとする(ステッ
プS11)。ステップS7においてTH<THIDLE
と判別した場合には、スロットル弁50はほぼ全閉であ
るので、次に車速Vsが0km/hに等しいか否かを判
別する(ステップS12)。Vs=0km/hならば、
車両は停止しているので、エンジン停止指令が発生され
ているか否かを判別する(ステップS13)。これはス
テップS5と同様にである。エンジン停止指令が発生さ
れている場合には、故障判別フラグFFSCAPが1で
あるか否かを判別する(ステップS14)。FFSCA
P=0ならば、エンジン1の運転を停止するために動作
モードをアイドル停止モードとする(ステップS1
5)。一方、ステップS13においてエンジン停止指令
が発生されていないと判別した場合には、エンジン1の
アイドル運転を続けるために動作モードをアイドルモー
ドとする(ステップS16)。ステップS14において
FFSCAP=1と判別した場合には、キャパシタ6の
劣化のためステップS16に進んで動作モードをアイド
ルモードとしてエンジン1をアイドル運転状態にさせ
る。
【0025】ステップS12においてVs≠0km/h
ならば、車両は走行しているので、エンジン停止指令が
発生されているか否かを判別する(ステップS17)。
これはステップS5と同様にである。エンジン停止指令
が発生されている場合には、エンジン1の運転を減速す
るために動作モードを減速モードとする(ステップS1
8)。一方、エンジン停止指令が発生されていない場合
には、エンジン1はアイドル運転が要求されているか否
かを判別する(ステップS19)。アイドル運転要求
は、エンジンアイドル判別ルーチンの実行において、エ
ンジン1をアイドル運転状態にすべきと判別されたとき
アイドルフラグのセットとして発生される。エンジン1
のアイドル運転要求がある場合には動作モードをアイド
ルモードとし(ステップS16)、アイドル運転要求が
ない場合には動作モードを減速モードとする(ステップ
S18)。
【0026】ステップS10,S11,S15,S16
及びS18の各動作モード処理においては、アシスト量
ASTPWR又は回生量REGENが設定される。例え
ば、後述する加速モード処理においてはアシスト量(駆
動電力)ASTPWRが設定され、減速モード処理にお
いては回生量REGENが設定される。CPU31は設
定したアシスト量ASTPWR又は回生量REGENを
出力インターフェース回路36に対して出力する(ステ
ップS20)。出力インターフェース回路36はCPU
31から供給されたアシスト量ASTPWR又は回生量
REGENに応じてPDU5の動作を制御する。アシス
ト量ASTPWRの場合にはPDU5はアシスト量AS
TPWRに応じたアシスト電力をモータ2に供給する。
回生量REGENの場合にはモータ2は回生制動状態に
なり、PDU5は回生量REGENに応じた回生電力を
モータ2から得てキャパシタ6又はDV7に供給する。
【0027】始動モード処理においては、CPU31は
図6に示すように、先ずRAM初期化動作を行なう(ス
テップS21)。この初期化動作では例えば、RAM3
2内に一時的に記憶された回生量REGEN、アシスト
量ASTPWR等の値が0とされる。初期化動作後、C
PU31はコンタクタスイッチ20がオフか否かを判別
する(ステップS22)。コンタクタスイッチ20は、
ステップS1でスタータスイッチ42のオンを判別して
始動モード処理を最初に実行した場合にはオフである。
よって、コンタクタスイッチ20がオフならば、キャパ
シタ6には負荷が接続されていない状態であり、そのと
きのキャパシタ6の端子電圧CAPVを読み取り、その
読取電圧を初期電圧CAPVINIとして記憶保持し
(ステップS23)、その後、コンタクタスイッチ20
をオン状態にさせる(ステップS24)。コンタクタス
イッチ20のオンによりキャパシタ6には電気的負荷が
接続された状態となる。コンタクタスイッチ20をオン
状態にすると、CPU31はキャパシタ6の内部抵抗推
定ルーチンを実行する(ステップS25)。
【0028】内部抵抗推定ルーチンにおいては、図7に
示すように、CPU31はキャパシタ6の端子電圧(負
荷電圧)CAPV及び出力電流(負荷電流)CAPIを
読み取り(ステップS31)、その読取電圧CAPV、
読取電流CAPI及び初期電圧CAPVINIに応じて
キャパシタ6の内部抵抗CAPRを算出する(ステップ
S32)。内部抵抗CAPRの算出式は次式の通りであ
る。
【0029】
【数1】 CAPR=(CAPVINI−CAPV)/CAPI 内部抵抗推定ルーチンを処理して内部抵抗CAPRを算
出すると、冷却水温TWが閾値温度TWST以下である
か否かを判別する(ステップS26)。TW≦TWST
の場合にはエンジン1の低温時であるので、低電圧蓄電
器8を使用してスタータ(図示せず)による始動を行な
う(ステップS27)。すなわち、内燃エンジン1をス
タータによって始動させるのである。TW>TWSTの
場合にはキャパシタ6に蓄えられた電力量QCAPが閾
値容量QCAPST以下であるか否かを判別する(ステ
ップS28)。閾値容量QCAPSTは始動させること
が可能なキャパシタ6の蓄電電力量を示しており、全容
量の例えば、50%であり、その値は適宜選択的に設定
可能である。QCAP≦QCAPSTならば、電力量Q
CAPが少ないので、ステップS27に進み、QCAP
>QCAPSTならば、キャパシタ6に蓄えられた電力
量QCAPを使用してモータ2によってエンジン1を始
動させる(ステップS29)。
【0030】電力量算出ルーチンにおいては、図8に示
すように、CPU31は先ず、内部抵抗CAPRを考慮
したキャパシタ6の蓄電電圧CAPVRを読取電圧CA
PV、読取電流CAPI及び内部抵抗CAPRを用いて
算出する(ステップS41)。蓄電電圧CAPVRの算
出式は次式の通りである。
【0031】
【数2】 CAPVR=CAPV+CAPI×CAPR ステップS41の実行後、キャパシタ6の静電容量CC
APを算出するために静電容量算出ルーチンを実行する
(ステップS42)。静電容量算出ルーチンは後述す
る。静電容量算出ルーチンで静電容量CCAPが算出さ
れると、電力量QCAPを静電容量CCAP及び蓄電電
圧CAPVRを用いて算出する(ステップS43)。電
力量QCAPの算出式は次式の通りである。
【0032】
【数3】QCAP=CCAP×CAPVR2×(1/2)
×(1/3600) 静電容量算出ルーチンにおいては、図9に示すように、
CPU31は先ず、加速フラグFMASTが1であるか
否かを判別する(ステップS51)。FMAST=0な
らば、静電容量算出フラグFCAPV1が1であるか否
かを判別する(ステップS52)。静電容量算出フラグ
FCAPV1は静電容量算出のために総アシスト量(積
算駆動電力)ASTPWRSUMの算出を開始すると1
にセットされる。FCAPV1=0ならば、この静電容
量算出ルーチンを終了する。
【0033】ステップS51において加速すべき運転状
態のためFMAST=1と判別した場合には、加速モー
ド処理時であるので、そのときのアシスト量ASTPW
Rを総アシスト量ASTPWRSUMに加えることによ
り新たな総アシスト量ASTPWRSUMを算出する
(ステップS53)。その後、静電容量算出フラグFC
APV1が0であるか否かを判別する(ステップS5
4)。FCAPV1=0ならば、静電容量算出フラグF
CAPV1をセットして1に等しくさせ(ステップS5
5)、そのときのキャパシタ6の端子電圧CAPVを開
始電圧CAPV1として保持し(ステップS56)、そ
して、本ルーチンを終了する。FCAPV1=1なら
ば、既にステップS55及びS56を実行したので、直
ちに本ルーチンを終了する。
【0034】ステップS52において、FCAPV1=
1と判別した場合、すなわち、1つの加速モード処理終
了直後である場合には、そのときのキャパシタ6の端子
電圧CAPVを終了電圧CAPV2として保持し(ステ
ップS57)、静電容量CCAPを、加速モード処理中
におけるキャパシタ6の消費電力を示す総アシスト量A
STPWRSUM、開始電圧CAPV1及び終了電圧C
APV2を用いて算出する(ステップS58)。静電容
量CCAPの算出式は次式の通りである。
【0035】
【数4】CCAP=ASTPWRSUM×2/(CAP
V12−CAPV22) 静電容量CCAPを算出すると、総アシスト量ASTP
WRSUMを0に等しくさせ(ステップS59)、静電
容量算出フラグFCAPV1をリセットして0に等しく
させる(ステップS60)。ステップS60の実行後、
キャパシタ劣化モニタルーチンを処理する(ステップS
61)。
【0036】キャパシタ劣化モニタルーチンにおいて
は、図10に示すように、CPU31は先ず、キャパシ
タ劣化率DCAPを静電容量CCAP及び初期静電容量
CCAPINIを用いて算出する(ステップS71)。
初期静電容量CCAPINIは予め定められた値であ
る。キャパシタ劣化率DCAPの算出式は次式の通りで
ある。
【0037】
【数5】DCAP=1−CCAP/CCAPINI CPU31はキャパシタ劣化率DCAPを算出すると、
キャパシタ劣化率DCAPが劣化判別閾値DCAP1よ
りも大であるか否かを判別する(ステップS72)。こ
こでは、劣化判別閾値DCAP1として50%程度を設
定しているが、キャパシタの性能、使用頻度等によりそ
の設定値は適宜設定されるものである。また、キャパシ
タの劣化を算出した静電容量と初期静電容量との比率で
判別しているが、これを算出した静電容量と初期静電容
量との差で判別することも可能である。この場合には、
算出値が初期値の半分以下としてもよく、その値は適宜
設定可能である。
【0038】ステップS72にてDCAP≦DCAP1
と判別したならば、本キャパシタ劣化モニタルーチンを
終了し、DCAP>DCAP1ならば、故障判別フラグ
FFSCAPをセットして1に等しくさせる(ステップ
S73)。更に、キャパシタ6の異常をユーザに知らせ
るために警報ランプを点灯させる(ステップS74)。
ステップS74ではMOTECU11から直接若しくは
ENGECU12から間接的に信号を出力して警報ラン
プを点灯させ、これにより運転者等にキャパシタ6の異
常を知らせる。
【0039】ステップS73におけるFFSCAP=1
のセットは、ステップS14の故障判別フラグFFSC
APの判別に反映される。すなわち、エンジン1を自動
的に停止すべき状態であってもアイドルモード処理に進
んで、エンジン1をアイドル状態にしてキャパシタ6の
蓄電を図ることが行なわれる。次に、モータ制御ルーチ
ンにおける加速モード処理及び減速モード処理について
説明する。加速モード処理においては、CPU31は図
11に示すように、先ずRAM初期化動作を行なう(ス
テップS81)。この初期化動作では例えば、RAM3
2内に一時的に記憶された回生量REGEN等の値が0
とされる。初期化動作後、CPU31はクラッチスイッ
チ43のオンオフを読み取ってクラッチが動力伝達状態
であるか否かを判別する(ステップS82)。クラッチ
スイッチ43がオンならば、クラッチは動力切断状態で
あるので、アシスト量ASTPWRを0とする(ステッ
プS83)。そして、モータ2による回生電力を低電圧
負荷9に供給するようにDV7を制御する(ステップS
84)。
【0040】クラッチスイッチ43がオフならば、クラ
ッチは動力伝達状態であるので、次に、ニュートラルス
イッチ44のオンオフを読み取って変速機構3がニュー
トラル状態であるか否かを判別する(ステップS8
5)。ニュートラルスイッチ44がオンのためニュート
ラル状態である場合にはステップS83に進んでアシス
ト量ASTPWRを0とする。
【0041】ニュートラルスイッチ44がオフのためイ
ンギア状態である場合には、電力量算出ルーチンで算出
されたキャパシタ6の電力量QCAPを読み取ってその
電力量QCAPが下限閾値QCAPLMTLより大であ
るか否かを判別する(ステップS86)。下限閾値QC
APLMTLはモータ2による有効なアシスト可能電圧
であり、例えば、キャパシタ6の満充電時の電力量の5
0%程度に設定しても良く、キャパシタ6の容量によっ
て適宜設定可能である。また、その下限閾値QCAPL
MTLはステップS71で算出されたキャパシタ劣化率
DCAPが大きいほど上方修正される。QCAP≦QC
APLMTLならば、ステップS83に進んでアシスト
量ASTPWRを0とする。一方、QCAP>QCAP
LMTLならば、アシスト量ASTPWRをマップ検索
して求める(ステップS87)。ROM33には、図1
2に示すように、エンジン回転数Neとスロットル弁開
度THとに応じて定まるアシスト量ASTPWRがASTP
WR#n11〜ASTPWR#n2010のように加速時ASTPWRデー
タマップとして予め書き込まれている。よって、そのと
きのエンジン回転数Neとスロットル弁開度THとに対
応するアシスト量ASTPWRを加速時ASTPWRデ
ータマップから検索することができる。ステップS87
の実行後、CPU31はキャパシタ6の蓄電電力を低電
圧負荷9に供給するようにDV7を制御する(ステップ
S88)。
【0042】減速モード処理においては、CPU31は
図13に示すように、先ずRAM初期化動作を行なう
(ステップS91)。この初期化動作では例えば、RA
M32内に一時的に記憶されたアシスト量ASTPWR
等の値が0とされる。初期化動作後、CPU31はクラ
ッチスイッチ43のオンオフを読み取ってクラッチが動
力伝達状態であるか否かを判別する(ステップS9
2)。クラッチスイッチ43がオンならば、クラッチは
動力切断状態であるので、回生量REGENを0とする
(ステップS93)。
【0043】クラッチスイッチ43がオフならば、クラ
ッチは動力伝達状態であるので、次に、ニュートラルス
イッチ44のオンオフを読み取って変速機構3がニュー
トラル状態であるか否かを判別する(ステップS9
4)。ニュートラルスイッチ44がオンのためニュート
ラル状態である場合にはステップS93に進んで回生量
REGENを0とする。
【0044】ニュートラルスイッチ44がオフのためイ
ンギア状態である場合には、モータ2による回生電力を
低電圧負荷9に供給するようにDV7を制御し(ステッ
プS95)、そして、電力量算出ルーチンで算出された
キャパシタ6の電力量QCAPを読み取ってその電力量
QCAPが上限閾値QCAPLMTHより大であるか否
かを判別する(ステップS96)。上限閾値QCAPL
MTHは、回生による充電可能な例えば、キャパシタ6
の満充電時の電力量の90%程度に設定しても良く、キ
ャパシタ6の容量によって適宜設定可能である。また、
その上限閾値QCAPLMTHはステップS71で算出
されたキャパシタ劣化率DCAPが大きいほど上方修正
される。この修正はキャパシタ6の満充電時の容量以下
で行なわれる。QCAP≧QCAPLMTHならば、ス
テップS93に進んで回生量REGENを0とする。一
方、QCAP<QCAPLMTHならば、ブレーキスイ
ッチ45のオンオフを読み取ってブレーキペダルが操作
されたブレーキ状態であるか否かを判別する(ステップ
S97)。ブレーキスイッチ45がオフのため非ブレー
キ状態である場合には、回生量REGENを第1減速時
REGENマップからマップ検索して求める(ステップ
S98)。また、ブレーキスイッチ45がオンのためブ
レーキ状態である場合には、回生量REGENを第2減
速時REGENマップからマップ検索して求める(ステ
ップS99)。ROM33には、図14に示すように、
エンジン回転数Neと吸気管内圧PBとに応じて定まる
非ブレーキ時の回生量REGENがREGEN#n11〜REGEN#n
2010のように第1減速時REGENデータマップとして
予め書き込まれ、また図15に示すように、エンジン回
転数Neと吸気管内圧PBとに応じて定まるブレーキ時
の回生量REGENがREGENBR#n11〜REGENBR#n2010のよ
うに第2減速時REGENデータマップとして予め書き
込まれている。よって、そのときのエンジン回転数Ne
と吸気管内圧PBとに対応する回生量REGENを第1
又は第2減速時REGENデータマップから検索するこ
とができる。
【0045】上記した実施例で用いた図12、図14及
び図15においては、エンジン回転数、吸気負圧が大き
くなるほどモータ2のアシスト量、回生量が大きくな
る。なお、上記の実施例では、車両の変速機構3がマニ
ュアル式の場合について説明したが、変速機構3がオー
トマティック式(無段変速機構を含む)の場合にも本発
明を同様に適用することができる。ただし、オートマテ
ィック式変速機構では上記した各ASTPWR及びRE
GENデータマップは例えば、エンジン回転数Neと車
速Vsとに応じてアシスト量又は回生量を検索するよう
にしても良い。
【0046】更に、上記の実施例においては、モータ制
御用のMOTECU11とエンジン制御用のENGEC
U12とが個別に設けられているが、単一のECUでモ
ータ及びエンジンの両方を制御するようにしても良い。
また、上記した実施例においては、キャパシタ劣化率D
CAPが大きくてDCAP>DCAP1と判別された場
合には警報ランプが点灯されるが、これに限定されるこ
とはなく、例えば、警報音を発生するようにしても良
い。
【0047】また、上記した実施例においては、劣化判
断によって警報が発せられるまでは図12,図14及び
図15に基づいてアシスト量又は回生量を決定している
が、警報が発せられるまでの制御として劣化に応じてア
シスト量を減少させ、又は回生量を増加させるようにし
ても良い。
【0048】
【発明の効果】以上の如く、本発明のハイブリッド駆動
車両の制御装置においては、キャパシタに対して電気的
負荷を接続しないときのキャパシタの端子電圧を初期電
圧として測定し、キャパシタに対して電気的負荷を接続
したときのキャパシタの端子電圧及び出力電流を負荷電
圧及び負荷電流として測定し、初期電圧、負荷電圧及び
負荷電流に応じてキャパシタの内部抵抗を算出し、電動
機の駆動開始時のキャパシタの端子電圧を開始電圧とし
て測定し、その駆動終了時のキャパシタの端子電圧を終
了電圧として測定し、更に、その駆動開始時から終了時
までの期間における駆動電力を積算して積算値を得て、
内部抵抗、開始電圧、終了電圧及び駆動電力積算値に応
じてキャパシタの静電容量を算出し、その算出した静電
容量とキャパシタの初期静電容量とに応じてキャパシタ
の性能劣化を判断することが行なわれる。このようにキ
ャパシタの内部抵抗及び静電容量を算出してキャパシタ
の性能劣化を判断するので、キャパシタの性能を正確に
把握することができる故、キャパシタの充放電を効率よ
り管理して電動機の駆動を的確に行なうことができる。
【0049】また、本発明のハイブリッド駆動車両の制
御装置においては、算出された静電容量とキャパシタの
初期静電容量とに応じてキャパシタの劣化率を算出し、
その劣化率が閾値より大であるときには警報を発生する
ので、ユーザは警報によりキャパシタの劣化を知ること
ができ、キャパシタを取り替える等の対応処置を施すこ
とができる。
【0050】更に、本発明のハイブリッド駆動車両の制
御装置においては、内燃エンジンの運転を停止すべき車
両の運転状態であるか否かを判別し、内燃エンジンの運
転を停止すべき車両の運転状態である場合に劣化率が閾
値より大であるときには内燃エンジンを運転停止にする
ことなくアイドル運転状態に制御するので、アイドル運
転中にキャパシタの充電を図ることができ、その後の電
動機の駆動電力を劣化したキャパシタに確保することが
できる。
【0051】また、本発明のハイブリッド駆動車両の制
御装置においては、内燃エンジンの始動時に、各々され
た静電容量及び内部抵抗に応じてキャパシタの電力量を
算出し、算出したキャパシタの電力量が所定値以上であ
れば、スタータに代わって発電電動機によって内燃エン
ジンを始動させるので、キャパシタの蓄電電力を有効利
用することができ、スタータの電源である車載バッテリ
の蓄電電力をエンジン始動時に他の電気的負荷に用いる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の装置中のMOTECUの内部構成を示す
ブロック図である。
【図3】モータ制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。
【図4】図3のモータ制御ルーチンの続き部分を示すフ
ローチャートである。
【図5】アシストトリガテーブルによる加速フラグFM
ASTの設定特性を示す図である。
【図6】始動モード処理を示すフローチャートである。
【図7】内部抵抗推定ルーチンを示すフローチャートで
ある。
【図8】電力量算出ルーチンを示すフローチャートであ
る。
【図9】静電容量算出ルーチンを示すフローチャートで
ある。
【図10】キャパシタ劣化モニタルーチンを示すフロー
チャートである。
【図11】加速モード処理を示すフローチャートであ
る。
【図12】加速時ASTPWRデータマップを示す図で
ある。
【図13】減速モード処理を示すフローチャートであ
る。
【図14】第1減速時REGENデータマップを示す図
である。
【図15】第2減速時REGENデータマップを示す図
である。
【符号の説明】
1 エンジン 2 モータ 3 変速機構 4 駆動輪 5 PDU 6 キャパシタ 7 DV 8 低電圧蓄電器 9 低電圧負荷 11 MOTECU 12 ENGECU 13 スロットルアクチュエータ 20 コンタクタスイッチ 21 電流検出器 51 吸気管 62 排気管 63 インジェクタ 64 点火装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 敬介 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 沖 秀行 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 鵜飼 朝雄 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 (72)発明者 中本 康雄 埼玉県和光市中央1丁目4番1号株式会社 本田技術研究所内 Fターム(参考) 3G093 AA04 AA05 AA06 AA07 AA16 BA16 BA24 CA01 CA04 CB07 DA01 DA03 DA06 DA13 DB00 DB10 DB12 DB15 EB00 EC02 FA10 FA11 FB05 5H111 BB02 BB06 CC01 CC12 DD01 DD08 DD11 GG17 HB01 HB04 HB05 HB09 HB10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両用駆動源として内燃エンジンと、前
    記内燃エンジンの出力を補助する電動機として作動する
    と共に車両の走行エネルギを回生して蓄電器であるキャ
    パシタを充電する発電機として作動する発電電動機とを
    備えたハイブリッド駆動車両において、前記車両の運転
    状態に応じて前記キャパシタと前記発電電動機との間の
    電力供給及び蓄電を制御する制御装置であって、 前記キャパシタに対して電気的負荷を接続しないときの
    前記キャパシタの端子電圧を初期電圧として測定し、前
    記キャパシタに対して電気的負荷を接続したときの前記
    キャパシタの端子電圧及び出力電流を負荷電圧及び負荷
    電流として測定する電圧電流測定手段と、 前記電圧電流測定手段によって測定された前記初期電
    圧、前記負荷電圧及び前記負荷電流に応じて前記キャパ
    シタの内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、 前記電動機の駆動開始時の前記キャパシタの端子電圧を
    開始電圧として測定し前記電動機の駆動終了時の前記キ
    ャパシタの端子電圧を終了電圧として測定する電圧測定
    手段と、 前記電動機の駆動開始から終了までの期間における駆動
    電力を積算する駆動電力積算手段と、 前記電圧測定手段によって測定された開始電圧及び終了
    電圧と、前記駆動電力積算手段によって算出された駆動
    電力の積算値とに応じて前記キャパシタの静電容量を算
    出する静電容量算出手段と、 前記静電容量算出手段によって算出された静電容量と、
    前記キャパシタの初期静電容量とに応じて前記キャパシ
    タの性能劣化を判断する劣化判断手段と、を備えたこと
    を特徴とするハイブリッド駆動車両の制御装置。
  2. 【請求項2】 前記劣化判断手段は、前記静電容量算出
    手段によって算出された静電容量と、前記キャパシタの
    初期静電容量とに応じて前記キャパシタの性能の劣化率
    を算出する劣化率算出手段と、 前記劣化率算出手段によって算出された劣化率と閾値と
    の大小を判別する判別手段と、 前記判別手段によってその算出劣化率が閾値より大きい
    と判別された場合には警報を発生する警報手段と、を備
    えたことを特徴とする請求項1記載のハイブリッド駆動
    車両の制御装置。
  3. 【請求項3】 前記車両の運転状態に応じて前記内燃エ
    ンジンの運転停止をすべきか否かを判別する運転停止判
    別手段を備え、前記運転停止判別手段が前記内燃エンジ
    ンの運転停止をすべきと判別しても前記判別手段によっ
    てその算出劣化率が閾値より大きいと判別された場合に
    は、前記内燃エンジンを運転停止とすることなくアイド
    ル運転状態に制御することを特徴とする請求項2記載の
    ハイブリッド駆動車両の制御装置。
  4. 【請求項4】 前記内燃エンジンの始動時に、前記静電
    容量算出手段によって算出された静電容量と、前記内部
    抵抗算出手段によって算出された内部抵抗とに応じて前
    記キャパシタの電力量を算出し、算出した電力量が所定
    値以上の場合には前記発電電動機を電動機として作動さ
    せて前記内燃エンジンを始動させ、前記算出した電力量
    が所定値より小である場合には、スタータによって前記
    内燃エンジンを始動させる始動制御手段を備えたことを
    特徴とする請求項1〜3のいずれか1記載のハイブリッ
    ド駆動車両の制御装置。
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