JP2000278811A

JP2000278811A - ハイブリッド電気自動車の発電制御装置

Info

Publication number: JP2000278811A
Application number: JP11083231A
Authority: JP
Inventors: Sadao Imai; 貞雄今井; Yusuke Horii; 裕介堀井
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】バッテリ温度が低い場合にも、確実にバッテ
リ電圧の定格バッテリ電圧越えを防止可能なハイブリッ
ド電気自動車の発電制御装置を提供する。【解決手段】車両の制動時でバッテリ残存容量が少な
いとき、回生発電とエンジン発電とを併用させるととも
に、回生発電による回生電力値がバッテリ温度に基づい
て補正した発電停止回生電力値以上のときにエンジン発
電を停止させ、また、発電停止回生電力値の補正にバッ
テリ残存容量も加味し、更に、回生発電とエンジン発電
とが併用されていない状況下において、バッテリ電圧が
バッテリ温度に応じて補正した発電停止バッテリ電圧値
を上回ったときにエンジン発電を停止させるようにす
る。または、バッテリ電圧がバッテリ温度に応じて補正
した発電停止バッテリ電圧値を上回ったときにエンジン
発電を停止させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッド電気自
動車の発電制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）は、
電動モータとエンジンとを組み合わせ、それぞれの利点
を生かすことで省エネルギ化や低公害化を図った自動車
であり、シリーズ式とパラレル式とがある。前者はエン
ジンを発電のみに使用し、その電力で電動モータを駆動
する方式のものであり、後者はエンジン又は電動モータ
単独、或いはエンジンと電動モータの両方で駆動する方
式のものである。

【０００３】そして、特にシリーズ式のハイブリッド電
気自動車では、従来、図１１〜図１４に示すような発電
制御が行われていた。なお、図１１はバッテリ残存容量
に応じた発電制御の説明図、図１２はインバータ消費電
力に応じた発電制御の説明図、図１３は車速に応じた発
電制御の説明図、図１４はバッテリ電圧に応じた発電制
御の説明図である。

【０００４】従来の発電制御装置では、まず、図１１に
示すように、バッテリ残存容量が減少して例えば６０％
以下になったらバッテリ走行からハイブリッド走行へと
切り換え、逆に、バッテリ残存容量が増加して例えば７
０％以上になったらハイブリッド走行からバッテリ走行
へと切り換える。バッテリ走行とは、エンジンと発電機
とによる発電（以下これをエンジン発電という）は行わ
ず、バッテリから供給する電力によって電動モータを駆
動する走行状態（即ち純粋な電気自動車としての走行状
態）をいう。ハイブリッド走行とは、エンジン発電を行
い、その発電電力によってバッテリを充電すると同時に
電動モータを駆動する走行状態（即ちハイブリッド電気
自動車として走行状態）をいう。

【０００５】そして、ハイブリッド走行時におけるエン
ジン発電量は、バッテリと電動モータとの間に介設され
たインバータの消費電力に応じて切り換える。例えば、
図１２に示すように、インバータ消費電力ＰがＰ≧βの
ときには３０ｋＷの発電量、α＜Ｐ＜βのときには２０
ｋＷの発電量、Ｐ≦αのときには１０ｋＷの発電量とな
るように制御する。

【０００６】しかも、図１２に示すように、インバータ
消費電力が正の時、即ち、力行時には電力がバッテリ側
からインバータを介して電動モータ側に供給される一
方、インバータ消費電力が負の時、即ち、降坂路走行時
などのように電動モータが発電機となって発電（以下こ
れを回生発電という）する時には電力が電動モータ側か
らインバータを介してバッテリ側へと回生されるが、こ
の回生制動時にも、１０ｋＷのエンジン発電を行う。つ
まり、制動時には、回生電力と発電電力の両方によって
バッテリを充電する。

【０００７】また、上記発電量は車速に応じて制限す
る。例えば、図１３に示すようにリミッタ発電量を、車
速ｖがｖ≧Ｃのときには３０ｋＷ、Ｂ≦ｖ＜Ｃのときに
は２０ｋＷ、Ａ≦ｖ＜Ｂのときには１０ｋＷ、ｖ＜Ａの
ときには０ｋＷに設定し、発電量がリミッタ発電量を越
えているときにはリミッタ発電量となるように制限す
る。

【０００８】更には、バッテリ電圧が過剰に上昇又は低
下した場合にはエンジン発電を停止する。例えば、図１
４に示すように、定格バッテリ電圧Ｖ_n（例えば３８０
Ｖ）よりも少し低く高圧側の発電停止バッテリ電圧値Ｖ
₄（例えば３６０Ｖ）を設定し、且つ、この発電停止バ
ッテリ電圧値Ｖ₄よりも少し低く発電開始バッテリ電圧
値Ｖ₃を設定する。また、発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄
よりもかなり低く低圧側の発電停止バッテリ電圧値Ｖ₁
（例えば２４０Ｖ）を設定し、この所定電圧値Ｖ₁より
も少し高く発電開始電圧値Ｖ₂を設定する。

【０００９】そして、バッテリ充電によりバッテリ電圧
Ｖが過剰に上昇してＶ≧Ｖ₄となったときには、エンジ
ンをアイドリング状態にして発電を停止し、その後、バ
ッテリ電圧Ｖが低下してＶ≦Ｖ₃となったときには、エ
ンジン回転を上昇させて発電を開始する。また、バッテ
リ電圧Ｖが過剰に低下してＶ≦Ｖ₁となったときにも発
電を停止し、その後、バッテリ電圧Ｖが回復してＶ≧Ｖ
₂となったときには発電を開始する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ハイブリッド走行の場
合、即ち、バッテリ残存容量（又はバッテリ電圧）が低
下した場合には、バッテリ残存容量を回復させるために
上記のように回生発電時にもエンジン発電を行い、回生
電力と発電電力の両方によってバッテリ充電を行うこと
が望ましい。

【００１１】ところが、一般的にバッテリ（特に鉛バッ
テリ）はバッテリ温度によって電流−電圧特性が変化
し、バッテリ温度が低い場合には充電時のバッテリ電圧
上昇率が大きくなる。即ち、夏場等でバッテリ温度の高
い場合と冬場等でバッテリ温度の低い場合とを比較する
と、バッテリに供給される電力量が同じであっても、バ
ッテリ温度が高い場合にはバッテリの内部抵抗が小さく
なるため、充電電流が流れやすくなってバッテリ電圧の
上昇率は小さくなるが、バッテリ温度が低い場合にはバ
ッテリの内部抵抗が大きくなるため、充電電流が流れに
くくなってバッテリ電圧の上昇率は大きくなる。

【００１２】しかも、バッテリには、バッテリ充電時に
バッテリへの電力供給を停止しても、バッテリ電圧の上
昇がすぐには止まらず、バッテリ電圧は安定するまで充
電時の上昇率に応じた速さで上昇し続けるという特性が
ある。

【００１３】このため、バッテリ温度が低い場合、特に
ハイブリッド走行での制動時に回生電力と発電電力の両
方によってバッテリ充電が行われると、バッテリ電圧の
上昇率が著しく大きくなるため、バッテリ電圧Ｖが所定
電圧Ｖ₄に達した時点でエンジン発電を停止しても、同
バッテリ電圧Ｖが定格バッテリ電圧Ｖ_nを越えてしま
い、バッテリ過電圧故障を招く可能性があった。

【００１４】従って本発明は上記従来技術に鑑み、バッ
テリ温度が低い場合にも、確実にバッテリ電圧が定格バ
ッテリ電圧を越えるのを防止することができるハイブリ
ッド電気自動車の発電制御装置を提供することを課題と
する。

【００１５】なお、特開平４−３２２１０５号公報に
は、ハイブリッド電気自動車において過大な回生エネル
ギが発生した場合にこれを効果的に吸収するという技術
が開示されているが、これは過大な回生エネルギが発生
（バッテリ電圧値により判定）した場合にはエンジンの
燃料制御を停止するとともに回生エネルギによるバッテ
リ充電を停止するという技術であり、ここにはバッテリ
温度に基づいてバッテリの過充電を防止するという概念
はない。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明のハイブリッド電気自動車の発電制御装置は、エン
ジンにより駆動されて電力を発生する発電機と、この発
電機で発生した電力を蓄積するバッテリと、このバッテ
リからの電力により車両の駆動系を駆動するモータと、
上記バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段
と、上記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、上
記車両の制動時で上記バッテリ残存容量が少ないとき、
上記モータによる回生発電と上記発電機による発電とを
併用させるとともに、上記回生発電による回生電力値が
上記バッテリ温度に基づいて補正した所定電力値以上の
ときに上記発電機による発電を停止させる制御手段とを
有することを特徴とする。

【００１７】従って、この第１発明のハイブリッド電気
自動車の発電制御装置によれば、バッテリ温度が低いた
めに、回生発電とエンジン発電とを併用して回生電力と
発電電力の両方でバッテリを充電した場合にはバッテリ
電圧の上昇率が非常に高くなってバッテリ電圧が定格バ
ッテリ電圧を越える虞がある状態のときには、バッテリ
残存容量が多く（エンジン発電が不要になる程度）ない
状態であっても、バッテリ温度に応じて補正した所定電
力値に基づき早めにエンジン発電を停止して、バッテリ
電圧の定格バッテリ電圧越えを防止する。

【００１８】また、第２発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置は、第１発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置において、上記制御手段は、上記バッテ
リ温度が低く、上記バッテリ残存容量が大きいほど、上
記所定電力値を小さな値に補正することを特徴とする。

【００１９】従って、この第２発明のハイブリッド電気
自動車の発電制御装置によれば、バッテリ温度だけでな
くバッテリ残存容量も加味して、より確実にバッテリ電
圧の定格バッテリ電圧越えを防止する。

【００２０】また、第３発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置は、第１発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置において、上記バッテリの電圧を検出す
る電圧検出手段を有し、上記制御手段は、上記モータに
よる回生発電と上記発電機による発電とが併用されてい
ない状況下において、上記バッテリ電圧が上記バッテリ
の定格電圧よりも低く設定された所定電圧値を上回った
ときに上記発電機による発電を停止させるとともに、上
記バッテリ温度に応じて上記所定電圧値を補正すること
を特徴とする。

【００２１】従って、この第３発明のハイブリッド電気
自動車の発電制御装置によれば、回生発電とエンジン発
電とが併用されていない状況下において、バッテリ温度
が低い場合でも、バッテリ温度に応じて補正した所定電
圧値に基づきエンジン発電を停止して、バッテリ電圧の
定格バッテリ電圧越えを防止する。

【００２２】また、第４発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置は、エンジンにより駆動されて電力を発
生する発電機と、この発電機で発生した電力を蓄積する
バッテリと、上記バッテリの温度を検出する温度検出手
段と、上記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
上記バッテリ電圧が上記バッテリの定格電圧よりも低く
設定された所定電圧値を上回ったときに上記発電機によ
る発電を停止させるとともに、上記バッテリ温度に応じ
て上記所定電圧値を補正する制御手段とを有することを
特徴とする。

【００２３】従って、この第４発明のハイブリッド電気
自動車の発電制御装置によれば、バッテリ電圧Ｖが低い
場合でも、バッテリ温度に応じて補正した所定電圧値に
基づきエンジン発電を停止して、バッテリ電圧Ｖが定格
バッテリ電圧Ｖ_nを越えてしまうのを防止する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。

【００２５】［実施の形態１］図１は本発明の実施の形
態１にかかるハイブリッド電気自動車の発電制御装置の
構成図、図２、図３、図４は上記発電制御装置の処理を
示すフローチャートである。また、図５はバッテリ温度
とバッテリ残存容量とに応じた発電停止回生電力値の設
定方法を示す説明図、図６はインバータ消費電力に応じ
た発電制御の説明図、図７はバッテリ温度に応じた発電
停止バッテリ電圧値の設定方法を示す説明図、図８はバ
ッテリ電圧に応じた発電制御の説明図、図９は上記発電
制御装置の作用効果を示す説明図である。

【００２６】＜構成＞図１に示すように、本ハイブリッ
ド電気自動車は、車両の駆動系を駆動するための２台の
交流誘導モータである電動モータ１と、発電専用のエン
ジン２とを備えたシリーズ式のものである。電動モータ
１の駆動力はトランスミッション３等を介して駆動輪４
に伝達される。一方、エンジン２には発電機５が接続さ
れており、エンジン２の駆動よって発電機５が発電す
る。この発電機５で発生した電力はバッテリ６に蓄積さ
れる。

【００２７】電動モータ１へは、インバータ７を介し
て、バッテリ６又は発電機５から電力が供給されるよう
になっている。即ち、バッテリ走行時には、エンジン２
と発電機５とによる発電（エンジン発電）は行わず、バ
ッテリ６から供給する電力によって電動モータ１を駆動
する。ハイブリッド走行時には、エンジン発電を行い、
この発電電力によってバッテリ６を充電すると同時に電
動モータ１を駆動する。

【００２８】また、降坂路走行時などのように電動モー
タ１が発電機となって発電（回生発電）する場合には、
電動モータ１側からインバータ７を介してバッテリ６側
へと電力が回生され、この回生電力によってもバッテリ
６が充電される。即ち、制動時には電動モータ１が発電
機として機能することで制動エネルギ（回生電力）をバ
ッテリ６に蓄積することができ、車両効率向上に寄与し
ている。

【００２９】このようにハイブリッド走行での制動時に
は回生電力と発電電力の両方によってバッテリ６を充電
することができるが、特にバッテリ温度が低いときのバ
ッテリ過電圧故障を防止するために、制御装置であるＥ
ＣＵ８では、以下に詳述するようなバッテリ温度等に基
づく発電制御を行うようになっている。

【００３０】図１に示すように、ＥＣＵ８にはバッテリ
温度Ｔ、車速ｖ、バッテリ電圧Ｖ、インバータ消費電力
Ｐ及びバッテリ残存容量ＳＯＣが入力される。バッテリ
温度Ｔは温度検出器１１によって検出される。温度検出
器１１としては、バッテリケースの温度を検出するもの
や雰囲気温度を検出するものなど、直接的又は間接的に
バッテリ温度を検出することができるものであればよ
い。

【００３１】車速ｖはトランスミッション３等に設けら
れた車速検出器１２によって検出される。バッテリ電圧
Ｖはバッテリ６の端子電圧であり、バッテリ端子に接続
された電圧検出器１３によって検出される。インバータ
消費電力Ｐは力行時にバッテリ６側からインバータ７を
介して電動モータ１側に供給される電力及び回生制動時
に電動モータ１側からインバータ７を介してバッテリ１
１側へ回生される電力であり、インバータ７に設けられ
た電力検出器１４によってインバータ７の入出力部の電
圧と電流とを検出することにより検出される。

【００３２】バッテリ残存容量ＳＯＣは残存容量検出器
１５によって検出される。残存容量検出器１５として
は、バッテリ６の充放電電流を積算してバッテリ残存容
量を求めるもの等、各種方式のものを適宜用いることが
できる。

【００３３】そして、ＥＣＵ８では、これらのバッテリ
温度Ｔ、車速ｖ、バッテリ電圧Ｖ、インバータ消費電力
Ｐ及びバッテリ残存容量ＳＯＣに基づいて図２〜図８に
示すような発電制御を行う。

【００３４】図２に示すように、ＥＣＵ８では、まず、
フラグＦを０に初期セットする（Ｓ１）。続いて、バッ
テリ残存容量ＳＯＣに基づいてバッテリ走行とハイブリ
ッド走行の切り換え判定を行う（Ｓ２）。即ち、バッテ
リ残存容量ＳＯＣが減少して例えば６０％以下になった
らバッテリ走行からハイブリッド走行へと切り換え、逆
に、バッテリ残存容量ＳＯＣが増加して例えば７０％以
上になったらハイブリッド走行からバッテリ走行へと切
り換える（図１１参照）。

【００３５】ハイブリッド走行の場合には、インバータ
消費電力Ｐの正負を判定することにより回生の有無を判
断する（Ｓ３）。つまり、電動モータ１の動作状態が力
行時（Ｐ＞０）か、停止又は回生制動時（Ｐ≦０）かを
判定する。

【００３６】そして、この判定の結果、インバータ消費
電力ＰがＰ≦０であって停止又は回生制動時であると判
断した場合には、エンジン発電を停止するか否かを判定
するために発電停止回生電力値γを設定する（Ｓ４）。
この発電停止回生電力値γは、バッテリ温度Ｔとバッテ
リ残存容量ＳＯＣとに基づいて補正する。

【００３７】即ち、図５に示すように、バッテリ温度Ｔ
が低いほど、また、バッテリ残存容量ＳＯＣが高いほ
ど、発電停止回生電力値γの絶対値は小さな値に補正さ
れる（｜γ₁｜＞｜γ₂｜＞・・・＞｜γ_n｜）。な
お、バッテリ残存容量ＳＯＣに基づいて発電停止回生電
力値γを補正するのは、バッテリ６には、バッテリ残存
容量ＳＯＣが大きいほど充電時のバッテリ電圧上昇率が
大きくなるという特性もあるためである。従って発電停
止回生電力値γの補正にはバッテリ温度Ｔとバッテリ残
存容量ＳＯＣとを考慮することが望ましいと考えられる
が、勿論、バッテリ温度Ｔだけを考慮するようにしても
よい。

【００３８】次に、図２に示すように、インバータ消費
電力Ｐ（回生電力）の値と発電停止回生電力値γとを比
較する（Ｓ５）。その結果、Ｐ≦γであれば回生電力が
大きいため、回生電力と発電電力の両方でバッテリ６を
充電すべきではないと判断して、エンジン発電を停止す
る（Ｓ６）。即ち、当該回生電力のみによってバッテリ
６を充電する。そして、このときには発電停止回生電力
値γをバッテリ温度Ｔとバッテリ残存容量ＳＯＣとによ
って補正していることから、図６に示すようにバッテリ
温度Ｔが低いほど、また、バッテリ残存容量ＳＯＣが高
いほど、より絶対値の小さなインバータ消費電力Ｐ（回
生電力）においてエンジン発電が停止される。

【００３９】また、上記比較（Ｓ５）の結果、Ｐ＞γで
あれば回生電力が小さいため、回生電力と発電電力の両
方でバッテリ６を充電してもよいと判断して、１０ｋＷ
のエンジン発電を行う（Ｓ７）。即ち、当該回生電力と
１０ｋＷの発電電力の両方によってバッテリ６を充電す
る。上記Ｓ６又はＳ７の処理を行うと今回の処理は終了
（エンド）する。

【００４０】一方、上記の回生有無判断（Ｓ３）におい
て、インバータ消費電力ＰがＰ＞０（力行時）であると
判断した場合には、フラグＦが０か否かを判定する（Ｓ
８）。その結果、フラグＦが０の場合には、インバータ
消費電力Ｐに応じて発電制御を行う（Ｓ９）。

【００４１】即ち、図３に示すように、インバータ消費
電力Ｐの値と所定電力値α，βとを比較して（Ｓ１０
０）、インバータ消費電力ＰがＰ≧βのときには３０ｋ
Ｗのエンジン発電を行い（Ｓ１０１）、α＜Ｐ＜βのと
きには２０ｋＷのエンジン発電を行い（Ｓ１０２）、Ｐ
≦αのときには１０ｋＷのエンジン発電を行う（Ｓ１０
３）（図６参照）。

【００４２】次に、図２に示すように、車速ｖに応じた
リミッタ発電量を設定する（Ｓ１０）。即ち、図４に示
すように、車速ｖの値と所定車速値Ａ，Ｂ，Ｃとを比較
して（Ｓ２００）、リミッタ発電量を、車速ｖがｖ≧Ｃ
のときには３０ｋＷに設定し（Ｓ２０１）、Ｂ≦Ｖ＜Ｃ
のときには２０ｋＷに設定し（Ｓ２０２）、Ａ≦ｖ＜Ｂ
のときには１０ｋＷに設定し（Ｓ２０３）、ｖ＜Ａのと
きには０ｋＷに設定する（Ｓ２０４）。そして、図２に
示すように、発電量がリミッタ発電量以下か否かを判定
し（Ｓ１１）、発電量がリミッタ発電量を越えていると
きにはリミッタ発電量となるように制限する（Ｓ１２）
（図１３参照）。発電量がリミッタ発電量以下であれば
当該発電量を維持する。

【００４３】続いて、バッテリ温度Ｔに応じた発電停止
バッテリ電圧値Ｖ₁，Ｖ₄を設定する（Ｓ１３）。即
ち、定格バッテリ電圧Ｖ_n（例えば３８０Ｖ）よりも少
し低く設定した高圧側の発電停止バッテリ電圧値Ｖ
₄（例えば３６０Ｖ）と、この発電停止バッテリ電圧値
Ｖ₄よりもかなり低く設定した低圧側の発電停止バッテ
リ電圧値Ｖ₁（例えば２４０Ｖ）とを、図７に示すよう
に、バッテリ温度Ｔが低いほど、小さな値に補正する。

【００４４】そして、図２に示すように、バッテリ電圧
Ｖの値と発電停止バッテリ電圧値Ｖ ₄とを比較し（Ｓ１
４）、Ｖ＞Ｖ₄であればバッテリ電圧Ｖが過剰に上昇し
たと判断してエンジン発電を停止する（Ｓ１６）。そし
て、このときには発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄をバッテ
リ温度Ｔによって補正していることから、図８に示すよ
うにバッテリ温度Ｔが低いほど、より低い発電停止バッ
テリ電圧値Ｖ₄においてエンジン発電が停止される。な
お、このときには回生制動によって回生電力が生じて
も、当該回生電力はバッテリ６には回生せずに例えば抵
抗体で熱に変換して放出する。その後は、図２に示すよ
うに、フラグＦを１にセットして（Ｓ１７）、上記Ｓ２
の判定に戻る。

【００４５】また、上記比較（Ｓ１４）においてＶ≦Ｖ
₄であれば、続いてバッテリ電圧Ｖの値と発電停止バッ
テリ電圧値Ｖ₁とを比較する（Ｓ１５）。その結果、Ｖ
≦Ｖ ₁であればエンジン発電を停止し（Ｓ１６）、フラ
グＦを１にして（Ｓ１７）、上記Ｓ２の判定に戻る。Ｖ
＞Ｖ₁であれば今回の処理は終了（エンド）する。な
お、Ｖ₁，Ｖ₄の他にＶ₂，Ｖ₃も設定してヒステリシ
スを設けるようにしてもよい（図１０参照、詳細後
述）。

【００４６】また、Ｓ１６でエンジン発電を停止し、Ｓ
１７でフラグＦを１にセットした後には、Ｓ８のフラグ
判定に基づき、Ｓ９のインバータ消費電力Ｐに応じた発
電制御等の処理はバイパスして（即ちこれらの処理に優
先して）、Ｓ１４以降のバッテリ電圧Ｖに基づいた発電
制御処理を行う。

【００４７】＜作用・効果＞以上のように、本実施の形
態１の発電制御装置によれば、車両の制動時でバッテリ
残存容量ＳＯＣが少ないとき（ハイブリッド走行のと
き）、電動モータ１による回生発電と発電機５による発
電（エンジン発電）とを併用させるとともに、インバー
タ消費電力Ｐ（回生電力）がバッテリ温度Ｔに基づいて
補正した発電停止回生電力値γ以上のときに（即ちこの
ときのインバータ消費電力Ｐと発電停止回生電力値γは
負であるため、Ｐ≦γときに）、エンジン発電を停止さ
せるようにしたので、バッテリ温度Ｔが低いために、回
生発電とエンジン発電とを併用して回生電力と発電電力
の両方でバッテリ６を充電した場合にはバッテリ電圧Ｖ
の上昇率が非常に高くなってバッテリ電圧Ｖが定格バッ
テリ電圧Ｖ_nを越える虞がある状態のときには、バッテ
リ残存容量ＳＯＣが多く（エンジン発電が不要になる程
度）ない状態であっても、バッテリ温度Ｔに応じて補正
した発電停止回生電力値γに基づき早めにエンジン発電
を停止することにより、バッテリ電圧Ｖが定格バッテリ
電圧Ｖ_nを越えてしまうのを防止することができる。

【００４８】つまり、図９に充電時におけるバッテリ電
圧上昇の概要を示すように、回生発電が行われていない
とき（エンジン発電による発電電力のみのとき）には、
エンジン発電停止用のバッテリ電圧値Ｖ₄をバッテリ温
度Ｔに応じて低く補正すればよいが、このエンジン発電
の発電電力に回生発電の発電電力が加わると充電時のバ
ッテリ電圧Ｖの上昇率が非常に高くなることから、バッ
テリ温度Ｔによって補正した発電停止バッテリ電圧値Ｖ
₄においてエンジン発電を停止したとしても、バッテリ
電圧Ｖが定格バッテリ電圧Ｖ_nを越えてしまう虞があ
る。このため、回生発電時には、発電停止バッテリ電圧
値Ｖ₄を閾値とするよりも、発電停止回生電力値γを閾
値とし、この発電停止回生電力値γに対してバッテリ温
度Ｔによる補正を行うことにより早めにエンジン発電を
停止した方が、的確にバッテリ電圧Ｖの定格バッテリ電
圧Ｖ_n越えを防止することができる。

【００４９】また、本実施の形態１では、バッテリ温度
Ｔが低く、バッテリ残存容量ＳＯＣが大きいほど、発電
停止回生電力値γを小さな値に補正（γの絶対値を小さ
な値に補正）するので、バッテリ温度Ｔだけでなくバッ
テリ残存容量ＳＯＣも加味されるため、より確実にバッ
テリ電圧Ｖの定格バッテリ電圧Ｖ_n越えを防止すること
ができる。

【００５０】更には、本実施の形態１では、回生発電と
エンジン発電とが併用されていない状況下において、即
ち、回生発電が行われておらずエンジン発電のみによっ
てバッテリ６が充電されている状況下においては、バッ
テリ電圧Ｖが定格バッテリ電圧Ｖ_nよりも低く設定され
た発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄を上回ったときにエンジ
ン発電を停止させるとともに、バッテリ温度Ｔに応じて
発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄を補正するので、バッテリ
温度Ｔが低い場合でも、バッテリ温度Ｔに応じて補正し
た発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄に基づきエンジン発電を
停止して、バッテリ電圧Ｖが定格バッテリ電圧Ｖ_nを越
えてしまうを防止することができる。

【００５１】即ち、回生発電が行われていない状況下で
あっても、バッテリ温度Ｔが低い場合にはエンジン発電
によるバッテリ充電によってバッテリ電圧Ｖが定格バッ
テリ電圧Ｖ_nを越えやすい状況にあるので、エンジン発
電中でも、バッテリ温度Ｔにより補正した発電停止バッ
テリ電圧値Ｖ₄に基づいてエンジン発電を停止すること
により、バッテリ電圧Ｖの定格バッテリ電圧Ｖ_n越えを
防止する。

【００５２】［実施の形態２］上記実施の形態１では発
電停止回生電力値γと発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄とに
よってバッテリ電圧Ｖの定格バッテリ電圧Ｖ_n越えを防
止する場合について説明したが、本実施の形態２では発
電停止バッテリ電圧値Ｖ₄のみによってバッテリ電圧Ｖ
の定格バッテリ電圧Ｖ_n越えを防止する場合について説
明する。

【００５３】図１０は本発明の実施の形態２に係るハイ
ブリッド電気自動車の発電制御装置の処理を示すフロー
チャートである。なお、本発電制御装置の全体的な構成
については上記実施の形態１と同様であるため、ここで
の詳細な説明及び図示は省略する（図１参照）。

【００５４】＜構成＞本実施の形態２では、ＥＣＵ８に
おいて、バッテリ温度Ｔ、車速ｖ、バッテリ電圧Ｖ、イ
ンバータ消費電力Ｐ及びバッテリ残存容量ＳＯＣに基づ
き、以下のような発電制御を行う。

【００５５】図１０に示すように、ＥＣＵ８では、ま
ず、フラグＦ₁，Ｆ₂を０に初期セットする（Ｓ３
１）。続いて、バッテリ残存容量ＳＯＣに基づいてバッ
テリ走行とハイブリッド走行の切り換え判定を行う（Ｓ
３２）。即ち、バッテリ残存容量ＳＯＣが減少して例え
ば６０％以下になったらバッテリ走行からハイブリッド
走行へと切り換え、逆に、バッテリ残存容量ＳＯＣが増
加して例えば７０％以上になったらハイブリッド走行か
らバッテリ走行へと切り換える（図１１参照）。

【００５６】ハイブリッド走行の場合には、インバータ
消費電力Ｐに応じて発電制御を行う（Ｓ３３）。即ち、
図３に示すように、インバータ消費電力Ｐの値と所定電
力値α，βとを比較して（Ｓ１００）、インバータ消費
電力ＰがＰ≧βのときには３０ｋＷのエンジン発電を行
い（Ｓ１０１）、α＜Ｐ＜βのときには２０ｋＷのエン
ジン発電を行い（Ｓ１０２）、Ｐ≦αのときには１０ｋ
Ｗのエンジン発電を行う（Ｓ１０３）（図６参照）。

【００５７】続いて、図１０に示すように、車速ｖに応
じたリミッタ発電量を設定する（Ｓ３４）。即ち、図４
に示すように、車速ｖの値と所定車速値Ａ，Ｂ，Ｃとを
比較して（Ｓ２００）、リミッタ発電量を、車速ｖがｖ
≧Ｃのときには３０ｋＷに設定し（Ｓ２０１）、Ｂ≦ｖ
＜Ｃのときには２０ｋＷに設定し（Ｓ２０２）、Ａ≦ｖ
＜Ｂのときには１０ｋＷに設定し（Ｓ２０３）、ｖ＜Ａ
のときには０ｋＷに設定する（Ｓ２０４）。そして、図
１０に示すように、発電量がリミッタ発電量以下か否か
を判定し（Ｓ３５）、発電量がリミッタ発電量を越えて
いるときにはリミッタ発電量となるように制限する（Ｓ
３６）（図１３参照）。発電量がリミッタ発電量以下で
あれば当該発電量を維持する。

【００５８】次に、バッテリ温度Ｔに応じた発電停止バ
ッテリ電圧値Ｖ₁，Ｖ₄と発電開始バッテリ電圧Ｖ₂，
Ｖ₃とを設定する（Ｖ₁＜Ｖ₂＜＜Ｖ₃＜Ｖ₄）。

【００５９】即ち、高圧側の発電開始バッテリ電圧Ｖ₄
は定格バッテリ電圧Ｖ_n（例えば３８０Ｖ）よりも少し
低く設定（例えば３６０Ｖ）され、且つ、この発電停止
バッテリ電圧値Ｖ₄よりも少し低く発電開始バッテリ電
圧値Ｖ₃が設定されている。また、低圧側の発電停止バ
ッテリ電圧値Ｖ₁は発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄よりも
かなり低く設定（例えば２４０Ｖ）され、この所定電圧
値Ｖ₁よりも少し高く発電開始電圧値Ｖ₂が設定されて
いる。そして、これらの電圧値Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ ₃，Ｖ₄
を、図７に示すように、バッテリ温度Ｔが低いほど、小
さな値に補正する。

【００６０】続いて、図１０に示すように、バッテリ電
圧Ｖの値と発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄とを比較し（Ｓ
３８）、Ｖ＞Ｖ₄であればエンジン発電を停止して（Ｓ
３９）、フラグＦ₁を１にセットする（Ｓ４０）。この
とき、発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄がバッテリ温度Ｔに
よって補正されているため、図８に示すようにバッテリ
温度Ｔが低いほど、より低い発電停止バッテリ電圧値Ｖ
₄においてエンジン発電が停止される。

【００６１】その後、図１０に示すように、バッテリ電
圧Ｖの値と発電開始バッテリ電圧Ｖ ₃とを比較し（Ｓ４
１）、Ｖ₃≦ＶであればＳ３７へ戻る。Ｓ３７の処理を
した後、Ｓ３８においてＶ＞Ｖ₄であれば再びＳ３９
（発電停止）へと進む。また、Ｖ≦Ｖ₄であっても、こ
のときにはフラグＦ₁が１であるため、次のフラグ判定
（Ｓ４３）によって再びステップＳ３９へと進むことに
なる。つまり、バッテリ電圧Ｖが低下してＶ₃＞Ｖとな
るまでは発電停止状態を維持する（図８参照）。

【００６２】Ｓ４１においてＶ₃＞Ｖとなれば、フラグ
Ｆ₁を０にセットし（Ｓ４２）、続いて、バッテリ電圧
Ｖの値と発電停止バッテリ電圧値Ｖ₁とを比較する（Ｓ
４４）。その結果、Ｖ＞Ｖ₁であればフラグ判定（Ｓ４
９）を行ない、フラグＦ₂が０であれば今回の処理は終
了（エンド）し、次回の処理で再びハイブリッド走行判
定（Ｓ３２）が行われ、ハイブリッド走行であればイン
バータ消費電力Ｐに応じた発電（Ｓ３３）などが行われ
る。即ち、Ｖ₃＞Ｖとなることによってバッテリ電圧Ｖ
に基づく発電開始条件が成立する（図８参照）。

【００６３】その後、Ｓ４４においてＶ≦Ｖ₁となれ
ば、エンジン発電を停止して（Ｓ４５）、フラグＦ₂を
１にセットする（Ｓ４６）。続いて、バッテリ電圧Ｖの
値と発電開始バッテリ電圧Ｖ₂とを比較し（Ｓ４７）、
Ｖ₂＞ＶであればＳ３７へ戻る。Ｓ３７，Ｓ３８，Ｓ４
３の処理をした後、Ｓ４４においてＶ≦Ｖ₁であれば再
びＳ４５（発電停止）へと進む。また、Ｖ＞Ｖ₁であっ
ても、このときにはフラグＦ₂が１であるため、次のフ
ラグ判定（Ｓ４９）によって再びステップＳ４５へと進
むことになる。つまり、バッテリ電圧Ｖが回復してＶ₂
≦Ｖとなるまでは発電停止状態を維持する（図８参
照）。

【００６４】Ｓ４７においてＶ₁≦Ｖとなれば、フラグ
Ｆ₂を０にセットして（Ｓ４８）、今回の処理は終了
（エンド）し、次回の処理で再びハイブリッド走行判定
（Ｓ３２）が行われ、ハイブリッド走行であればインバ
ータ消費電力Ｐに応じた発電（Ｓ３３）などが行われ
る。即ち、Ｖ₁≦Ｖとなることによってバッテリ電圧Ｖ
に基づく発電開始条件が成立する（図８参照）。

【００６５】＜作用・効果＞以上のように、本実施の形
態２の発電制御装置によれば、バッテリ電圧Ｖが定格バ
ッテリ電圧Ｖ_nよりも低く設定された発電停止バッテリ
電圧値Ｖ₄上回ったときにエンジン発電を停止させると
ともに、バッテリ温度Ｔに応じて発電停止バッテリ電圧
値Ｖ₄を補正するので、バッテリ電圧Ｖが低い場合で
も、バッテリ温度Ｔに応じて補正した発電停止バッテリ
電圧値Ｖ₄に基づきエンジン発電を停止して、バッテリ
電圧Ｖが定格バッテリ電圧Ｖ_nを越えてしまうのを防止
することができる。

【００６６】即ち、バッテリ温度Ｔが低い場合にはエン
ジン発電によるバッテリ充電によってバッテリ電圧Ｖが
定格バッテリ電圧Ｖ_nを越えやすい状況にあるので、エ
ンジン発電中であっても、バッテリ温度Ｔにより補正し
た発電停止バッテリ電圧値Ｖ ₄に基づいてエンジン発電
を停止することにより、バッテリ電圧Ｖの定格バッテリ
電圧Ｖ_n越えを防止する。

【００６７】なお、上記実施の形態１，２では発電停止
バッテリ電圧値Ｖ₄をバッテリ温度Ｔに基づいて補正し
ているが、この発電停止バッテリ電圧値Ｖ₄の補正にバ
ッテリ残存容量ＳＯＣも加味して、より確実にバッテリ
電圧Ｖの定格バッテリ電圧Ｖ _n越えを防止するようにし
てもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、第１発明のハイブリッド電気自動車の
発電制御装置によれば、車両の制動時でバッテリ残存容
量が少ないとき、モータによる回生発電と発電機による
発電とを併用させるとともに、回生発電による回生電力
値がバッテリ温度に基づいて補正した所定電力値以上の
ときに発電機による発電を停止させるようにしたので、
バッテリ温度が低いために、回生発電とエンジン発電と
を併用して回生電力と発電電力の両方でバッテリを充電
した場合にはバッテリ電圧の上昇率が非常に高くなって
バッテリ電圧が定格バッテリ電圧を越える虞がある状態
のときには、バッテリ残存容量が多く（エンジン発電が
不要になる程度）ない状態であっても、バッテリ温度に
応じて補正した所定電力値に基づき早めにエンジン発電
を停止することにより、バッテリ電圧が定格バッテリ電
圧を越えてしまうのを防止することができる。

【００６９】また、第２発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置によれば、バッテリ温度が低く、バッテ
リ残存容量が大きいほど、所定電力値を小さな値に補正
するので、バッテリ温度だけでなくバッテリ残存容量も
加味されるため、より確実にバッテリ電圧の定格バッテ
リ電圧越えを防止することができる。

【００７０】また、第３発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置によれば、回生発電とエンジン発電とが
併用されていない状況下において、バッテリ電圧がバッ
テリの定格電圧よりも低く設定された所定電圧値を上回
ったときに発電機による発電を停止させるとともに、バ
ッテリ温度に応じて所定電圧値を補正するので、バッテ
リ温度が低い場合でも、バッテリ温度の応じて補正した
所定電圧値に基づきエンジン発電を停止して、バッテリ
電圧が定格バッテリ電圧を越えてしまうのを防止するこ
とができる。

【００７１】また、第４発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置によれば、バッテリ電圧がバッテリの定
格電圧よりも低く設定された所定電圧を上回ったときに
発電機による発電を停止させるとともに、バッテリ温度
に応じて所定電圧値を補正するので、バッテリ電圧Ｖが
低い場合でも、バッテリ温度に応じて補正した所定電圧
値に基づきエンジン発電を停止して、バッテリ電圧が定
格バッテリ電圧を越えてしまうのを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかるハイブリッド電
気自動車の発電制御装置の構成図である。

【図２】上記発電制御装置の処理を示すフローチャート
である。

【図３】上記発電制御装置の処理を示すフローチャート
である。

【図４】上記発電制御装置の処理を示すフローチャート
である。

【図５】バッテリ温度とバッテリ残存容量とに応じた発
電停止回生電力値の設定方法を示す説明図である。

【図６】インバータ消費電力に応じた発電制御の説明図
である。

【図７】バッテリ温度に応じた発電停止バッテリ電圧値
の設定方法を示す説明図である。

【図８】バッテリ電圧に応じた発電制御の説明図であ
る。

【図９】上記発電制御装置の作用効果を示す説明図であ
る。

【図１０】本発明の実施の形態２に係るハイブリッド電
気自動車の発電制御装置の処理を示すフローチャートで
ある。

【図１１】バッテリ残存容量に応じた発電制御の説明図
である。

【図１２】インバータ消費電力に応じた発電制御の説明
図である。

【図１３】車速に応じた発電制御の説明図である。

【図１４】バッテリ電圧に応じた発電制御の説明図であ
る。

【符号の説明】

１電動モータ２エンジン３トランスミッション４駆動輪５発電機６バッテリ７インバータ８ＥＣＵ１１温度検出器１２車速検出器１３電圧検出器１４電力検出器１５残存容量検出器Ｔバッテリ温度ｖ車速Ｖバッテリ電圧Ｐインバータ消費電力ＳＯＣバッテリ残存容量

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンにより駆動されて電力を発生す
る発電機と、この発電機で発生した電力を蓄積するバッテリと、このバッテリからの電力により車両の駆動系を駆動する
モータと、上記バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段
と、上記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、上記車両の制動時で上記バッテリ残存容量が少ないと
き、上記モータによる回生発電と上記発電機による発電
とを併用させるとともに、上記回生発電による回生電力
値が上記バッテリ温度に基づいて補正した所定電力値以
上のときに上記発電機による発電を停止させる制御手段
とを有することを特徴とするハイブリッド電気自動車の
発電制御装置。
【請求項２】請求項１に記載するハイブリッド電気自
動車の発電制御装置において、上記制御手段は、上記バッテリ温度が低く、上記バッテ
リ残存容量が大きいほど、上記所定電力値を小さな値に
補正することを特徴とするハイブリッド電気自動車の発
電制御装置。
【請求項３】請求項１に記載するハイブリッド電気自
動車の発電制御装置において、上記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段を有し、上記制御手段は、上記モータによる回生発電と上記発電
機による発電とが併用されていない状況下において、上
記バッテリ電圧が上記バッテリの定格電圧よりも低く設
定された所定電圧値を上回ったときに上記発電機による
発電を停止させるとともに、上記バッテリ温度に応じて
上記所定電圧値を補正することを特徴とするハイブリッ
ド電気自動車の発電制御装置。
【請求項４】エンジンにより駆動されて電力を発生す
る発電機と、この発電機で発生した電力を蓄積するバッテリと、上記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、上記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、上記バッテリ電圧が上記バッテリの定格電圧よりも低く
設定された所定電圧値を上回ったときに上記発電機によ
る発電を停止させるとともに、上記バッテリ温度に応じ
て上記所定電圧値を補正する制御手段とを有することを
特徴とするハイブリッド電気自動車の発電制御装置。