JP2000282908A - 回生エネルギー制御装置 - Google Patents
回生エネルギー制御装置Info
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Links
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バッテリの残存量が空充電の場合はエンジン
ブレーキ側をできるだけ少なくして回生エネルギーを効
率良く取り出し、満充電の場合はエンジンブレーキ側を
大きくしてスムーズな減速を提供する。 【解決手段】 電子制御ユニット４によりブレーキスイ
ッチ９のオンが検出されるとインバータ３に回生指令が
出力され、バッテリ５の電圧が設定値以上であればスロ
ットル弁２２を閉としてエンジンブレーキを働かせる。
一方、バッテリ５の電圧が設定値以下である場合は、エ
ンジン１への燃料供給をカットすると共に、スロットル
弁２２は開とする。この時、エンジンブレーキは最小と
なり、回生制動によりジェネレータ２からインバータ３
を介してバッテリ５へ電力が効率良く回収される。
ブレーキ側をできるだけ少なくして回生エネルギーを効
率良く取り出し、満充電の場合はエンジンブレーキ側を
大きくしてスムーズな減速を提供する。 【解決手段】 電子制御ユニット４によりブレーキスイ
ッチ９のオンが検出されるとインバータ３に回生指令が
出力され、バッテリ５の電圧が設定値以上であればスロ
ットル弁２２を閉としてエンジンブレーキを働かせる。
一方、バッテリ５の電圧が設定値以下である場合は、エ
ンジン１への燃料供給をカットすると共に、スロットル
弁２２は開とする。この時、エンジンブレーキは最小と
なり、回生制動によりジェネレータ２からインバータ３
を介してバッテリ５へ電力が効率良く回収される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は回生エネルギー制
御装置に係り、内燃機関であるエンジンに発電機又はモ
ータとして機能するジェネレータを組み合わせた構成に
おいて、回生時に発生する回生エネルギーを効率良く取
り出す装置に関するものである。
御装置に係り、内燃機関であるエンジンに発電機又はモ
ータとして機能するジェネレータを組み合わせた構成に
おいて、回生時に発生する回生エネルギーを効率良く取
り出す装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境改善や騒音低減の観点から電
気自動車が注目されている。しかしながら、電気自動車
において、そのエネルギー源として搭載するバッテリ
は、その充電に長時間を要し、またバッテリ容量から１
充電当たりの走行可能距離を大幅に伸ばすことができな
いという問題点がある。これに対して、近年、内燃機関
自動車の排気ガスや騒音の問題を低減しながら、電気自
動車の持つ欠点を捕うことができるハイブリッド自動車
が注目されつつある。
気自動車が注目されている。しかしながら、電気自動車
において、そのエネルギー源として搭載するバッテリ
は、その充電に長時間を要し、またバッテリ容量から１
充電当たりの走行可能距離を大幅に伸ばすことができな
いという問題点がある。これに対して、近年、内燃機関
自動車の排気ガスや騒音の問題を低減しながら、電気自
動車の持つ欠点を捕うことができるハイブリッド自動車
が注目されつつある。
【０００３】このハイブリッド自動車には、シリーズ方
式およびパラレル方式の２通りの駆動方式が知られてい
る。シリーズ方式は、内燃機関は発電にのみ利用し、発
電した電力をバッテリの充電およびモータに利用する方
式であり、パラレル方式は内燃機関を発電に利用するこ
とのみならず自動車の直接駆動にも利用する方式であ
る。
式およびパラレル方式の２通りの駆動方式が知られてい
る。シリーズ方式は、内燃機関は発電にのみ利用し、発
電した電力をバッテリの充電およびモータに利用する方
式であり、パラレル方式は内燃機関を発電に利用するこ
とのみならず自動車の直接駆動にも利用する方式であ
る。
【０００４】そして、上記いずれの方式でもエンジンブ
レーキ相当の制動力を得るために、エンジンに連結した
モータを発電機として動作させる回生制動が利用され
る。そして、この回生制動によって得られたエネルギー
は放電低抗によって消費するのが最も簡単である。
レーキ相当の制動力を得るために、エンジンに連結した
モータを発電機として動作させる回生制動が利用され
る。そして、この回生制動によって得られたエネルギー
は放電低抗によって消費するのが最も簡単である。
【０００５】しかし、エネルギーを単に熱として消費し
てしまうのは無駄であり、特に電気自動車においては１
充電当たりの走行距離を伸ばしたいという要求があるた
め、回生エネルギーをバッテリの充電に利用することが
行われている。ところが、この回生エネルギーは、走行
に応じて必要となる制動力によって発生するものであ
り、発生量を制御することはできず、十分なエネルギー
を得ることはできなかった。
てしまうのは無駄であり、特に電気自動車においては１
充電当たりの走行距離を伸ばしたいという要求があるた
め、回生エネルギーをバッテリの充電に利用することが
行われている。ところが、この回生エネルギーは、走行
に応じて必要となる制動力によって発生するものであ
り、発生量を制御することはできず、十分なエネルギー
を得ることはできなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置において
は、エンジンに連結した回転機を発電機として機能させ
回生エネルギーを取り出そうとしても、エンジンブレー
キによる制動が大きく、十分なエネルギーを電力として
取り出すことができなかった。また、バッテリの残存量
が満充電の場合、回生制動が働かず、車両としてのブレ
ーキの効きが良くないという問題点があった。
は、エンジンに連結した回転機を発電機として機能させ
回生エネルギーを取り出そうとしても、エンジンブレー
キによる制動が大きく、十分なエネルギーを電力として
取り出すことができなかった。また、バッテリの残存量
が満充電の場合、回生制動が働かず、車両としてのブレ
ーキの効きが良くないという問題点があった。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、十分に回生エネルギーを得
ることを目的とする。
ためになされたものであり、十分に回生エネルギーを得
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１による回生エネ
ルギー制御装置の発明は、空気と燃料が供給され回転駆
動力を発生するエンジンと、このエンジンの回転軸に連
結され回生時に電力を発生するジェネレータと、このジ
ェネレータから電力の供給を受けるとともに直流電力を
出力するバッテリとを備え、回生時にバッテリの残存容
量により、エンジンに供給される空気と燃料量を制御す
ることを特徴とする。
ルギー制御装置の発明は、空気と燃料が供給され回転駆
動力を発生するエンジンと、このエンジンの回転軸に連
結され回生時に電力を発生するジェネレータと、このジ
ェネレータから電力の供給を受けるとともに直流電力を
出力するバッテリとを備え、回生時にバッテリの残存容
量により、エンジンに供給される空気と燃料量を制御す
ることを特徴とする。
【０００９】請求項２の発明は、上記ジェネレータをモ
ータとしても動作可能な構成とし、ジェネレータからの
交流電力を所定の直流電力としてバッテリに出力すると
共に、直流電力から交流電力に変換可能なインバータを
設けることを特徴とする。
ータとしても動作可能な構成とし、ジェネレータからの
交流電力を所定の直流電力としてバッテリに出力すると
共に、直流電力から交流電力に変換可能なインバータを
設けることを特徴とする。
【００１０】請求項３の発明は、回生時にバッテリが満
充電の場合はエンジンの吸気管に設けられたスロットル
弁を閉に、空充電の場合はスロットル弁を開に制御する
ことを特徴とする。
充電の場合はエンジンの吸気管に設けられたスロットル
弁を閉に、空充電の場合はスロットル弁を開に制御する
ことを特徴とする。
【００１１】請求項４の発明は、回生時にバッテリが満
充電の場合はエンジンの吸気系通路をクローズに、空充
電の場合はエンジンの吸気系通路をオープンに制御する
ことを特徴とする。
充電の場合はエンジンの吸気系通路をクローズに、空充
電の場合はエンジンの吸気系通路をオープンに制御する
ことを特徴とする。
【００１２】請求項５の発明は、回生時にバッテリが満
充電の場合はエンジンの排気系通路をクローズに、空充
電の場合はエンジンの排気系通路をオープンに制御する
ことを特徴とする。
充電の場合はエンジンの排気系通路をクローズに、空充
電の場合はエンジンの排気系通路をオープンに制御する
ことを特徴とする。
【００１３】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、エンジンの排気系通路をクローズに、又はエンジン
の排気系通路をオープンにしたことにより、エンジンの
排気系通路に設けられた触媒コンバータの温度が所定値
より下がる場合、触媒コンバータを加熱することを特徴
とする。
て、エンジンの排気系通路をクローズに、又はエンジン
の排気系通路をオープンにしたことにより、エンジンの
排気系通路に設けられた触媒コンバータの温度が所定値
より下がる場合、触媒コンバータを加熱することを特徴
とする。
【００１４】請求項７の発明は、回生時にバッテリが空
充電の場合はエンジンに供給する燃料をカットすること
を特徴とする。
充電の場合はエンジンに供給する燃料をカットすること
を特徴とする。
【００１５】請求項８の発明は、上記バッテリとして、
アルカリ二次電池を使用することを特徴とする。
アルカリ二次電池を使用することを特徴とする。
【００１６】請求項９の発明は、上記バッテリとして、
リチウム二次電池を使用することを特徴とする。
リチウム二次電池を使用することを特徴とする。
【００１７】請求項１０の発明は、上記バッテリとし
て、ニッケルカドミウム電池を使用することを特徴とす
る。
て、ニッケルカドミウム電池を使用することを特徴とす
る。
【００１８】請求項１１の発明は、上記バッテリとし
て、電気二重層コンデンサを使用することを特徴とす
る。
て、電気二重層コンデンサを使用することを特徴とす
る。
【００１９】請求項１２の発明は、上記バッテリの残存
容量を検出するのに、バッテリの端子電圧を測定するこ
とを特徴とする。
容量を検出するのに、バッテリの端子電圧を測定するこ
とを特徴とする。
【００２０】請求項１３の発明は、上記バッテリの残存
容量を検出するのに、バッテリの電解液比重を測定する
ことを特徴とする。
容量を検出するのに、バッテリの電解液比重を測定する
ことを特徴とする。
【００２１】請求項１４の発明は、電流センサで検出し
た電流を積算し、温度センサで検出した温度から自己放
電量を求めてバッテリの残存量を推定することを特徴と
する。
た電流を積算し、温度センサで検出した温度から自己放
電量を求めてバッテリの残存量を推定することを特徴と
する。
【００２２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１による回生エネルギ
ー制御装置について説明する。
しながら、この発明の実施の形態１による回生エネルギ
ー制御装置について説明する。
【００２３】図１はこの発明の実施の形態１による回生
エネルギー制御装置の構成を示すブロック図である。図
において、エンジン１は、燃料タンク１０から燃料弁１
１を介して燃料の供給を受けると共に吸気管２３から空
気の供給を受けて駆動され、回転力を出力する内燃機関
である。ジェネレータ２は、エンジン１によって回転駆
動され、交流電力を発生する。インバータ３は、ジェネ
レータ２によって発生する交流電力を直流電力に変換し
てバッテリ５に供給すると共に、回生エネルギーの吸収
時にはバッテリ５からの直流電力を交流電力に変換して
ジェネレータ２をモータとして駆動させる。バッテリ５
は、インバータ３からの直流電力によって充電され、所
望の直流電力を出力する。
エネルギー制御装置の構成を示すブロック図である。図
において、エンジン１は、燃料タンク１０から燃料弁１
１を介して燃料の供給を受けると共に吸気管２３から空
気の供給を受けて駆動され、回転力を出力する内燃機関
である。ジェネレータ２は、エンジン１によって回転駆
動され、交流電力を発生する。インバータ３は、ジェネ
レータ２によって発生する交流電力を直流電力に変換し
てバッテリ５に供給すると共に、回生エネルギーの吸収
時にはバッテリ５からの直流電力を交流電力に変換して
ジェネレータ２をモータとして駆動させる。バッテリ５
は、インバータ３からの直流電力によって充電され、所
望の直流電力を出力する。
【００２４】また、エンジン１とタイヤ８は図示しない
歯車等の駆動機構を介して機械的に接続され、エンジン
１の回転出力によってハイブリッド自動車のタイヤ８を
駆動する。なお、インバータ３のスイッチング制御は、
通常トルク指令に応じたベクトル制御が利用される。ブ
レーキスイッチ９は、ハイブリッド自動車に制動がかか
った時にオンするブレーキスイッチであり、このブレー
キスイッチ９のオンオフについての信号は電子制御ユニ
ット４に出力される。電子制御ユニツト４は中央演算処
理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＡＭ及びＲＯＭ）、入出力
インターフェース部等から構成されるマイクロコンピュ
ータであり、バッテリ５の電圧を検出する電圧計１２か
らの出力信号も供給されており、これらの入力信号に応
じ、ジェネレータ２及び燃料弁１１を制御する。
歯車等の駆動機構を介して機械的に接続され、エンジン
１の回転出力によってハイブリッド自動車のタイヤ８を
駆動する。なお、インバータ３のスイッチング制御は、
通常トルク指令に応じたベクトル制御が利用される。ブ
レーキスイッチ９は、ハイブリッド自動車に制動がかか
った時にオンするブレーキスイッチであり、このブレー
キスイッチ９のオンオフについての信号は電子制御ユニ
ット４に出力される。電子制御ユニツト４は中央演算処
理部（ＣＰＵ）、記憶部（ＲＡＭ及びＲＯＭ）、入出力
インターフェース部等から構成されるマイクロコンピュ
ータであり、バッテリ５の電圧を検出する電圧計１２か
らの出力信号も供給されており、これらの入力信号に応
じ、ジェネレータ２及び燃料弁１１を制御する。
【００２５】エンジン１の吸気管２３には、吸入空気量
を調節するスロットル弁２２が設置され、このスロット
ル弁２２は直流モータやステッピングモータ等により構
成されるスロットルアクチュエータ２１により駆動され
る。スロットルアクチュエータ２１及びスロットル弁２
２には、スロットル弁を閉側に作動させるリターンスプ
リングが設けられている。また、吸気管２３にはスロッ
トル弁２２をバイパスするバイパス路２４が配設されて
おり、このバイパス路２４を通過する空気量はバイパス
制御弁２５により制御される。なお、このバイパス制御
弁２５は直流モータやステッピングモータ等により構成
されるアクチュエータ２５ａにより駆動される。
を調節するスロットル弁２２が設置され、このスロット
ル弁２２は直流モータやステッピングモータ等により構
成されるスロットルアクチュエータ２１により駆動され
る。スロットルアクチュエータ２１及びスロットル弁２
２には、スロットル弁を閉側に作動させるリターンスプ
リングが設けられている。また、吸気管２３にはスロッ
トル弁２２をバイパスするバイパス路２４が配設されて
おり、このバイパス路２４を通過する空気量はバイパス
制御弁２５により制御される。なお、このバイパス制御
弁２５は直流モータやステッピングモータ等により構成
されるアクチュエータ２５ａにより駆動される。
【００２６】アクセルペダルスイッチ２０は、スロット
ル弁２２をスロットルアクチュエータ２１，２５ａを用
いて開閉制御する、いわゆるドライブバイワイヤー構造
になっている。
ル弁２２をスロットルアクチュエータ２１，２５ａを用
いて開閉制御する、いわゆるドライブバイワイヤー構造
になっている。
【００２７】吸気管２３と排気管２６の間に配設された
排気ガス再循環路３２には、ＥＧＲ（Exhaust Gas Reci
rculation）装置の弁４０及び駆動アクチュエータ４０
ａが設けられており、このＥＧＲ装置の本来の目的は、
排気ガスの一部を排気管２６と吸気管２３の間の圧力差
を利用して吸気側へ戻し、エンジン１内の燃焼を抑制し
て燃焼温度を下げ、排気ガスの有害成分を低下させるも
のである。
排気ガス再循環路３２には、ＥＧＲ（Exhaust Gas Reci
rculation）装置の弁４０及び駆動アクチュエータ４０
ａが設けられており、このＥＧＲ装置の本来の目的は、
排気ガスの一部を排気管２６と吸気管２３の間の圧力差
を利用して吸気側へ戻し、エンジン１内の燃焼を抑制し
て燃焼温度を下げ、排気ガスの有害成分を低下させるも
のである。
【００２８】エンジン１の排気管２６には、排気ガスの
浄化を行うための触媒コンバータ２７が設けられてい
る。この触媒コンバータ２７は、排気ガス中の炭化水素
（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素（ＮＯX）を
触媒作用により浄化する装置であり、ＨＣ、ＣＯを酸化
すると共に、ＮＯXを還元する。このため、触媒コンバ
ータ２７中には例えばペレット状の触媒が充填されてお
り、排気ガスがこの触媒と接触することにより上述の酸
化還元を生起する。そして、このような触媒の作用を十
分に発揮させるためには、触媒の温度を６００度程度以
上に保持することが必要であるが、通常の場合、高温の
排気ガスによって触媒の温度を高温に保持している。
浄化を行うための触媒コンバータ２７が設けられてい
る。この触媒コンバータ２７は、排気ガス中の炭化水素
（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、酸化窒素（ＮＯX）を
触媒作用により浄化する装置であり、ＨＣ、ＣＯを酸化
すると共に、ＮＯXを還元する。このため、触媒コンバ
ータ２７中には例えばペレット状の触媒が充填されてお
り、排気ガスがこの触媒と接触することにより上述の酸
化還元を生起する。そして、このような触媒の作用を十
分に発揮させるためには、触媒の温度を６００度程度以
上に保持することが必要であるが、通常の場合、高温の
排気ガスによって触媒の温度を高温に保持している。
【００２９】そして、この触媒コンバータ２７の内部に
は、触媒コンバータ２７の温度を検出するための温度セ
ンサ３０が設けられており、触媒コンバータ２７の周囲
には触媒コンバータ２７を加熱するための放電抵抗３１
が設けられている。
は、触媒コンバータ２７の温度を検出するための温度セ
ンサ３０が設けられており、触媒コンバータ２７の周囲
には触媒コンバータ２７を加熱するための放電抵抗３１
が設けられている。
【００３０】排気管２６には、上記触媒コンバータ２７
をバイパスするバイパス路２８が接続されており、この
バイパス路２８を通過する排気ガスの流量はバイパス制
御弁２９及びそれを駆動するアクチュエータ２９ａによ
り制御される。更に、排気管２６の途中には排気ガスブ
レーキバルブ４１及びアクチュエータ４１ａが設けられ
ており、このバルブ４１により排気ガスの流れを阻止す
ることで、エンジン内部抵抗を増加させ、車両を減速さ
せるのである。
をバイパスするバイパス路２８が接続されており、この
バイパス路２８を通過する排気ガスの流量はバイパス制
御弁２９及びそれを駆動するアクチュエータ２９ａによ
り制御される。更に、排気管２６の途中には排気ガスブ
レーキバルブ４１及びアクチュエータ４１ａが設けられ
ており、このバルブ４１により排気ガスの流れを阻止す
ることで、エンジン内部抵抗を増加させ、車両を減速さ
せるのである。
【００３１】以上述べた構成において、実施の形態１の
動作を図２のフローチャートに基づいて説明する。力行
時は、エンジン１には燃料弁１１を介して燃料タンク１
０から燃料が供給されると共に吸気管２３から空気が供
給されて燃焼し、タイヤ８を回転させて自動車を走行さ
せる。また、エンジン１の回転軸と連結されたジェネレ
ータ２は発電機として動作し、ジェネレータ２から発生
する交流電力はインバータ３により直流電力に変換され
てバッテリ５に蓄えられる。
動作を図２のフローチャートに基づいて説明する。力行
時は、エンジン１には燃料弁１１を介して燃料タンク１
０から燃料が供給されると共に吸気管２３から空気が供
給されて燃焼し、タイヤ８を回転させて自動車を走行さ
せる。また、エンジン１の回転軸と連結されたジェネレ
ータ２は発電機として動作し、ジェネレータ２から発生
する交流電力はインバータ３により直流電力に変換され
てバッテリ５に蓄えられる。
【００３２】一方、電子制御ユニット４はブレーキスイ
ッチ９の状態を監視しており（Ｓ１）、ブレーキスイッ
チ９のオンが検出されると電子制御ユニット４からイン
バータ３に回生指令が出力される（Ｓ２）。その結果、
タイヤ８からジェネレータ２に伝達された回転力によっ
てジェネレータ２を発電機として作用させる。ここで、
電子制御ユニット４は電圧計１２からのバッテリ５の電
圧が設定値以上であるか否かを検出し（Ｓ３）、設定値
以上であればＳ６に進みスロットル弁２２を閉としてエ
ンジンブレーキを働かせる。これに対して、バッテリ５
の電圧が設定値以下である場合は、燃料弁１１をオフ
し、燃料タンク１０からエンジン１への燃料供給をカッ
トし（Ｓ４）、スロットル弁２２は開とする（Ｓ５）。
この時、エンジンブレーキは最小となり、回生制動によ
りジェネレータ２からインバータ３を介してバッテリ５
へ電力が効率良く回収される。
ッチ９の状態を監視しており（Ｓ１）、ブレーキスイッ
チ９のオンが検出されると電子制御ユニット４からイン
バータ３に回生指令が出力される（Ｓ２）。その結果、
タイヤ８からジェネレータ２に伝達された回転力によっ
てジェネレータ２を発電機として作用させる。ここで、
電子制御ユニット４は電圧計１２からのバッテリ５の電
圧が設定値以上であるか否かを検出し（Ｓ３）、設定値
以上であればＳ６に進みスロットル弁２２を閉としてエ
ンジンブレーキを働かせる。これに対して、バッテリ５
の電圧が設定値以下である場合は、燃料弁１１をオフ
し、燃料タンク１０からエンジン１への燃料供給をカッ
トし（Ｓ４）、スロットル弁２２は開とする（Ｓ５）。
この時、エンジンブレーキは最小となり、回生制動によ
りジェネレータ２からインバータ３を介してバッテリ５
へ電力が効率良く回収される。
【００３３】ここで、一般的なバッテリの電圧−電流特
性は図３に示すように、充電時の端子電圧が上昇する特
性を有している。従って、電圧計１２によりバッテリ５
の端子電圧を監視することにより、バッテリ５において
充電（回生エネルギーの吸収）が可能であるかを判定す
ることができる。
性は図３に示すように、充電時の端子電圧が上昇する特
性を有している。従って、電圧計１２によりバッテリ５
の端子電圧を監視することにより、バッテリ５において
充電（回生エネルギーの吸収）が可能であるかを判定す
ることができる。
【００３４】以上のように実施の形態１によれば、エン
ジンの減速時に発生する回生エネルギーを、バッテリの
残存量が空充電の場合はエンジンブレーキ側をできるだ
け少なくして、効率良く取り出すことができ、また、バ
ッテリの残存量が満充電の場合はエンジンブレーキ側を
大きくすることで、運転者に違和感を与えることなくス
ムーズな減速を提供することができる。
ジンの減速時に発生する回生エネルギーを、バッテリの
残存量が空充電の場合はエンジンブレーキ側をできるだ
け少なくして、効率良く取り出すことができ、また、バ
ッテリの残存量が満充電の場合はエンジンブレーキ側を
大きくすることで、運転者に違和感を与えることなくス
ムーズな減速を提供することができる。
【００３５】実施の形態２．実施の形態２では、実施の
形態１に使用されるバッテリ５のより好ましい種類を規
定する。すなわち、実施の形態１（図１の構成）に示す
バッテリ５として、高出力密度又は高エネルギー密度タ
イプのアルカリ二次電池、リチウム二次電池、ニッケル
カドミウム電池、さらには電気二重層コンデンサを採用
する。
形態１に使用されるバッテリ５のより好ましい種類を規
定する。すなわち、実施の形態１（図１の構成）に示す
バッテリ５として、高出力密度又は高エネルギー密度タ
イプのアルカリ二次電池、リチウム二次電池、ニッケル
カドミウム電池、さらには電気二重層コンデンサを採用
する。
【００３６】実施の形態２によれば、バッテリ５とし
て、高出力密度又は高エネルギー密度タイプの二次電
池、又は電気二重層コンデンサを採用したので、急激な
エネルギーの充電又は回生エネルギーの充電量の増大、
充電効率の向上が図れ、さらなる改善が期待できる。
て、高出力密度又は高エネルギー密度タイプの二次電
池、又は電気二重層コンデンサを採用したので、急激な
エネルギーの充電又は回生エネルギーの充電量の増大、
充電効率の向上が図れ、さらなる改善が期待できる。
【００３７】実施の形態３．実施の形態１では、バッテ
リ５の端子電圧を監視することにより、バッテリ５の充
電（回生エネルギーの吸収）が可能であるかを判定して
いたが、バッテリ５の充放電量を検出する方法として、
電流センサで検出した電流値からバッテリの放電電流を
積算し、温度センサで検出した温度から自己放電量を求
めてバッテリの残存量を推定する方法、バッテリ電圧と
バッテリ電流の両方を検出する方法、バッテリの内部抵
抗値を検出する方法、又は電解液の比重を検出する方法
を用いることができる。
リ５の端子電圧を監視することにより、バッテリ５の充
電（回生エネルギーの吸収）が可能であるかを判定して
いたが、バッテリ５の充放電量を検出する方法として、
電流センサで検出した電流値からバッテリの放電電流を
積算し、温度センサで検出した温度から自己放電量を求
めてバッテリの残存量を推定する方法、バッテリ電圧と
バッテリ電流の両方を検出する方法、バッテリの内部抵
抗値を検出する方法、又は電解液の比重を検出する方法
を用いることができる。
【００３８】図４はバッテリの電解液比重と充放電量の
関係を示すグラフであり、バッテリを放電して行くとそ
れに比例して電解液の比重が下がっていく。従って、バ
ッテリ５の電解液比重を監視することにより、電解液比
重が下がってきた場合にバッテリ５の充電（回生エネル
ギーの吸収）を行うように判断しても、実施の形態１と
同様の効果が得られる。
関係を示すグラフであり、バッテリを放電して行くとそ
れに比例して電解液の比重が下がっていく。従って、バ
ッテリ５の電解液比重を監視することにより、電解液比
重が下がってきた場合にバッテリ５の充電（回生エネル
ギーの吸収）を行うように判断しても、実施の形態１と
同様の効果が得られる。
【００３９】実施の形態４．実施の形態１では、エンジ
ンブレーキ力を調整するためにスロットル弁２２を開閉
するように制御したが、本実施の形態では、吸気・排気
通路のバイパスに設けられた制御弁、ＥＧＲ制御バル
ブ、排気ブレーキバルブを開閉制御するようにした。な
お、回生エネルギー制御装置の構成は図１に示したもの
と同様である。
ンブレーキ力を調整するためにスロットル弁２２を開閉
するように制御したが、本実施の形態では、吸気・排気
通路のバイパスに設けられた制御弁、ＥＧＲ制御バル
ブ、排気ブレーキバルブを開閉制御するようにした。な
お、回生エネルギー制御装置の構成は図１に示したもの
と同様である。
【００４０】図５は実施の形態４による制御動作を説明
するためのフローチャートである。図において、電子制
御ユニット４はブレーキスイッチ９の状態を監視してお
り（Ｓ１）、ブレーキスイッチ９のオンが検出される
と、電子制御ユニット４からインバータ３に回生指令が
出力される（Ｓ２）。その結果、タイヤ８からジェネレ
ータ２に伝達された回転力によってジェネレータ２を発
電機として作用させる。ここで、電子制御ユニット４は
電圧計１２からのバッテリ５の電圧が設定値以上である
か否かを検出する（Ｓ３）。
するためのフローチャートである。図において、電子制
御ユニット４はブレーキスイッチ９の状態を監視してお
り（Ｓ１）、ブレーキスイッチ９のオンが検出される
と、電子制御ユニット４からインバータ３に回生指令が
出力される（Ｓ２）。その結果、タイヤ８からジェネレ
ータ２に伝達された回転力によってジェネレータ２を発
電機として作用させる。ここで、電子制御ユニット４は
電圧計１２からのバッテリ５の電圧が設定値以上である
か否かを検出する（Ｓ３）。
【００４１】Ｓ３においてバッテリ５の電圧が設定値以
下の場合、すなわち回生制動により十分にバッテリに電
力を回収したい場合は、Ｓ４に進み燃料弁１１をオフ
し、燃料タンク１０からエンジン１への燃料供給をカッ
トし（Ｓ４）、さらにＳ５０に進んで、図６に示すよう
に （１）スロットル弁２２…開 （２）吸気側バイパス制御弁２５…開 （３）排気側バイパス制御弁２９…開 （４）ＥＧＲ制御バルブ４０…開 （５）排気側ブレーキバルブ４１…開 として、吸排気系通路をオープンにして、空気の流れを
良くしてエンジン１のポンピングロスを最小にして、回
生制動を十分に働かせる。
下の場合、すなわち回生制動により十分にバッテリに電
力を回収したい場合は、Ｓ４に進み燃料弁１１をオフ
し、燃料タンク１０からエンジン１への燃料供給をカッ
トし（Ｓ４）、さらにＳ５０に進んで、図６に示すよう
に （１）スロットル弁２２…開 （２）吸気側バイパス制御弁２５…開 （３）排気側バイパス制御弁２９…開 （４）ＥＧＲ制御バルブ４０…開 （５）排気側ブレーキバルブ４１…開 として、吸排気系通路をオープンにして、空気の流れを
良くしてエンジン１のポンピングロスを最小にして、回
生制動を十分に働かせる。
【００４２】一方、Ｓ３においてバッテリ５の電圧が設
定値以上の場合、すなわちバッテリが満充電の場合、回
生制動が十分にできないため、エンジンブレーキを大き
くする必要がある。ここで、Ｓ６０に進み、図７に示す
ように （１）スロットル弁２２…閉 （２）吸気側バイパス制御弁２５…閉 （３）排気側バイパス制御弁２９…閉 （４）ＥＧＲ制御バルブ４０…閉 （５）排気側ブレーキバルブ４１…閉 として、吸排気系通路をクローズにして、空気の流れを
遮断し、エンジン１のポンピングロスを最大にして制動
させる。
定値以上の場合、すなわちバッテリが満充電の場合、回
生制動が十分にできないため、エンジンブレーキを大き
くする必要がある。ここで、Ｓ６０に進み、図７に示す
ように （１）スロットル弁２２…閉 （２）吸気側バイパス制御弁２５…閉 （３）排気側バイパス制御弁２９…閉 （４）ＥＧＲ制御バルブ４０…閉 （５）排気側ブレーキバルブ４１…閉 として、吸排気系通路をクローズにして、空気の流れを
遮断し、エンジン１のポンピングロスを最大にして制動
させる。
【００４３】以上のように実施の形態４によれば、バッ
テリの残存量が空充電の場合は、吸排気系通路をオープ
ンにすることによりエンジンブレーキ側をできるだけ少
なくして、エンジンの減速時に発生する回生エネルギー
を効率良く取り出すことが可能である。一方、バッテリ
の残存量が満充電の場合は、吸排気系通路をクローズに
して空気の流れを遮断しエンジンのポンピングロスを最
大にしてエンジンブレーキ側を大きくすることにより、
運転者に違和感を与えることなくスムーズな減速を提供
することができる。
テリの残存量が空充電の場合は、吸排気系通路をオープ
ンにすることによりエンジンブレーキ側をできるだけ少
なくして、エンジンの減速時に発生する回生エネルギー
を効率良く取り出すことが可能である。一方、バッテリ
の残存量が満充電の場合は、吸排気系通路をクローズに
して空気の流れを遮断しエンジンのポンピングロスを最
大にしてエンジンブレーキ側を大きくすることにより、
運転者に違和感を与えることなくスムーズな減速を提供
することができる。
【００４４】実施の形態５．実施の形態４の説明におい
て、図６の排気側バイパス制御弁２９が開の場合、また
は図７の排気ブレーキバルブ４１が閉の場合には、触媒
コンバータ２７には排気ガスが流れ込めず、そのため排
気ガスの熱が十分にもらえずに温度が低下してくる。こ
こで、触媒コンバータ２７の温度は、触媒の作用が十分
に発揮できるように所定温度（６００℃）以上に保持す
る必要がある。
て、図６の排気側バイパス制御弁２９が開の場合、また
は図７の排気ブレーキバルブ４１が閉の場合には、触媒
コンバータ２７には排気ガスが流れ込めず、そのため排
気ガスの熱が十分にもらえずに温度が低下してくる。こ
こで、触媒コンバータ２７の温度は、触媒の作用が十分
に発揮できるように所定温度（６００℃）以上に保持す
る必要がある。
【００４５】そこで、実施の形態５では、実施の形態４
の制御動作（図５のフローチャート）における、吸排気
系通路をオープンにするために図６の排気側バイパス制
御弁２９を開にする場合、または吸排気系通路をクロー
ズにするために図７の排気ブレーキバルブ４１を閉にす
る場合、触媒コンバータ２７に設けられた抵抗３１に通
電して発熱させ、所定温度（６００℃）に加熱するよう
に制御する。
の制御動作（図５のフローチャート）における、吸排気
系通路をオープンにするために図６の排気側バイパス制
御弁２９を開にする場合、または吸排気系通路をクロー
ズにするために図７の排気ブレーキバルブ４１を閉にす
る場合、触媒コンバータ２７に設けられた抵抗３１に通
電して発熱させ、所定温度（６００℃）に加熱するよう
に制御する。
【００４６】
【発明の効果】以上のように請求項１から請求項１４の
発明によれば、エンジンの減速時に発生する回生エネル
ギーを、バッテリの残存量が空充電の場合はエンジンブ
レーキ側をできるだけ少なくして、効率良く取り出すこ
とができ、また、バッテリの残存量が満充電の場合はエ
ンジンブレーキ側を大きくすることで、運転者に違和感
を与えることなくスムーズな減速を提供することができ
る。
発明によれば、エンジンの減速時に発生する回生エネル
ギーを、バッテリの残存量が空充電の場合はエンジンブ
レーキ側をできるだけ少なくして、効率良く取り出すこ
とができ、また、バッテリの残存量が満充電の場合はエ
ンジンブレーキ側を大きくすることで、運転者に違和感
を与えることなくスムーズな減速を提供することができ
る。
【００４７】特に、請求項３から請求項５の発明によれ
ば、バッテリの残存量が空充電の場合は、スロットル弁
又は吸・排気系通路をオープンにすることにより、エン
ジンブレーキ側をできるだけ少なくして、エンジンの減
速時に発生する回生エネルギーを効率良く取り出すこと
が可能となる。また、バッテリの残存量が満充電の場合
は、スロットル弁又は吸・排気系通路をクローズにして
空気の流れを遮断しエンジンのポンピングロスを最大に
してエンジンブレーキ側を大きくすることにより、運転
者に違和感を与えることなくスムーズな減速を提供する
ことができる。
ば、バッテリの残存量が空充電の場合は、スロットル弁
又は吸・排気系通路をオープンにすることにより、エン
ジンブレーキ側をできるだけ少なくして、エンジンの減
速時に発生する回生エネルギーを効率良く取り出すこと
が可能となる。また、バッテリの残存量が満充電の場合
は、スロットル弁又は吸・排気系通路をクローズにして
空気の流れを遮断しエンジンのポンピングロスを最大に
してエンジンブレーキ側を大きくすることにより、運転
者に違和感を与えることなくスムーズな減速を提供する
ことができる。
【００４８】請求項８から請求項１１の発明によれば、
バッテリとして、高出力密度又は高エネルギー密度タイ
プのアルカリ二次電池、リチウム二次電池、ニッケルカ
ドミウム電池、電気二重層コンデンサを採用することに
より、急激なエネルギーの充電又は回生エネルギーの充
電量の増大、充電効率の向上が図れ、さらなる改善が期
待できる。
バッテリとして、高出力密度又は高エネルギー密度タイ
プのアルカリ二次電池、リチウム二次電池、ニッケルカ
ドミウム電池、電気二重層コンデンサを採用することに
より、急激なエネルギーの充電又は回生エネルギーの充
電量の増大、充電効率の向上が図れ、さらなる改善が期
待できる。
【００４９】請求項１２から請求項１４の発明によれ
ば、バッテリの端子電圧、電流値、電解液の比重により
バッテリの残存容量を検出することができ、バッテリの
充電（回生エネルギーの吸収）が可能であるかを判定す
ることができる。
ば、バッテリの端子電圧、電流値、電解液の比重により
バッテリの残存容量を検出することができ、バッテリの
充電（回生エネルギーの吸収）が可能であるかを判定す
ることができる。
【図１】 この発明の実施の形態１による回生エネルギ
ー制御装置の構成を示すブロック図である。
ー制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１による回生エネルギー制御装置
の動作を示すフローチャートである。
の動作を示すフローチャートである。
【図３】 一般的なバッテリの電圧−電流特性を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】 一般的なバッテリの電解液比重−充放電特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図５】 実施の形態４による回生エネルギー制御装置
の動作を示すフローチャートである。
の動作を示すフローチャートである。
【図６】 実施の形態４による回生エネルギー制御装置
の動作を示す構成図である。
の動作を示す構成図である。
【図７】 実施の形態４による回生エネルギー制御装置
の動作を示す構成図である。
の動作を示す構成図である。
１ エンジン、２ ジェネレータ、３ インバータ、４
電子制御ユニット、５ バッテリ、８ タイヤ、９
ブレーキスイッチ、１０ 燃料タンク、１１燃料弁、１
２ 電圧計、２２ スロットル弁、２３ 吸気管、２６
排気管、２７ 触媒コンバータ、３２ ＥＧＲ装置
電子制御ユニット、５ バッテリ、８ タイヤ、９
ブレーキスイッチ、１０ 燃料タンク、１１燃料弁、１
２ 電圧計、２２ スロットル弁、２３ 吸気管、２６
排気管、２７ 触媒コンバータ、３２ ＥＧＲ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０２Ｄ 9/02 Ｕ ５Ｈ１１５ 9/04 Ｚ Ｆ０２Ｄ 9/02 43/00 ３０１Ｋ 9/04 ３０１Ｔ 43/00 ３０１ 45/00 ３９５Ｚ Ｈ０１Ｍ 10/48 Ｐ 45/00 ３９５ Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ Ｈ０１Ｍ 10/48 (72)発明者 中山 政和 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会 社内 Ｆターム(参考） 3G065 AA10 AA11 BA00 DA05 EA05 GA00 GA17 GA29 3G084 AA00 BA05 BA06 BA13 BA19 BA20 BA24 CA06 EA11 FA00 FA03 FA06 3G091 AA01 AA17 AB03 BA04 BA14 BA15 BA19 CA04 CA13 DB11 EA18 EA28 FA19 FB03 FC08 GA01 HA39 HA45 HB03 HB05 3G093 AA07 AA16 AB00 CB07 DA04 DB00 DB09 DB15 DB19 DB20 EA00 EA05 EA07 EA09 EA11 EC02 FA11 FB02 5H030 AA08 AA10 AS08 FF11 FF22 FF42 FF44 5H115 PA12 PG04 PI16 PI24 PO09 PO17 PU01 PU23 PU25 PU26 QE10 QI04 QI09 QI12 QN03 RE07 SE05 SE06 TE07 TI02 TI04 TI05 TI06 TI10 TR19
Claims (14)
- 【請求項１】 空気と燃料が供給され回転駆動力を発生
するエンジンと、このエンジンの回転軸に連結され回生
時に電力を発生するジェネレータと、このジェネレータ
から電力の供給を受けるとともに直流電力を出力するバ
ッテリとを備え、回生時に上記バッテリの残存容量によ
り、上記エンジンに供給される空気と燃料量を制御する
ことを特徴とする回生エネルギー制御装置。 - 【請求項２】 上記ジェネレータはモータとしても動作
可能な構成とし、上記ジェネレータからの交流電力を所
定の直流電力として上記バッテリに出力すると共に、直
流電力から交流電力に変換可能なインバータを設けるこ
とを特徴とする請求項１に記載の回生エネルギー制御装
置。 - 【請求項３】 回生時にバッテリが満充電の場合はエン
ジンの吸気管に設けられたスロットル弁を閉に、空充電
の場合は上記スロットル弁を開に制御することを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の回生エネルギー制御
装置。 - 【請求項４】 回生時にバッテリが満充電の場合はエン
ジンの吸気系通路をクローズに、空充電の場合はエンジ
ンの吸気系通路をオープンに制御することを特徴とする
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回生エネ
ルギー制御装置。 - 【請求項５】 回生時にバッテリが満充電の場合はエン
ジンの排気系通路をクローズに、空充電の場合はエンジ
ンの排気系通路をオープンに制御することを特徴とする
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回生エネ
ルギー制御装置。 - 【請求項６】 エンジンの排気系通路をクローズに、又
はエンジンの排気系通路をオープンにしたことにより、
エンジンの排気系通路に設けられた触媒コンバータの温
度が所定値より下がる場合、触媒コンバータを加熱する
ことを特徴とする請求項５に記載の回生エネルギー制御
装置。 - 【請求項７】 回生時にバッテリが空充電の場合はエン
ジンに供給する燃料をカットすることを特徴とする請求
項１から請求項６のいずれか１項に記載の回生エネルギ
ー制御装置。 - 【請求項８】 上記バッテリとして、アルカリ二次電池
を使用することを特徴とする請求項１から請求項７のい
ずれか１項に記載の回生エネルギー制御装置。 - 【請求項９】 上記バッテリとして、リチウム二次電池
を使用することを特徴とする請求項１から請求項７のい
ずれか１項に記載の回生エネルギー制御装置。 - 【請求項１０】 上記バッテリとして、ニッケルカドミ
ウム電池を使用することを特徴とする請求項１から請求
項７のいずれか１項に記載の回生エネルギー制御装置。 - 【請求項１１】 上記バッテリとして、電気二重層コン
デンサを使用することを特徴とする請求項１から請求項
７のいずれか１項に記載の回生エネルギー制御装置。 - 【請求項１２】 上記バッテリの残存容量を検出するの
に、バッテリの端子電圧を測定することを特徴とする請
求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回生エネ
ルギー制御装置。 - 【請求項１３】 上記バッテリの残存容量を検出するの
に、バッテリの電解液比重を測定することを特徴とする
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回生エ
ネルギー制御装置。 - 【請求項１４】 電流センサで検出した電流を積算し、
温度センサで検出した温度から自己放電量を求めてバッ
テリの残存量を推定することを特徴とする請求項１から
請求項１１のいずれか１項に記載の回生エネルギー制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11085951A JP2000282908A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 回生エネルギー制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11085951A JP2000282908A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 回生エネルギー制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000282908A true JP2000282908A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=13873077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11085951A Pending JP2000282908A (ja) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | 回生エネルギー制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000282908A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257170A (ja) * | 2008-04-16 | 2009-11-05 | Mazda Motor Corp | 車両用発電機の発電制御装置 |
| JP2009274601A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Toyota Motor Corp | 車両のばね上制振制御装置 |
| JP2010112207A (ja) * | 2008-11-04 | 2010-05-20 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化装置 |
| JP2010274762A (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-09 | Toyota Motor Corp | ハイブリット車両の制御システム |
| WO2013088530A1 (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
| JP2016084049A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | トヨタ自動車株式会社 | 車両走行制御装置 |
-
1999
- 1999-03-29 JP JP11085951A patent/JP2000282908A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2013088530A1 (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の制御装置 |
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| US9457667B2 (en) | 2011-12-14 | 2016-10-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle control device |
| JP2016084049A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | トヨタ自動車株式会社 | 車両走行制御装置 |
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