JP2001128315A

JP2001128315A - ハイブリッド駆動式移動装置

Info

Publication number: JP2001128315A
Application number: JP30195299A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Mizuno; 裕水野
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】バッテリの寿命を維持し、かつ十分な駆動力が
得られること。【解決手段】バッテリの第１の許容充電量領域Ｄ１と、
第１の許容充電量領域Ｄ１の上限を越えた第２の許容充
電量領域Ｄ２を設定し、回生電流値を第２の許容充電量
領域Ｄ２内の充電容量により制御して充電し、またバッ
テリの第１の許容充電量領域Ｄ１と、第１の許容充電量
領域Ｄ１の上限を越えた第２の許容充電量領域Ｄ２を設
定し、第１の許容充電量領域Ｄ１の上限値未満では、回
生電流を全てバッテリの充電に利用し、第２の許容充電
量領域Ｄ２内では、回生電流値をバッテリ６０の充電容
量に応じて制御し充電を行い、第２の許容充電量領域Ｄ
２を越える場合は、回生は行わず、発電手段のみによる
充電とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発電手段とバッ
テリを電源手段として電動モータを駆動するようにした
自動車、自動二輪車、小型船舶等のハイブリッド駆動式
移動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、燃料電池と発電機、あるいは内
燃機関と発電機からなる発電手段と、バッテリからなる
電源手段と、この電源手段により駆動される電動モータ
からなるハイブリッド式の駆動装置の提案がある。

【０００３】このようなハイブリッド式の駆動装置で
は、バッテリの寿命を維持するために、バッテリの充電
状態が許容充電域の下限に近づくと発電手段の発電量を
増加し、バッテリの充電状態が許容充電域の上限に近づ
くと発電手段の発電量を減少するように制御することが
考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、単にバッテ
リの充電状態を許容充電域にするだけでは、ハイブリッ
ド駆動式移動装置に適用する場合には、加速性が得られ
ない等、動特性の悪いものになる。

【０００５】また、効率上減速時の回生エネルギーを利
用することが考えられるが、このためにはできる限り高
い容量を維持したいが、減速時に急激な回生電流が発生
し、この回生電流によりバッテリが過充電、または高率
充電になり易くなる。

【０００６】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、バッテリの寿命を維持し、かつ十分な駆動力が得
られるハイブリッド駆動式移動装置を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、この発明は、以下のように構成
した。

【０００８】請求項１に記載の発明は、『発電手段と、
バッテリと、推進手段に連結される電動モータと、前記
発電手段の出力電流を前記バッテリに供給可能とする第
１の電力供給路と、前記バッテリからの出力電流を前記
電動モータに供給可能とする第２の電力供給路と、前記
電動モータの減速時に得られる回生電流により前記バッ
テリに充電する回生電流充電路と、前記バッテリの充電
状態を検知する検知手段とを備え、前記バッテリの第１
の許容充電量領域と、この第１の許容充電量領域の上限
を越えた第２の許容充電量領域を設定し、前記回生電流
値を前記第２の許容充電量領域内の充電容量により制御
して充電することを特徴とするハイブリッド駆動式移動
装置。』である。

【０００９】この請求項１に記載の発明によれば、バッ
テリの第１の許容充電量領域と、この第１の許容充電量
領域の上限を越えた第２の許容充電量領域を設定し、回
生電流値を第２の許容充電量領域内の充電容量により制
御して充電することで、バッテリの充電量の許容領域を
より上限側に制御することが可能となり、バッテリの寿
命を維持しつつ、充分な駆動力を得ることができる。ま
た、バッテリの充電量の許容領域をより上限側に制御す
ることで、急加速時、余裕のある放電出力を得ることが
できる。また、発電量を急激に増加しなくても良いの
で、改質装置を伴う燃料電池のように、時定数が大きい
発電手段にも使用可能である。

【００１０】請求項２に記載の発明は、『発電手段と、
バッテリと、推進手段に連結される電動モータと、前記
発電手段の出力電流を前記バッテリに供給可能とする第
１の電力供給路と、前記バッテリからの出力電流を前記
電動モータに供給可能とする第２の電力供給路と、前記
電動モータの減速時に得られる回生電流により前記バッ
テリに充電する回生電流充電路と、前記バッテリの充電
状態を検知する検知手段とを備え、前記バッテリの第１
の許容充電量領域と、この第１の許容充電量領域の上限
を越えた第２の許容充電量領域を設定し、前記第１の許
容充電量領域の上限値未満では、回生電流を全て前記バ
ッテリの充電に利用し、前記第２の許容充電量領域内で
は、回生電流値を前記バッテリの充電容量に応じて制御
して充電を行い、第２の許容充電量領域を越える場合
は、回生は行わず、発電手段のみによる充電とすること
を特徴とするハイブリッド駆動式移動装置。』である。

【００１１】この請求項２に記載の発明によれば、バッ
テリの第１の許容充電量領域と、この第１の許容充電量
領域の上限を越えた第２の許容充電量領域を設定し、第
１の許容充電量領域の上限値未満では、回生電流を全て
前記バッテリの充電に利用し、第２の許容充電量領域内
では、回生電流値をバッテリの充電容量に応じて制御し
て充電を行い、第２の許容充電量領域を越える場合は、
回生は行わず、発電手段のみによる充電とすることで、
バッテリの充電量の許容領域をより上限側に制御するこ
とが可能となり、バッテリの寿命を維持しつつ、充分な
駆動力を得ることができる。また、バッテリの充電量の
許容領域をより上限側に制御することで、急加速時、余
裕のある放電出力を得ることができる。また、発電量を
急激に増加しなくても良いので、改質装置を伴う燃料電
池のように、時定数が大きい発電手段にも使用可能であ
る。

【００１２】請求項３に記載の発明は、『前記回生電流
充電路に過大電流防止手段を備えることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載のハイブリッド駆動式移動
装置。』である。

【００１３】この請求項３に記載の発明によれば、回生
電流充電路に過大電流防止手段を備えることで、負荷急
減時の余剰出力により、バッテリが過充電、または高率
充電となることがなく、バッテリの劣化を防止できる。
また、バッテリは、負荷急増時も深放電となることがな
く、劣化を防止できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明のハイブリッド駆
動式移動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

【００１５】図１はハイブリッド駆動式移動装置として
の一つの事例であるハイブリッド駆動式の自動二輪車１
の概略構成図である。自動二輪車１には、ハイブリッド
駆動装置２が備えられている。ハイブリッド駆動装置２
は、電動モータユニット３、変速機４、電動車両コント
ローラ５、バッテリユニット６及び燃料電池ユニット７
を有している。燃料電池ユニット７は、シート８の後方
で駆動輪９の上方位置に配置されている。シート８の前
方で、操向輪１１を操向するフロントフォーク１２との
間には、メタノールタンク１３が配置されている。メタ
ノールタンク１３には、燃料注入キャップ１４が設けら
れている。駆動輪９は自動二輪車を移動推進するための
推進手段として機能する。

【００１６】燃料電池ユニット７の燃料電池とバッテリ
ユニット６のバッテリとによるハイブリッド式により電
動モータユニット３の電動モータを駆動し、変速機４を
介して駆動輪９を回転させる。

【００１７】図２は自動二輪車１に搭載される動力伝達
系、制御系の全体の概略構成図である。自動二輪車１に
は、メインスイッチＳＷ１、シート８、スタンド２０、
フットレスト２１、アクセルグリップ２２、ブレーキ２
３、表示装置２４、灯火器やウインカ等のランプユニッ
ト２５、ユーザ入力装置２６、不揮発性メモリ２７、タ
イマ２８が備えられ、さらに電動モータユニット３、変
速機４、電動車両コントローラ５、バッテリユニット６
及び燃料電池ユニット７が備えられている。

【００１８】メインスイッチＳＷ１からＯＮ／ＯＦＦ信
号が電動車両コントローラ５へ送られ、電動車両が駆動
される。またシート８、スタンド２０、フットレスト２
１及びブレーキ２３には、それぞれセンサＳ１〜Ｓ４が
設けられ、このセンサＳ１〜Ｓ４からＯＮ／ＯＦＦ信号
が電動車両コントローラ５へ送られ、それぞれの動作状
態が検知される。

【００１９】アクセルグリップ２２は出力設定手段を構
成し、このアクセルグリップ２２にはアクセル開度セン
サＳ５が設けられ、ユーザのグリップ操作によりアクセ
ル開度センサＳ５からアクセル開度信号が電動車両コン
トローラ５へ送られる。アクセル開度に応じて電動モー
タの制御が行なわれる。電動車両コントローラ５は、ア
クセルグリップ２２により構成される出力設定手段の出
力設定値に基づき電動モータの出力を制御する制御手段
を構成する。

【００２０】ユーザ入力装置２６からユーザは、種々の
データを電動車両コントローラ５へ入力でき、例えば車
両の運転特性等を変更することができる。また不揮発性
メモリ２７及びタイマ２８と電動車両コントローラ５と
の間でデータの授受が行なわれ、車両運転停止時にその
時の運転状態情報を不揮発性メモリ２７に記憶し、運転
開始時に記憶されている運転状態情報を電動車両コント
ローラ５に読み込み制御する。

【００２１】表示装置２４は、電動車両コントローラ５
から表示ＯＮ／ＯＦＦ信号により駆動され、表示装置２
４には電動車両の運転状態が表示される。灯火器やウイ
ンカ等のランプユニット２５は、ＤＣ／ＤＣ変換器２５
ａ、灯火器やウインカ等のランプ２５ｂから構成され
る。電動車両コントローラ５から起動ＯＮ／ＯＦＦ信号
によりＤＣ／ＤＣ変換器２５ａを駆動してランプ２５ｂ
を点灯する。

【００２２】電動モータユニット３には、モータドライ
バ３０、駆動輪に連結される電動モータ３１、エンコー
ダ３２、回生電流センサＳ１１及び回生エネルギ制御手
段３３が備えられている。電動車両コントローラ５から
のデューティ信号によりモータドライバ３０が電動モー
タ３１を制御し、この電動モータ３１の出力により駆動
輪９が駆動される。電動モータ３１の磁極位置及び回転
数をエンコーダ３２が検出する。エンコーダ３２からモ
ータ回転数情報が電動車両コントローラ５へ送られる。
電動モータ３１の出力は変速機４により変速して駆動輪
９を駆動し、変速機４は電動車両コントローラ５からの
変速命令信号により制御される。電動モータ３１にはモ
ータ電圧センサまたはモータ電流センサ７が設けられ、
このモータ電圧またはモータ電流の情報を電動車両コン
トローラ５へ送る。

【００２３】バッテリユニット６には、バッテリ６０、
バッテリコントローラ６１及びバッテリリレー６２が備
えられ、燃料電池ユニット７には、発電手段を構成する
燃料電池７０、燃料電池コントローラ７１、逆流防止素
子７２及び燃料電池リレー７３が備えられる。燃料電池
７０の出力電流をバッテリ６０に供給可能とする第１の
電力供給路Ｌ１と、バッテリ６０からの出力電流を電動
モータ３１に供給可能とする第２の電力供給路Ｌ２とが
備えられ、電力調整部８０を介して電力が供給される。

【００２４】バッテリコントローラ６１には、バッテリ
６０の充電状態を検知する検知手段が備えられ、この検
知手段はバッテリ温度センサＳ１２、バッテリ電圧セン
サＳ１３、バッテリ電流センサＳ１４から構成され、こ
れらの情報が電動車両コントローラ５へ入力される。バ
ッテリリレー６２は電動車両コントローラ５からのＯＮ
／ＯＦＦ信号により作動して第２の電力供給路Ｌ２から
の電力供給を制御する。

【００２５】燃料電池コントローラ７１へ電動車両コン
トローラ５から通信データが送られ、これにより燃料電
池コントローラ７１が燃料電池７０を制御する。燃料電
池コントローラ７１には、燃料電池７０の状態を検知す
る検知手段が備えられ、この検知手段は各種温度センサ
Ｓ２１、燃料電池電圧センサＳ２２、燃料電池電流セン
サＳ２３から構成され、これらの情報が電動車両コント
ローラ５へ入力される。燃料電池リレー７３は電動車両
コントローラ５からのＯＮ／ＯＦＦ信号により作動して
第１の電力供給路Ｌ１からの電力供給を制御する。

【００２６】図３は燃料電池ユニットの実施例を示す構
成図である。

【００２７】この実施の形態の燃料電池ユニット７は、
メタノールタンク１０２、改質装置１０３、シフトコン
バータ１０４、選択酸化反応器１０５、燃料電池７０、
水分回収熱交換器１０７、水タンク１０８及び燃料電池
コントローラ７１等から構成され、これらの構成部品は
一つのケーシング７ａの内に収容されている。ケーシン
グ７ａには、換気口７ｂが開口している。

【００２８】燃料電池コントローラ７１は、バルブ、ポ
ンプ、ファン等の各機器及びセンサと接続されている。
改質装置１０３、シフトコンバータ１０４、選択酸化反
応器１０５、燃料電池７０の各部には温度センサＴｒ、
Ｔｂ、Ｔｓ、Ｔｐ、Ｔｃ、Ｔａが備えられ、これらの温
度検出により各部が燃料電池コントローラ７１によって
適正温度に制御される。

【００２９】改質装置１０３には、加熱器１１０、蒸発
器１１１、触媒層１１２等が備えられている。加熱器１
１０には、温度センサＴｂの温度検出によりバーナーポ
ンプ１１３が駆動されてメタノールタンク１０２からメ
タノールが供給され、またバーナーファン１１４の駆動
で取入口２００からケーシング７ａ内の空気が供給さ
れ、これらで燃焼されて蒸発器１１１を加熱する。蒸発
器１１１には、メタノールポンプ１１５の駆動でメタノ
ールタンク１０２から供給されるメタノールと、また水
ポンプ１１６の駆動で水タンク１０８から供給される水
が混合して供給される。加熱器１１０により蒸発器１１
１を加熱してメタノールと水の混合燃料を気化し、この
蒸発器１１１で気化した燃料を触媒層１１２に供給す
る。

【００３０】この改質装置１０３により、原料を改質し
て水素を製造し、温度センサＴｒの温度検出により得ら
れた水素をシフトコンバータ１０４、選択酸化反応器１
０５を介して燃料電池７０に供給する。改質装置１０３
とシフトコンバータ１０４との間には、バッファタンク
１１７及び切換弁１１７ａ、１１７ｂが設けられ、この
切換弁１１７ａ、１１７ｂの作動で水素が改質装置１０
３の加熱器１１０に戻される。シフトコンバータ１０４
は温度センサＴｓの温度検出により冷却用空気ファン１
１８で冷却される。シフトコンバータ１０４と選択酸化
反応器１０５との間には、バッファタンク１２４及び切
換弁１２４ａ、１２４ｂが設けられ、この切換弁１２４
ａ、１２４ｂの作動で水素が改質装置の加熱器１１０に
戻される。

【００３１】シフトコンバータ１０４から送られる水素
に、反応用空気ポンプ１１９の駆動で供給される空気を
混合して選択酸化反応器１０５に供給される。選択酸化
反応器１０５は温度センサＴｐの温度検出により冷却用
空気ファン１２０で導かれる取入口２００からの空気に
よって冷却される。選択酸化反応器１０５と燃料電池７
０との間には、バッファタンク１２１及び切換弁１２１
ａ、１２１ｂが設けられ、この切換弁１２１ａ、１２１
ｂの作動で水素が改質装置１０３の加熱器１１０に戻さ
れる。

【００３２】燃料電池７０には、冷却加湿ポンプ１２２
の駆動で水タンク１０８から水が供給され、また温度セ
ンサＴｃの温度検出により加圧空気ポンプ１２３の駆動
で水分回収熱交換器１０７から取入口２００からケーシ
ング７ａの内の空気が供給され、これらの水、空気及び
水素から燃料電池７０で発電を行う。燃料電池７０で用
いられた水及び発電により生成した水は、水分回収熱交
換器１０７で熱交換で水を得て水タンク１０８に戻され
る。また、燃料電池７０で発電のために用いられた水素
の余剰分は、改質装置１０３の加熱器１１０に戻され
る。

【００３３】図中２０１ａは、改質装置１０３内の加熱
器１１０での燃焼排ガスと、選択酸化反応器１０５を冷
却するために用いられた空気とをケーシング７ａの外に
導くための排ガス排出路であり、２０１ｂは燃料電池７
０で発電に供されなかった余剰空気の排出路である。

【００３４】燃料電池ユニット７では、加熱器１１０に
よって蒸発器１１１を加熱し、この蒸発器１１１で気化
した原料を触媒層１１２に供給するようにした改質装置
１０３により、原料を改質して水素を製造し、得られた
水素をシフトコンバータ１０４及び選択酸化反応器１０
５を介して燃料電池７０に供給して発電を行う。

【００３５】燃料電池７０の出力は、逆流防止素子７２
を介して電力調整部８０に接続され、この電力調整部８
０はバッテリ６０と電動モータ３１と接続される。

【００３６】電動車両コントローラ５は、バッテリ６０
の第１の許容充電領域と、この第１の許容充電領域内に
おいて、同域内の上限寄りに第２の許容充電領域を設定
する。

【００３７】請求項１に記載の発明では、回生エネルギ
制御手段３３を備えており、この回生エネルギ制御手段
３３は、図４に示すように、バッテリ６０の第１の許容
充電量領域Ｄ１と、この第１の許容充電量領域の上限を
越えた第２の許容充電量領域Ｄ２と、第２の許容充電量
領域Ｄ２の上限を越えた第３の許容充電量領域Ｄ３を設
定し、電動モータ３１の減速時に得られる回生電流によ
りバッテリ６０に充電する回生電流充電路Ｌ３の回生電
流値を第２の許容充電量領域Ｄ２内の充電容量により制
御して充電する。

【００３８】請求項２に記載の発明では、第１の許容充
電量領域Ｄ１の上限値未満では、電動モータ３１の減速
時に得られる回生電流によりバッテリ６０に充電する回
生電流充電路Ｌ３の回生電流を全てバッテリの充電に利
用し、第２の許容充電量領域Ｄ２内では、回生電流値を
バッテリ６０の充電容量に応じて制御して充電を行い、
第２の許容充電量領域Ｄ２を越える場合の第３の許容充
電量領域Ｄ３では、回生は行わず、燃料電池７０の発電
手段のみによる充電を行なう。

【００３９】図５は回生エネルギ制御のフローチャート
である。ステップａにおいて、電動モータ３１の減速時
に回生電流センサＳ１１の電流値に基づき回生電流が生
じているか否かの判断を行なう。回生電流が生じている
場合には、ステップｂでバッテリ６０の充電状態を検知
する検知手段から得られる充電状態によりバッテリ充電
量が目標上限値未満か否かの判断を行ない、バッテリ充
電量が目標上限値未満でない場合、即ち第２の許容充電
量領域Ｄ２を越えるとステップｃへ移行し、回生電流に
よる充電を行なわない。即ち、第２の許容充電量領域Ｄ
２を越える第３の許容充電量領域Ｄ３では、回生は行わ
ず、燃料電池７０の発電手段のみによる充電を行なう。

【００４０】ステップｂにおいて、バッテリ充電量が目
標上限値未満の場合には、ステップｄにおいて、バッテ
リ充電量が目標下限値未満か否かの判断を行ない、バッ
テリ充電量が目標下限値未満でない場合、即ち第２の許
容充電量領域Ｄ２の場合にはステップｅで回生電流値を
第２の許容充電量領域Ｄ２内の充電容量により制御して
充電する。

【００４１】ステップｄにおいて、バッテリ充電量が目
標下限値未満でない場合、即ち第１の許容充電量領域Ｄ
１の場合にはステップｆへ移行し、回生電流充電路の回
生電流を全てバッテリの充電に利用する。

【００４２】このようにバッテリ６０の第１の許容充電
量領域Ｄ１と、この第１の許容充電領域Ｄ１の上限を越
えた第２の許容充電量領域Ｄ２を設定し、第１の許容充
電量領域Ｄ１の上限値未満では、回生電流を全てバッテ
リ６０の充電に利用し、第２の許容充電量領域Ｄ２内で
は、回生電流値をバッテリ６０の充電容量に応じて制御
して充電を行い、第２の許容充電量領域Ｄ２を越え、即
ち第３の許容充電量領域Ｄ３では、回生は行わず、発電
手段のみによる充電とすることで、バッテリ６０の充電
量の許容領域をより上限側に制御することが可能とな
り、バッテリ６０の寿命を維持しつつ、充分な駆動力を
得ることができる。また、バッテリ６０の充電量の許容
領域をより上限側に制御することで、急加速時、余裕の
ある放電出力を得ることができる。また、発電量を急激
に増加しなくても良いので、改質装置を伴う燃料電池の
ように、時定数が大きい発電手段にも使用可能である。

【００４３】また、請求項３に記載の発明では、回生電
流充電路Ｌ３にキャパシタ等の過大電流防止手段３３ａ
を備える。このように回生電流充電路Ｌ３に過大電流防
止手段３３ａを備えることで、負荷急減時の余剰出力に
より、バッテリ６０が過充電、または高率充電となるこ
とがなく、バッテリ６０の劣化を防止できる。また、バ
ッテリ６０は、負荷急増時も深放電となることがなく、
劣化を防止できる。

【００４４】図６は電動車両コントローラ５により実施
される制御のフローチャートである。メインスイッチＳ
Ｗ１をＯＮするとバッテリ６０が接続され、初期化を行
ない（ステップａ１）、不揮発性メモリ２７からの電動
車両の過去の運転情報の読み込みを行ない（ステップａ
２）、さらにバッテリ６０の容量管理を行なう（ステッ
プａ３）。

【００４５】ステップａ４でタイマ２８の管理を行な
い、所定時間後にメインスイッチＳＷ１の状態を判断し
（ステップａ５）、ＯＮの場合にはシート８、スタンド
２０、フットレスト２１及びブレーキ２３のセンサＳ１
〜Ｓ４からＯＮ信号の入力、またユーザのグリップ操作
によりアクセル開度センサＳ５からのアクセル開度信号
の入力、エンコーダ３２からのモータ回転数情報の入
力、ユーザ入力装置２６からの種々のデータの入力を行
ない電動車両の運転が行なわれる（ステップａ６）。

【００４６】ステップａ７において、電動モータ３１を
駆動し回生電流の入力により、回生エネルギー制御を行
ない（ステップａ８）、ユーザの予約イベントの登録を
行なう（ステップａ９）。またステップａ５において、
メインスイッチＳＷ１がＯＦＦの場合に充電の要否を判
断し、充電不要の状態の場合ステップａ２３へ移行し、
充電が必要な場合にはステップａ１１へ移行する。

【００４７】ユーザの予約イベントの登録した後、また
充電が必要な場合には、ステップａ１１でバッテリ温度
センサＳ１２、バッテリ電圧センサＳ１３、バッテリ電
流センサＳ１４から情報が入力され、ステップａ１２で
燃料電池７０の発電量の計算を行ない、発電命令を送信
し燃料電池７０を発電させる。ステップａ１３では、モ
ータ電圧またはモータ電流の情報が入力され、電動車両
の負荷の記録更新を行ない（ステップａ１４）、ステッ
プａ１５へ移行する。

【００４８】ステップａ１５では、バッテリ６０の容量
管理を行ない、ステップａ４での入力情報から乗車チェ
ックの判断を行ない（ステップａ１６）、乗車の場合に
は燃料電池７０の異常の判断を行ない（ステップａ１
７）、異常がない場合には燃料電池リレー７３をＯＮす
る（ステップａ１８）。さらに、バッテリ６０の異常の
判断を行ない（ステップａ１９）、異常がない場合には
バッテリリレー６２をＯＮし（ステップａ２０）、電動
モータ３１の出力値を計算し、さらにこの指令値を計算
し（ステップａ２１）、デューティ出力を行ない電動モ
ータ３１を駆動する（ステップａ２２）。

【００４９】ステップａ２３で電動車両を停止し、メイ
ンスイッチＳＷ１をＯＦＦしてシステムが終了か否かの
判断を行ない、システムが終了の場合には不揮発性メモ
リ２７に終了時の電動車両の運転状態の情報を書込み終
了し、システムが終了していない場合にはステップａ３
へ移行する。

【００５０】ステップａ１６で下車した場合には、燃料
電池リレー７３とバッテリリレー６２の両方をＯＦＦし
（ステップａ２５）、ステップａ２１へ移行する。また
ステップａ１７で燃料電池７０が異常の場合には燃料電
池リレー７３をＯＦＦし（ステップａ２６）、ステップ
ａ１９へ移行し、バッテリ６０の異常の判断を行ない
（ステップａ１９）、バッテリ６０が異常の場合にはバ
ッテリリレー６２をＯＦＦし（ステップａ２７）、ステ
ップａ２１へ移行する。

【００５１】図７は燃料電池のフローチャートである。
メインスイッチＳＷ１がＯＮして電源がＯＮされると、
初期化を行ない（ステップｂ１）、電動車両から発電指
令受信か否かの判断を行ない（ステップｂ２）、発電指
令を受信した場合には燃料電池７０の起動処理を行なう
（ステップｂ３）。

【００５２】ステップｂ４で燃料電池７０の電力供給が
可能か否かの判断を行ない、電力供給が可能でない場合
には温度制御を行ない（ステップｂ５）、燃料電池７０
の各部の温度センサＴｒ、Ｔｂ、Ｔｓ、Ｔｐ、Ｔｃ、Ｔ
ａからの温度情報を入力し（ステップｂ６）、温度制御
を行なう（ステップｂ７）。ステップｂ８において、電
動車両から発電指令受信継続か否かの判断を行ない、発
電指令継続の場合にはステップｂ４へ移行する。

【００５３】発電指令受信が途絶し発電停止の場合に
は、燃料電池７０の駆動処理を終了し（ステップｂ
９）、システムが終了か否かの判断を行ない（ステップ
ｂ１０）、システムが終了の場合には終了し、終了しな
い場合にはステップｂ２へ移行する。

【００５４】ステップｂ４において、電力供給が可能な
場合には電動車両より発電データの受信を行なう（ステ
ップｂ１１）。ステップｂ１２で受信データが発電停止
の場合にはステップｂ９へ移行し、また発電指令、発電
量のデータが受信されると、燃料電池の発電処理を行な
い（ステップｂ１６）、ステップｂ１１へ移行する。

【００５５】ステップｂ１２において、受信異常の場合
には異常時間を計測し（ステップｂ１３）、ステップｂ
１４で異常時間が所定時間が経過すると異常表示を行な
い（ステップｂ１５）、ステップｂ９へ移行する。

【００５６】上記の実施の形態においては、ハイブリッ
ド駆動式移動装置として自動二輪車を取り上げたが、３
輪あるいは４輪の自動車においても同様に上記の実施の
形態の動力伝達系、制御系のシステム及び制御ソフトの
適用が可能である。同様に変速機４の替わりに前後進切
換装置、駆動輪９の替わりに、推進プロペラを搭載する
小型船舶にも上記の実施の形態の動力伝達系、制御系の
システム及び制御ソフトの適用が可能である。

【００５７】

【発明の効果】前記したように、請求項１に記載の発明
では、バッテリの第１の許容充電量領域と、この第１の
許容充電量領域の上限を越えた第２の許容充電量領域を
設定し、回生電流値を第２の許容充電量領域内の充電容
量により制御して充電することで、バッテリの充電量の
許容領域をより上限側に制御することが可能となり、バ
ッテリの寿命を維持しつつ、充分な駆動力を得ることが
できる。また、バッテリの充電量の許容領域をより上限
側に制御することで、急加速時、余裕のある放電出力を
得ることができる。また、発電量を急激に増加しなくて
も良いので、改質装置を伴う燃料電池のように、時定数
が大きい発電手段にも使用可能である。

【００５８】請求項２に記載の発明では、バッテリの第
１の許容充電量領域と、この第１の許容充電量領域の上
限を越えた第２の許容充電量領域を設定し、第１の許容
充電量領域の上限値未満では、回生電流を全て前記バッ
テリの充電に利用し、第２の許容充電量領域内では、回
生電流値をバッテリの充電容量に応じて制御して充電を
行い、第２の許容充電量領域を越える場合は、回生は行
わず、発電手段のみによる充電とすることで、バッテリ
の充電量の許容領域をより上限側に制御することが可能
となり、バッテリの寿命を維持しつつ、充分な駆動力を
得ることができる。また、バッテリの充電量の許容領域
をより上限側に制御することで、急加速時、余裕のある
放電出力を得ることができる。また、発電量を急激に増
加しなくても良いので、改質装置を伴う燃料電池のよう
に、時定数が大きい発電手段にも使用可能である。

【００５９】請求項３に記載の発明では、回生電流充電
路に過大電流防止手段を備えることで、負荷急減時の余
剰出力により、バッテリが過充電、または高率充電とな
ることがなく、バッテリの劣化を防止できる。また、バ
ッテリは、負荷急増時も深放電となることがなく、劣化
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハイブリッド駆動式移動装置の一事例の自動二
輪車の概略構成図である。

【図２】全体システムの概略構成図である。

【図３】燃料電池ユニットの実施例を示す構成図であ
る。

【図４】回生エネルギ制御を説明する図である。

【図５】回生エネルギ制御のフローチャートである。

【図６】制御のフローチャートである。

【図７】燃料電池のフローチャートである。

【符号の説明】

３電動モータユニット４変速機５電動車両コントローラ６バッテリユニット７燃料電池ユニット９駆動輪２２アクセルグリップ２６ユーザ入力装置２７不揮発性メモリ３１電動モータ３３回生エネルギ制御手段６０バッテリ６１バッテリコントローラ６２バッテリリレー７０燃料電池７１燃料電池コントローラ７２逆流防止素子７３燃料電池リレー８０電力調整部Ｓ５アクセル開度センサＳ１１回生電流センサＬ１第１の電力供給路Ｌ２第２の電力供給路Ｌ３回生電流充電路Ｄ１第１の許容充電量領域Ｄ２第２の許容充電量領域Ｄ３第３の許容充電量領域

フロントページの続きＦターム(参考） 2G016 CA03 CB12 CB21 CB31 CC01 CC03 CC04 CC27 CC28 5G003 AA05 AA07 BA01 CC08 DA07 EA05 FA06 GC05 5H115 PA15 PG10 PI16 PI18 PI29 PO17 PU01 QE10 QI04 QN03 QN12 RB08 SE06 TI05 TI06 TI10 TR19 TU02 TU16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電手段と、バッテリと、推進手段に連結
される電動モータと、前記発電手段の出力電流を前記バ
ッテリに供給可能とする第１の電力供給路と、前記バッ
テリからの出力電流を前記電動モータに供給可能とする
第２の電力供給路と、前記電動モータの減速時に得られ
る回生電流により前記バッテリに充電する回生電流充電
路と、前記バッテリの充電状態を検知する検知手段とを
備え、前記バッテリの第１の許容充電量領域と、この第１の許
容充電量領域の上限を越えた第２の許容充電量領域を設
定し、前記回生電流値を前記第２の許容充電量領域内の充電容
量により制御して充電することを特徴とするハイブリッ
ド駆動式移動装置。
【請求項２】発電手段と、バッテリと、推進手段に連結
される電動モータと、前記発電手段の出力電流を前記バ
ッテリに供給可能とする第１の電力供給路と、前記バッ
テリからの出力電流を前記電動モータに供給可能とする
第２の電力供給路と、前記電動モータの減速時に得られ
る回生電流により前記バッテリに充電する回生電流充電
路と、前記バッテリの充電状態を検知する検知手段とを
備え、前記バッテリの第１の許容充電量領域と、この第１の許
容充電量領域の上限を越えた第２の許容充電量領域を設
定し、前記第１の許容充電量領域の上限値未満では、回生電流
を全て前記バッテリの充電に利用し、前記第２の許容充
電量領域内では、回生電流値を前記バッテリの充電容量
に応じて制御して充電を行い、第２の許容充電量領域を
越える場合は、回生は行わず、発電手段のみによる充電
とすることを特徴とするハイブリッド駆動式移動装置。
【請求項３】前記回生電流充電路に過大電流防止手段を
備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載
のハイブリッド駆動式移動装置。