JP2002051405A - ハイブリッド電気自動車 - Google Patents
ハイブリッド電気自動車Info
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- electric vehicle
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- 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
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バッテリーの劣化をできる限り少なくしなが
ら、バッテリーの実質容量を増加してバッテリーがモー
ターを駆動できる時間を長くし、さらに、回生ブレーキ
で有効に充電する。 【解決手段】 ハイブリッド電気自動車は、バッテリー
１の残存容量を検出し、バッテリー１の残存容量が設定
範囲となるようにバッテリー１の充放電を制御する制御
装置２を備える。さらに、ハイブリッド電気自動車は、
自動車の加速度を立体的に検出する３Ｄジャイロセンサ
ー５を制御装置２に接続しており、この３Ｄジャイロセ
ンサー５から入力される信号で、制御装置２がバッテリ
ー１の充放電を許容する残存容量の設定範囲を変更して
いる。
ら、バッテリーの実質容量を増加してバッテリーがモー
ターを駆動できる時間を長くし、さらに、回生ブレーキ
で有効に充電する。 【解決手段】 ハイブリッド電気自動車は、バッテリー
１の残存容量を検出し、バッテリー１の残存容量が設定
範囲となるようにバッテリー１の充放電を制御する制御
装置２を備える。さらに、ハイブリッド電気自動車は、
自動車の加速度を立体的に検出する３Ｄジャイロセンサ
ー５を制御装置２に接続しており、この３Ｄジャイロセ
ンサー５から入力される信号で、制御装置２がバッテリ
ー１の充放電を許容する残存容量の設定範囲を変更して
いる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリーで駆動
される走行用のモーターとエンジンの両方で走行させる
ハイブリッド電気自動車に関し、とくに、バッテリーを
あらかじめ設定された残存容量の範囲で充放電させなが
ら走行するハイブリッド電気自動車に関する。
される走行用のモーターとエンジンの両方で走行させる
ハイブリッド電気自動車に関し、とくに、バッテリーを
あらかじめ設定された残存容量の範囲で充放電させなが
ら走行するハイブリッド電気自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハイブリッド電気自動車は、モーターと
エンジンの両方で車輪を駆動して走行する。バッテリー
は、エンジンで駆動される発電機で充電され、あるいは
ブレーキをかけるときの回生制動で発電して充電され
る。この種の自動車は、エンジンを高効率な状態で運転
して走行できるので、燃料消費率を相当に改善できる。
この種のハイブリッド電気自動車は、高価な大容量バッ
テリーを搭載しているので、バッテリーの劣化を少なく
してその寿命をいかに延長できるかが極めて大切であ
る。このことを実現するために、従来のハイブリッド電
気自動車は、バッテリーの残存容量を検出し、残存容量
が所定の設定範囲となるように充放電を制御している。
すなわち、バッテリーが放電されて残存容量が下限残容
量以下になると放電を禁止して充電のみを許容し、反対
に充電して残存容量が上限残容量以上になると充電を禁
止して放電のみを許容するように充放電を制御してい
る。
エンジンの両方で車輪を駆動して走行する。バッテリー
は、エンジンで駆動される発電機で充電され、あるいは
ブレーキをかけるときの回生制動で発電して充電され
る。この種の自動車は、エンジンを高効率な状態で運転
して走行できるので、燃料消費率を相当に改善できる。
この種のハイブリッド電気自動車は、高価な大容量バッ
テリーを搭載しているので、バッテリーの劣化を少なく
してその寿命をいかに延長できるかが極めて大切であ
る。このことを実現するために、従来のハイブリッド電
気自動車は、バッテリーの残存容量を検出し、残存容量
が所定の設定範囲となるように充放電を制御している。
すなわち、バッテリーが放電されて残存容量が下限残容
量以下になると放電を禁止して充電のみを許容し、反対
に充電して残存容量が上限残容量以上になると充電を禁
止して放電のみを許容するように充放電を制御してい
る。
【０００３】図１は、バッテリーの残存容量が制御範囲
となるように制御しながら充放電させる状態を示すグラ
フである。このグラフに示すように、自動車をドライバ
ーが意図する速度まで加速するときは、モーターで車輪
を駆動するのでバッテリーは放電される。バッテリーが
放電されて残存容量が下限残容量まで達すると、バッテ
リーの放電は停止される。このため、モーターが車輪を
駆動することはなく、車輪はエンジンでのみ駆動され
る。ドライバーが自動車を減速するときには、バッテリ
ーが充電されて残存容量が増加する。残存容量が上限残
容量まで増加すると、バッテリーの充電は禁止される。
したがって、バッテリーは、残存容量を下限残容量と上
限残容量の間とするように充放電が制御される。
となるように制御しながら充放電させる状態を示すグラ
フである。このグラフに示すように、自動車をドライバ
ーが意図する速度まで加速するときは、モーターで車輪
を駆動するのでバッテリーは放電される。バッテリーが
放電されて残存容量が下限残容量まで達すると、バッテ
リーの放電は停止される。このため、モーターが車輪を
駆動することはなく、車輪はエンジンでのみ駆動され
る。ドライバーが自動車を減速するときには、バッテリ
ーが充電されて残存容量が増加する。残存容量が上限残
容量まで増加すると、バッテリーの充電は禁止される。
したがって、バッテリーは、残存容量を下限残容量と上
限残容量の間とするように充放電が制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１において、バッテ
リーの充放電を許容する残存容量の設定範囲は、下限残
容量と上限残容量を５０％に接近して狭くするほど、バ
ッテリーの劣化を防止して長い寿命にできる。ただ、充
放電を許容する設定範囲を狭くすることは、実質的に使
用できるバッテリーの容量を小さくする。このため、バ
ッテリーを有効に利用できなくなる。さらに、バッテリ
ーでモーターを駆動できる時間が短くなって、モーター
で車輪を駆動できる走行時間が短くなってしまう。この
ことは、たとえば、自動車が坂道を登るときにモーター
で車輪を駆動する時間が限られ、長い坂道をモーターと
エンジンの両方で登ることができなくなる。また、長い
坂道を下るときには、回生ブレーキで減速しながらバッ
テリーを有効に充電できる時間が短くなって、回生ブレ
ーキを有効に利用できなくなる。このことは、長い坂道
を下るときに、自動車のエネルギーを有効にバッテリー
に充電して利用できないばかりか、自動車のブレーキの
発熱量が増加してペーパーロック等の原因となりかねな
い。
リーの充放電を許容する残存容量の設定範囲は、下限残
容量と上限残容量を５０％に接近して狭くするほど、バ
ッテリーの劣化を防止して長い寿命にできる。ただ、充
放電を許容する設定範囲を狭くすることは、実質的に使
用できるバッテリーの容量を小さくする。このため、バ
ッテリーを有効に利用できなくなる。さらに、バッテリ
ーでモーターを駆動できる時間が短くなって、モーター
で車輪を駆動できる走行時間が短くなってしまう。この
ことは、たとえば、自動車が坂道を登るときにモーター
で車輪を駆動する時間が限られ、長い坂道をモーターと
エンジンの両方で登ることができなくなる。また、長い
坂道を下るときには、回生ブレーキで減速しながらバッ
テリーを有効に充電できる時間が短くなって、回生ブレ
ーキを有効に利用できなくなる。このことは、長い坂道
を下るときに、自動車のエネルギーを有効にバッテリー
に充電して利用できないばかりか、自動車のブレーキの
発熱量が増加してペーパーロック等の原因となりかねな
い。
【０００５】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、バ
ッテリーの劣化をできる限り少なくしながら、バッテリ
ーの実質容量を増加してバッテリーがモーターを駆動で
きる時間を長くでき、さらに回生ブレーキで有効に充電
できるハイブリッド電気自動車を提供することにある。
を目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、バ
ッテリーの劣化をできる限り少なくしながら、バッテリ
ーの実質容量を増加してバッテリーがモーターを駆動で
きる時間を長くでき、さらに回生ブレーキで有効に充電
できるハイブリッド電気自動車を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のハイブリッド電
気自動車は、バッテリー１の残存容量を検出し、バッテ
リー１の残存容量が設定範囲となるようにバッテリー１
の充放電を制御する制御装置２を備える。さらに、ハイ
ブリッド電気自動車は、自動車の加速度を立体的に検出
する３Ｄジャイロセンサー５を制御装置２に接続してお
り、この３Ｄジャイロセンサー５から入力される信号
で、制御装置２がバッテリー１の充放電を許容する残存
容量の設定範囲を変更している。
気自動車は、バッテリー１の残存容量を検出し、バッテ
リー１の残存容量が設定範囲となるようにバッテリー１
の充放電を制御する制御装置２を備える。さらに、ハイ
ブリッド電気自動車は、自動車の加速度を立体的に検出
する３Ｄジャイロセンサー５を制御装置２に接続してお
り、この３Ｄジャイロセンサー５から入力される信号
で、制御装置２がバッテリー１の充放電を許容する残存
容量の設定範囲を変更している。
【０００７】本発明のハイブリッド電気自動車は、好ま
しくは、３Ｄジャイロセンサー５から制御装置２に登坂
信号が入力されると、制御装置２がバッテリー１の放電
を許容する下限残容量を下げて放電を許容する範囲を広
くする。さらに、３Ｄジャイロセンサー５から制御装置
２に降坂信号が入力されると、制御装置２がバッテリー
１の充電を許容する上限残容量を上げて充電を許容する
範囲を広くする。
しくは、３Ｄジャイロセンサー５から制御装置２に登坂
信号が入力されると、制御装置２がバッテリー１の放電
を許容する下限残容量を下げて放電を許容する範囲を広
くする。さらに、３Ｄジャイロセンサー５から制御装置
２に降坂信号が入力されると、制御装置２がバッテリー
１の充電を許容する上限残容量を上げて充電を許容する
範囲を広くする。
【０００８】さらに、本発明のハイブリッド電気自動車
は、地図上における自動車の走行位置を検出するナビゲ
ーションシステム６を制御装置２に接続して、ナビゲー
ションシステム６から入力される信号で、制御装置２が
バッテリー１の充放電を許容する残存容量の設定範囲を
変更することもできる。
は、地図上における自動車の走行位置を検出するナビゲ
ーションシステム６を制御装置２に接続して、ナビゲー
ションシステム６から入力される信号で、制御装置２が
バッテリー１の充放電を許容する残存容量の設定範囲を
変更することもできる。
【０００９】さらに、本発明のハイブリッド電気自動車
は、トライバーが操作できる走行状態変更スイッチ１２
を制御装置２に接続して、この走行状態変更スイッチ１
２から入力される信号で、制御装置２がバッテリー１の
充放電を許容する残存容量の設定範囲を変更することも
できる。
は、トライバーが操作できる走行状態変更スイッチ１２
を制御装置２に接続して、この走行状態変更スイッチ１
２から入力される信号で、制御装置２がバッテリー１の
充放電を許容する残存容量の設定範囲を変更することも
できる。
【００１０】さらに、本発明のハイブリッド電気自動車
は、好ましくは、制御装置２にアクセル開度を検出する
アクセルセンサー７を接続して、アクセルセンサー７か
ら入力される信号で、放電を許容する残存容量の下限残
容量を変更する。さらに、制御装置２にブレーキの踏み
量を検出するブレーキセンサー８を接続して、ブレーキ
センサー８から入力される信号で充電を許容する残存容
量の上限残容量を変更する。
は、好ましくは、制御装置２にアクセル開度を検出する
アクセルセンサー７を接続して、アクセルセンサー７か
ら入力される信号で、放電を許容する残存容量の下限残
容量を変更する。さらに、制御装置２にブレーキの踏み
量を検出するブレーキセンサー８を接続して、ブレーキ
センサー８から入力される信号で充電を許容する残存容
量の上限残容量を変更する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するためのハイブリッド電気自動車
を例示するものであって、本発明はハイブリッド電気自
動車を以下のものに特定しない。
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するためのハイブリッド電気自動車
を例示するものであって、本発明はハイブリッド電気自
動車を以下のものに特定しない。
【００１２】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
【００１３】図２はハイブリッド電気自動車をモーター
で駆動する走行機構を示すブロック図である。この図の
ハイブリッド電気自動車は、車輪１３を駆動するモータ
ー３と、このモーター３にインバータ４を介して電力を
供給するバッテリー１と、バッテリー１の充放電を制御
する制御装置２と、制御装置２に接続されて自動車の立
体的な加速度の信号を出力する３Ｄジャイロセンサー５
と、制御装置２に接続されて地図上における自動車の走
行位置を検出するナビゲーションシステム６と、制御装
置２にアクセル開度の信号を入力するアクセルセンサー
７と、制御装置２にブレーキの踏み量を入力するブレー
キセンサー８と、バッテリー１を冷却する冷却機構９と
を備える。
で駆動する走行機構を示すブロック図である。この図の
ハイブリッド電気自動車は、車輪１３を駆動するモータ
ー３と、このモーター３にインバータ４を介して電力を
供給するバッテリー１と、バッテリー１の充放電を制御
する制御装置２と、制御装置２に接続されて自動車の立
体的な加速度の信号を出力する３Ｄジャイロセンサー５
と、制御装置２に接続されて地図上における自動車の走
行位置を検出するナビゲーションシステム６と、制御装
置２にアクセル開度の信号を入力するアクセルセンサー
７と、制御装置２にブレーキの踏み量を入力するブレー
キセンサー８と、バッテリー１を冷却する冷却機構９と
を備える。
【００１４】モーター３は、遊星歯車機構などの動力伝
達機構を介して自動車の車輪１３に連結されて、車輪１
３を駆動する。ハイブリッド電気自動車はモーター３と
エンジン１０の両方で走行される。モーター３とエンジ
ン１０が車輪１３を駆動する割合は、中央制御装置（図
示せず）で制御される。ハイブリッド電気自動車は、エ
ンジン１０の燃料効率が悪くなるときに、モーター３で
補助して走行させる。エンジン１０は常に一定の燃料効
率で運転させるわけではない。回転数や出力トルクで燃
料効率が大幅に変化する。エンジン１０は、自動車を加
速するときに燃料効率が悪くなる。エンジン１０の燃料
効率が悪いときにモーター３が駆動される。たとえば、
自動車を加速するときや坂道を登るときにモーター３が
駆動される。
達機構を介して自動車の車輪１３に連結されて、車輪１
３を駆動する。ハイブリッド電気自動車はモーター３と
エンジン１０の両方で走行される。モーター３とエンジ
ン１０が車輪１３を駆動する割合は、中央制御装置（図
示せず）で制御される。ハイブリッド電気自動車は、エ
ンジン１０の燃料効率が悪くなるときに、モーター３で
補助して走行させる。エンジン１０は常に一定の燃料効
率で運転させるわけではない。回転数や出力トルクで燃
料効率が大幅に変化する。エンジン１０は、自動車を加
速するときに燃料効率が悪くなる。エンジン１０の燃料
効率が悪いときにモーター３が駆動される。たとえば、
自動車を加速するときや坂道を登るときにモーター３が
駆動される。
【００１５】バッテリー１は、モーター３に電力を供給
して放電され、エンジン１０や車輪１３で駆動される発
電機１１で充電される。ハイブリッド電気自動車は、エ
ンジン１０と車輪１３の両方で発電機１１を駆動する方
式と、エンジン１０では発電機１１を駆動しないで車輪
１３のみで発電機１１を駆動する方式とがある。車輪１
３は、ブレーキを踏んで減速するとき、あるいは坂道を
下るときに発電機１１を回転させる。車輪１３が発電機
１１を回転させると、車輪１３にブレーキ力が発生す
る。したがって、この状態で自動車は回生ブレーキで減
速される。回生ブレーキの制動力は、発電機１１がバッ
テリー１を充電する電流で制御される。バッテリー１の
充電電流を大きくすると、回生ブレーキの制動力は増加
する。
して放電され、エンジン１０や車輪１３で駆動される発
電機１１で充電される。ハイブリッド電気自動車は、エ
ンジン１０と車輪１３の両方で発電機１１を駆動する方
式と、エンジン１０では発電機１１を駆動しないで車輪
１３のみで発電機１１を駆動する方式とがある。車輪１
３は、ブレーキを踏んで減速するとき、あるいは坂道を
下るときに発電機１１を回転させる。車輪１３が発電機
１１を回転させると、車輪１３にブレーキ力が発生す
る。したがって、この状態で自動車は回生ブレーキで減
速される。回生ブレーキの制動力は、発電機１１がバッ
テリー１を充電する電流で制御される。バッテリー１の
充電電流を大きくすると、回生ブレーキの制動力は増加
する。
【００１６】バッテリー１は、互いに直列に接続してい
る複数の二次電池を内蔵している。二次電池は複数個を
直列に接続してモジュール電池としており、さらに、複
数のモジュール電池を直列に接続してバッテリー１とし
ている。二次電池は、ニッケル−水素電池、リチウムイ
オン二次電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電でき
る電池である。
る複数の二次電池を内蔵している。二次電池は複数個を
直列に接続してモジュール電池としており、さらに、複
数のモジュール電池を直列に接続してバッテリー１とし
ている。二次電池は、ニッケル−水素電池、リチウムイ
オン二次電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電でき
る電池である。
【００１７】制御装置２は、つねにバッテリー１の残存
容量を検出し、残存容量があらかじめ設定された設定範
囲となるように充放電を制御する。バッテリー１の残存
容量を設定範囲とするために、制御装置２は、バッテリ
ー１を放電して、残存容量が下限残容量まで低下すると
放電を禁止して充電のみを許容し、バッテリー１を充電
して残存容量が上限残容量まで上昇すると充電を禁止し
て放電のみを許容するように制御する。
容量を検出し、残存容量があらかじめ設定された設定範
囲となるように充放電を制御する。バッテリー１の残存
容量を設定範囲とするために、制御装置２は、バッテリ
ー１を放電して、残存容量が下限残容量まで低下すると
放電を禁止して充電のみを許容し、バッテリー１を充電
して残存容量が上限残容量まで上昇すると充電を禁止し
て放電のみを許容するように制御する。
【００１８】３Ｄジャイロセンサー５は、自動車の前後
方向と左右方向と上下方向の加速度を立体的に検出し
て、加速度を示す信号を制御装置２に入力する。制御装
置２は、３Ｄジャイロセンサー５から入力される上下方
向の加速度信号でもって、バッテリー１を充放電させる
設定範囲を変化させる。３Ｄジャイロセンサー５から制
御装置２に登坂信号が入力されて、自動車が坂道を登っ
ているとき、制御装置２はバッテリー１の放電を許容す
る下限残容量を下げて放電を許容する範囲を広くする。
方向と左右方向と上下方向の加速度を立体的に検出し
て、加速度を示す信号を制御装置２に入力する。制御装
置２は、３Ｄジャイロセンサー５から入力される上下方
向の加速度信号でもって、バッテリー１を充放電させる
設定範囲を変化させる。３Ｄジャイロセンサー５から制
御装置２に登坂信号が入力されて、自動車が坂道を登っ
ているとき、制御装置２はバッテリー１の放電を許容す
る下限残容量を下げて放電を許容する範囲を広くする。
【００１９】図３は、設定範囲の下限残容量を下げて放
電を許容する範囲を広くする状態を示すグラフである。
この図は、自動車が坂道を登って、３Ｄジャイロセンサ
ー５から登坂信号が入力されるとき、下限残容量を正常
な値から下げて、設定範囲を広くしている。図では、正
常な下限残容量をバッテリー１の満充電容量の２５％と
し、登坂信号が入力されるときの下限残容量を約１３％
としている。ただ、下限残容量は、満充電容量の５〜２
５％とすることができる。さらに、登坂信号が入力され
るときに、下限残容量を下げるように制御する制御装置
２は、通常の下限残容量をたとえば２６〜３５％の範囲
として多少高く設定し、下限残容量をそれよりも小さく
設定することもできる。
電を許容する範囲を広くする状態を示すグラフである。
この図は、自動車が坂道を登って、３Ｄジャイロセンサ
ー５から登坂信号が入力されるとき、下限残容量を正常
な値から下げて、設定範囲を広くしている。図では、正
常な下限残容量をバッテリー１の満充電容量の２５％と
し、登坂信号が入力されるときの下限残容量を約１３％
としている。ただ、下限残容量は、満充電容量の５〜２
５％とすることができる。さらに、登坂信号が入力され
るときに、下限残容量を下げるように制御する制御装置
２は、通常の下限残容量をたとえば２６〜３５％の範囲
として多少高く設定し、下限残容量をそれよりも小さく
設定することもできる。
【００２０】さらに、下限残容量は、所定の走行時間
（Ｔ）に対する登坂信号が入力される時間（ｔ）の割
合、すなわち登坂時間割合（δ）で変更することもでき
る。登坂時間割合（δ）は、たとえば、自動車が１００
時間走行するときに、登坂する時間が何時間あるかを％
で検出する値である。したがって、登坂時間割合である
δ＝ｔ／Ｔ×１００で算出される。登坂時間割合が大き
い運転環境では、頻繁に登坂するので下限残容量を下げ
る割合を小さくしてバッテリー１の劣化を防止する。反
対に、登坂時間割合が小さい運転環境では、登坂する割
合が少ないので、下限残容量を下げる割合を大きくして
設定範囲を広くしてもバッテリー１の劣化が少ない。こ
のため、この運転環境では下限残容量をより小さくし
て、長い坂道も勢いよく登れるようにする。
（Ｔ）に対する登坂信号が入力される時間（ｔ）の割
合、すなわち登坂時間割合（δ）で変更することもでき
る。登坂時間割合（δ）は、たとえば、自動車が１００
時間走行するときに、登坂する時間が何時間あるかを％
で検出する値である。したがって、登坂時間割合である
δ＝ｔ／Ｔ×１００で算出される。登坂時間割合が大き
い運転環境では、頻繁に登坂するので下限残容量を下げ
る割合を小さくしてバッテリー１の劣化を防止する。反
対に、登坂時間割合が小さい運転環境では、登坂する割
合が少ないので、下限残容量を下げる割合を大きくして
設定範囲を広くしてもバッテリー１の劣化が少ない。こ
のため、この運転環境では下限残容量をより小さくし
て、長い坂道も勢いよく登れるようにする。
【００２１】また、３Ｄジャイロセンサー５から制御装
置２に降坂信号が入力されて、自動車が坂道を下ってい
るときは、制御装置２がバッテリー１の充電を許容する
上限残容量を上げて充電を許容する範囲を広くする。自
動車が坂道を下るとき、回生ブレーキで減速される。回
生ブレーキは、車輪１３が発電機１１を駆動し、発電機
１１の発電電力でバッテリー１を充電し、自動車を減速
するエネルギーでバッテリー１を充電する。回生ブレー
キの減速力は、発電機１１がバッテリー１を充電する電
流で制御できる。充電電流を大きくすると回生ブレーキ
の制動力は強くなる。
置２に降坂信号が入力されて、自動車が坂道を下ってい
るときは、制御装置２がバッテリー１の充電を許容する
上限残容量を上げて充電を許容する範囲を広くする。自
動車が坂道を下るとき、回生ブレーキで減速される。回
生ブレーキは、車輪１３が発電機１１を駆動し、発電機
１１の発電電力でバッテリー１を充電し、自動車を減速
するエネルギーでバッテリー１を充電する。回生ブレー
キの減速力は、発電機１１がバッテリー１を充電する電
流で制御できる。充電電流を大きくすると回生ブレーキ
の制動力は強くなる。
【００２２】制御装置２は、たとえば、通常の正常な上
限残容量を満充電容量の約７５％とし、降坂信号が入力
されるときの上限残容量を正常な値＋約１２％とする。
ただ、上限残容量は、正常な上限残容量に３〜２０％程
度プラスした値とすることもできる。さらに、上限残容
量は、所定の走行時間（Ｔ）に対する降坂信号が入力さ
れる時間（ｔ）の割合、すなわち降坂時間割合（θ）で
変更することもできる。降坂時間割合（θ）は、たとえ
ば、自動車が１００時間走行するときに、降坂する時間
が何時間あるかを％で検出する値である。したがって、
降坂時間割合であるθ＝ｔ／Ｔ×１００で算出される。
降坂時間割合が大きい運転環境では、頻繁に降坂するの
で上限残容量を上げる割合を少なくしてバッテリー１の
劣化を防止する。反対に、降坂時間割合が小さい運転環
境では、降坂する割合が少ないので、上限残容量を上げ
る割合を大きくして設定範囲を広くしてもバッテリー１
の劣化が少ない。このため、この運転環境では上限残容
量をより大きくして、長い坂道を回生ブレーキをかけて
安全に下ることができるようにする。
限残容量を満充電容量の約７５％とし、降坂信号が入力
されるときの上限残容量を正常な値＋約１２％とする。
ただ、上限残容量は、正常な上限残容量に３〜２０％程
度プラスした値とすることもできる。さらに、上限残容
量は、所定の走行時間（Ｔ）に対する降坂信号が入力さ
れる時間（ｔ）の割合、すなわち降坂時間割合（θ）で
変更することもできる。降坂時間割合（θ）は、たとえ
ば、自動車が１００時間走行するときに、降坂する時間
が何時間あるかを％で検出する値である。したがって、
降坂時間割合であるθ＝ｔ／Ｔ×１００で算出される。
降坂時間割合が大きい運転環境では、頻繁に降坂するの
で上限残容量を上げる割合を少なくしてバッテリー１の
劣化を防止する。反対に、降坂時間割合が小さい運転環
境では、降坂する割合が少ないので、上限残容量を上げ
る割合を大きくして設定範囲を広くしてもバッテリー１
の劣化が少ない。このため、この運転環境では上限残容
量をより大きくして、長い坂道を回生ブレーキをかけて
安全に下ることができるようにする。
【００２３】ナビゲーションシステム６は、道路地図を
記憶しているＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の記憶媒体を備え
ている。道路地図は、坂道を識別して記憶している。さ
らに、ナビゲーションシステム６は、ＧＰＳ衛星から送
信される位置信号を受信する受信器と、受信した信号を
演算して自動車の位置を地図上に検出する演算回路とを
備えている。ナビゲーションシステム６は、自動車が走
行している道路が坂道であるかどうかを判別し、さら
に、自動車が坂道を登っているか下っているかを識別
し、さらに、坂道がどこまで続くかも識別する。
記憶しているＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の記憶媒体を備え
ている。道路地図は、坂道を識別して記憶している。さ
らに、ナビゲーションシステム６は、ＧＰＳ衛星から送
信される位置信号を受信する受信器と、受信した信号を
演算して自動車の位置を地図上に検出する演算回路とを
備えている。ナビゲーションシステム６は、自動車が走
行している道路が坂道であるかどうかを判別し、さら
に、自動車が坂道を登っているか下っているかを識別
し、さらに、坂道がどこまで続くかも識別する。
【００２４】図２のハイブリッド電気自動車は、制御装
置２に３Ｄジャイロセンサー５とナビゲーションシステ
ム６の両方を接続している。この制御装置２は、３Ｄジ
ャイロセンサー５とナビゲーションシステム６の両方か
ら入力される登坂信号と降坂信号で設定範囲を変更す
る。ただ、制御装置には、３Ｄジャイロセンサーとナビ
ゲーションシステムのいずれか一方を連結して、制御装
置に接続している３Ｄジャイロセンサー又はナビゲーシ
ョンシステムから入力される登坂信号と降坂信号で設定
範囲を変更することもできる。
置２に３Ｄジャイロセンサー５とナビゲーションシステ
ム６の両方を接続している。この制御装置２は、３Ｄジ
ャイロセンサー５とナビゲーションシステム６の両方か
ら入力される登坂信号と降坂信号で設定範囲を変更す
る。ただ、制御装置には、３Ｄジャイロセンサーとナビ
ゲーションシステムのいずれか一方を連結して、制御装
置に接続している３Ｄジャイロセンサー又はナビゲーシ
ョンシステムから入力される登坂信号と降坂信号で設定
範囲を変更することもできる。
【００２５】３Ｄジャイロセンサー５の信号で制御装置
２が下限残容量を低くするタイミングは、３Ｄジャイロ
センサー５から登坂信号が入力されているとき、あるい
は、登坂信号が一定時間継続して入力されるときに、あ
らかじめ設定している時間にわたって下限残容量を低く
する。降坂信号が制御装置２に入力されるときは、降坂
信号が入力されているときに上限残容量を大きくし、あ
るいは一定時間継続して降坂信号が入力されるときに、
あらかじめ設定している時間に上限残容量を大きくす
る。
２が下限残容量を低くするタイミングは、３Ｄジャイロ
センサー５から登坂信号が入力されているとき、あるい
は、登坂信号が一定時間継続して入力されるときに、あ
らかじめ設定している時間にわたって下限残容量を低く
する。降坂信号が制御装置２に入力されるときは、降坂
信号が入力されているときに上限残容量を大きくし、あ
るいは一定時間継続して降坂信号が入力されるときに、
あらかじめ設定している時間に上限残容量を大きくす
る。
【００２６】ナビゲーションシステム６は、坂道がどこ
まで続くかの信号を制御装置２に入力できる。したがっ
て、ナビゲーションシステム６から登坂信号と降坂信号
が入力される制御装置２は、自動車が坂道を登っている
ときに下限残容量を低くし、また、自動車が坂道を下っ
ているときに上限残容量を大きくする。
まで続くかの信号を制御装置２に入力できる。したがっ
て、ナビゲーションシステム６から登坂信号と降坂信号
が入力される制御装置２は、自動車が坂道を登っている
ときに下限残容量を低くし、また、自動車が坂道を下っ
ているときに上限残容量を大きくする。
【００２７】図４に示すブロック図は、図２のハイブリ
ッド電気自動車の３Ｄジャイロセンサー５とナビゲーシ
ョンシステム６に代わって、制御装置２に走行状態変更
スイッチ１２を接続している。走行状態変更スイッチ１
２は、走行モードを変更する信号を制御装置２に出力す
る。たとえば、走行状態変更スイッチ１２はスポーツ走
行モードと、ノーマル走行モードとを切り換える信号を
制御装置２に出力する。走行状態変更スイッチ１２が、
ノーマル走行モードからスポーツ走行モードに切り換え
られると、制御装置２は下限残容量を小さくして上限残
容量を大きくして設定範囲を広くする。走行状態変更ス
イッチ１２がノーマル走行モードに切り換えられると、
設定範囲を正常な状態に変更する。スポーツ走行モード
において下限残容量を小さくする制御は、３Ｄジャイロ
センサー５から登坂信号が入力された状態に同様とし、
また、上限残容量を高くする制御は、３Ｄジャイロセン
サー５から降坂信号が入力された状態と同様にする。
ッド電気自動車の３Ｄジャイロセンサー５とナビゲーシ
ョンシステム６に代わって、制御装置２に走行状態変更
スイッチ１２を接続している。走行状態変更スイッチ１
２は、走行モードを変更する信号を制御装置２に出力す
る。たとえば、走行状態変更スイッチ１２はスポーツ走
行モードと、ノーマル走行モードとを切り換える信号を
制御装置２に出力する。走行状態変更スイッチ１２が、
ノーマル走行モードからスポーツ走行モードに切り換え
られると、制御装置２は下限残容量を小さくして上限残
容量を大きくして設定範囲を広くする。走行状態変更ス
イッチ１２がノーマル走行モードに切り換えられると、
設定範囲を正常な状態に変更する。スポーツ走行モード
において下限残容量を小さくする制御は、３Ｄジャイロ
センサー５から登坂信号が入力された状態に同様とし、
また、上限残容量を高くする制御は、３Ｄジャイロセン
サー５から降坂信号が入力された状態と同様にする。
【００２８】走行状態変更スイッチ１２を切り換えて、
バッテリー１を充放電させる設定範囲を広くする方式
は、３Ｄジャイロセンサー５やナビゲーションシステム
６に比較して簡単な回路構成として、モーター３が車輪
１３を駆動するトルクを大きくまたその時間を長くし
て、自動車をより速やかに加速し、また減速することが
できる。
バッテリー１を充放電させる設定範囲を広くする方式
は、３Ｄジャイロセンサー５やナビゲーションシステム
６に比較して簡単な回路構成として、モーター３が車輪
１３を駆動するトルクを大きくまたその時間を長くし
て、自動車をより速やかに加速し、また減速することが
できる。
【００２９】さらに、図２と図４のハイブリッド電気自
動車は、アクセルセンサー７とブレーキセンサー８も制
御装置２に接続している。アクセルセンサー７はアクセ
ルの開度を検出する信号を制御装置２に出力する。制御
装置２はアクセルセンサー７からアクセルを強く踏む信
号、たとえば、アクセルを全開にする信号が継続して入
力されると、一時的に下限残容量を低くして、バッテリ
ー１を放電させる時間を長くする。
動車は、アクセルセンサー７とブレーキセンサー８も制
御装置２に接続している。アクセルセンサー７はアクセ
ルの開度を検出する信号を制御装置２に出力する。制御
装置２はアクセルセンサー７からアクセルを強く踏む信
号、たとえば、アクセルを全開にする信号が継続して入
力されると、一時的に下限残容量を低くして、バッテリ
ー１を放電させる時間を長くする。
【００３０】ブレーキセンサー８は、ブレーキの踏み力
を検出する信号を制御装置２に出力する。制御装置２は
ブレーキセンサー８からブレーキを強く踏む信号が継続
して入力されると、一時的に上限残容量を大きくしてバ
ッテリー１を充電する時間を長くする。
を検出する信号を制御装置２に出力する。制御装置２は
ブレーキセンサー８からブレーキを強く踏む信号が継続
して入力されると、一時的に上限残容量を大きくしてバ
ッテリー１を充電する時間を長くする。
【００３１】
【発明の効果】本発明のハイブリッド電気自動車は、バ
ッテリーの劣化をできる限り少なくしながら、バッテリ
ーの実質容量を増加してバッテリーがモーターを駆動で
きる時間を長くでき、さらに回生ブレーキで有効に充電
できる特長がある。それは、本発明のハイブリッド電気
自動車が、バッテリーの充放電を制御する制御装置に、
自動車の加速度を立体的に検出する３Ｄジャイロセンサ
ー、あるいは、自動車の走行位置を検出するナビゲーシ
ョンシステム、あるいはまた、トライバーが操作できる
走行状態変更スイッチを接続しており、これらから入力
される信号で、制御装置がバッテリーの充放電を許容す
る残存容量の設定範囲を変更しているからである。
ッテリーの劣化をできる限り少なくしながら、バッテリ
ーの実質容量を増加してバッテリーがモーターを駆動で
きる時間を長くでき、さらに回生ブレーキで有効に充電
できる特長がある。それは、本発明のハイブリッド電気
自動車が、バッテリーの充放電を制御する制御装置に、
自動車の加速度を立体的に検出する３Ｄジャイロセンサ
ー、あるいは、自動車の走行位置を検出するナビゲーシ
ョンシステム、あるいはまた、トライバーが操作できる
走行状態変更スイッチを接続しており、これらから入力
される信号で、制御装置がバッテリーの充放電を許容す
る残存容量の設定範囲を変更しているからである。
【００３２】本発明のハイブリッド電気自動車は、走行
状態に応じて充放電を許容する設定範囲を変更できるの
で、モーターで車輪を駆動する走行状態では、バッテリ
ーでモーターを駆動する時間を長くできると共に、バッ
テリーを充電する走行状態では、バッテリーを充電する
時間を長くできる。したがって、バッテリーの劣化をで
きる限り少なくしながら、バッテリーの実質容量を大き
くしてバッテリーを有効に利用でき、モーターの駆動や
バッテリーの充電を極めて理想的にできる。
状態に応じて充放電を許容する設定範囲を変更できるの
で、モーターで車輪を駆動する走行状態では、バッテリ
ーでモーターを駆動する時間を長くできると共に、バッ
テリーを充電する走行状態では、バッテリーを充電する
時間を長くできる。したがって、バッテリーの劣化をで
きる限り少なくしながら、バッテリーの実質容量を大き
くしてバッテリーを有効に利用でき、モーターの駆動や
バッテリーの充電を極めて理想的にできる。
【００３３】とくに、本発明の請求項２のハイブリッド
電気自動車は、制御装置に登坂信号が入力されると、制
御装置がバッテリーの放電を許容する下限残容量を下げ
て放電を許容する範囲を広くするので、長い坂道を登る
ときに、放電を中断することなくバッテリーでモーター
を駆動して、勢いよく登ることができる。また、本発明
の請求項３のハイブリッド電気自動車は、制御装置に降
坂信号が入力されると、制御装置がバッテリーの充電を
許容する上限残容量を上げて充電を許容する範囲を広く
するので、長い坂道を下るときに、充電を中断すること
なく、回生ブレーキを有効に利用してバッテリーを充電
できる。さらに、長い下り坂であっても、回生ブレーキ
で減速しながら安全に下ることができる。
電気自動車は、制御装置に登坂信号が入力されると、制
御装置がバッテリーの放電を許容する下限残容量を下げ
て放電を許容する範囲を広くするので、長い坂道を登る
ときに、放電を中断することなくバッテリーでモーター
を駆動して、勢いよく登ることができる。また、本発明
の請求項３のハイブリッド電気自動車は、制御装置に降
坂信号が入力されると、制御装置がバッテリーの充電を
許容する上限残容量を上げて充電を許容する範囲を広く
するので、長い坂道を下るときに、充電を中断すること
なく、回生ブレーキを有効に利用してバッテリーを充電
できる。さらに、長い下り坂であっても、回生ブレーキ
で減速しながら安全に下ることができる。
【００３４】さらに、本発明の請求項４のハイブリッド
電気自動車は、ナビゲーションシステムで自動車の走行
位置や走行状態を地図上で識別できるので、自動車の進
行を予測しながらバッテリーの充放電を理想的に制御で
きる特長がある。さらに、本発明の請求項５のハイブリ
ッド電気自動車は、トライバーが操作できる走行状態変
更スイッチを備えるので、ドライバーが意図的にバッテ
リーの充放電を許容する残存容量の設定範囲を変更でき
る。
電気自動車は、ナビゲーションシステムで自動車の走行
位置や走行状態を地図上で識別できるので、自動車の進
行を予測しながらバッテリーの充放電を理想的に制御で
きる特長がある。さらに、本発明の請求項５のハイブリ
ッド電気自動車は、トライバーが操作できる走行状態変
更スイッチを備えるので、ドライバーが意図的にバッテ
リーの充放電を許容する残存容量の設定範囲を変更でき
る。
【００３５】さらに、本発明の請求項６のハイブリッド
電気自動車は、制御装置にアクセル開度を検出するアク
セルセンサーを接続して、アクセルセンサーから入力さ
れる信号で放電を許容する残存容量の下限残容量を変更
するので、アクセルの開度に応じて、一時的に下限残容
量を低くして、バッテリーの放電時間を長くできる。
電気自動車は、制御装置にアクセル開度を検出するアク
セルセンサーを接続して、アクセルセンサーから入力さ
れる信号で放電を許容する残存容量の下限残容量を変更
するので、アクセルの開度に応じて、一時的に下限残容
量を低くして、バッテリーの放電時間を長くできる。
【００３６】さらに、本発明の請求項７のハイブリッド
電気自動車は、制御装置にブレーキの踏み量を検出する
ブレーキセンサーを接続して、ブレーキセンサーから入
力される信号で充電を許容する残存容量の上限残容量を
変更するので、ブレーキの踏み量に応じて、一時的に上
限残容量を大きくして、バッテリーの充電時間を長くで
きる。
電気自動車は、制御装置にブレーキの踏み量を検出する
ブレーキセンサーを接続して、ブレーキセンサーから入
力される信号で充電を許容する残存容量の上限残容量を
変更するので、ブレーキの踏み量に応じて、一時的に上
限残容量を大きくして、バッテリーの充電時間を長くで
きる。
【図１】従来のハイブリッド電気自動車がバッテリーの
残存容量を制御する状態を示すグラフ
残存容量を制御する状態を示すグラフ
【図２】本発明の実施例のハイブリッド電気自動車の走
行機構を示すブロック図
行機構を示すブロック図
【図３】制御装置がバッテリーの放電を許容する下限残
容量を下げて放電を許容する範囲を広くする状態を示す
グラフ
容量を下げて放電を許容する範囲を広くする状態を示す
グラフ
【図４】本発明の他の実施例のハイブリッド電気自動車
の走行機構を示すブロック図
の走行機構を示すブロック図
１…バッテリー ２…制御装置 ３…モーター ４…インバータ ５…３Ｄジャイロセンサー ６…ナビゲーションシステム ７…アクセルセンサー ８…ブレーキセンサー ９…冷却機構 １０…エンジン １１…発電機 １２…走行状態変更スイッチ １３…車輪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA01 DA07 EA05 FA06 GC05 5H030 AS08 BB01 BB10 BB21 FF00 FF41 5H115 PC06 PG04 PI14 PI16 PI29 PI30 PO07 PO11 PU08 PU24 PU25 PV09 QA10 QE04 QE06 QE08 QE10 QI04 QN27 TD20 TI02 TI05 TI10 TO02 TO05 TO21 TO23 TO30 TR19 TU20 UB05 UB08 UB11
Claims (7)
- 【請求項１】 バッテリー(1)の残存容量を検出し、バ
ッテリー(1)の残存容量が設定範囲となるようにバッテ
リー(1)の充放電を制御する制御装置(2)を備えるハイブ
リッド電気自動車であって、 自動車の加速度を立体的に検出する３Ｄジャイロセンサ
ー(5)を制御装置(2)に接続しており、この３Ｄジャイロ
センサー(5)から入力される信号で、制御装置(2)がバッ
テリー(1)の充放電を許容する残存容量の設定範囲を変
更するようにしてなるハイブリッド電気自動車。 - 【請求項２】 ３Ｄジャイロセンサー(5)から制御装置
(2)に登坂信号が入力されると、制御装置(2)がバッテリ
ー(1)の放電を許容する下限残容量を下げて放電を許容
する範囲を広くする請求項１に記載されるハイブリッド
電気自動車。 - 【請求項３】 ３Ｄジャイロセンサー(5)から制御装置
(2)に降坂信号が入力されると、制御装置(2)がバッテリ
ー(1)の充電を許容する上限残容量を上げて充電を許容
する範囲を広くする請求項１に記載されるハイブリッド
電気自動車。 - 【請求項４】 バッテリー(1)の残存容量を検出し、バ
ッテリー(1)の残存容量が設定範囲となるようにバッテ
リー(1)の充放電を制御する制御装置(2)を備えるハイブ
リッド電気自動車であって、 地図上における自動車の走行位置を検出するナビゲーシ
ョンシステム(6)を制御装置(2)に接続しており、ナビゲ
ーションシステム(6)から入力される信号で、制御装置
(2)がバッテリー(1)の充放電を許容する残存容量の設定
範囲を変更するようにしてなるハイブリッド電気自動
車。 - 【請求項５】 バッテリー(1)の残存容量を検出し、バ
ッテリー(1)の残存容量が設定範囲となるようにバッテ
リー(1)の充放電を制御する制御装置(2)を備えるハイブ
リッド電気自動車であって、 トライバーが操作できる走行状態変更スイッチ(12)を制
御装置(2)に接続しており、この走行状態変更スイッチ
(12)から入力される信号で、制御装置(2)がバッテリー
(1)の充放電を許容する残存容量の設定範囲を変更する
ようにしてなるハイブリッド電気自動車。 - 【請求項６】 制御装置(2)にアクセル開度を検出する
アクセルセンサー(7)を接続しており、アクセルセンサ
ー(7)から入力される信号で、放電を許容する残存容量
の下限残容量を変更する請求項１、４または５のいずれ
かに記載されるハイブリッド電気自動車。 - 【請求項７】 制御装置(2)にブレーキの踏み量を検出
するブレーキセンサー(8)を接続しており、ブレーキセ
ンサー(8)から入力される信号で充電を許容する残存容
量の上限残容量を変更する請求項１、４または５のいず
れかに記載されるハイブリッド電気自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000230865A JP2002051405A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | ハイブリッド電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000230865A JP2002051405A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | ハイブリッド電気自動車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002051405A true JP2002051405A (ja) | 2002-02-15 |
Family
ID=18723768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000230865A Pending JP2002051405A (ja) | 2000-07-31 | 2000-07-31 | ハイブリッド電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002051405A (ja) |
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-
2000
- 2000-07-31 JP JP2000230865A patent/JP2002051405A/ja active Pending
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