JP2929475B2 - ハイブリッド車のバッテリ充電制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ハイブリッド車の充電制御装置に関し、詳
しくは、エンジンでゼネレータを駆動し、ゼネレータに
よりバッテリを充電するハイブリッド車の充電制御装置
に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ 近年、脱石油資源、低公害化をめざして開発が進めら
れている電動モータを走行駆動源とする電気自動車、あ
るいは、内燃機関と電動モータとを組合わせた、いわゆ
るハウブリッド自動車などの車輌においては、搭載され
るバッテリによって車輌の走行性能が左右され、上記バ
ッテリの電力容量に依存して航続可能距離が決定され
る。

従って、通常、これらの車輌においては、走行性能向
上のため上記バッテリを効率よく充電する充電装置が必
須であり、例えば、特公昭49−30648号公報に、その先
行技術が開示されている。

すなわち、上記先行例においては、バッテリを充電す
るための発電機を駆動する内燃機関と、開閉手段を介し
て電源に接続される内燃機関用の点火装置及び始動装置
を備え、上記バッテリの蓄電エネルギーを検出してその
値が予定値以下となったとき上記開閉手段を動作させて
上記点火装置と始動装置とを活動状態にし、内燃機関始
動完了時に上記開閉手段を動作させて始動装置の活動を
停止させ、また、内燃機関の負荷状態を検出してその値
が予定値以下となったとき上記開閉手段を動作させて点
火装置の活動を停止させており、上記発電機を駆動する
内燃機関を高効率領域で運転して上記バッテリの充電効
率を高めている。

しかしながら、従来、バッテリの充電に際しては、ゼ
ネレータ（発電機）を駆動するエンジン（内燃機関）の
回転数を一定に保持して充電を制御しており、必ずしも
適切に充電されるとはいえない。

すなわち、上記ゼネレータの出力は、その出力側に接
続された負荷との関係によって定まるため、上記エンジ
ンの回転数を一定に保持しても上記ゼネレータの出力が
最適に保持されるとは限らず、バッテリの充電状態に応
じて、その都度、エンジン回転数の設定を変更しなけれ
ばならないという問題があった。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ゼネレ
ータを駆動するエンジンを適切に制御し、ゼネレータ出
力を負荷に影響されることなく常に適切に保つことので
きるハイブリッド車のバッテリ充電制御装置を提供する
ことを目的としている。

［課題を解決するための手段及び作用］ 上記目的を達成するため本発明によるハイブリッド車
の充電制御装置は、バッテリを充電するゼネレータと、
このゼネレータを駆動するエンジンとを搭載し、上記バ
ッテリからの電力により電動モータによって走行駆動さ
れるハイブリッド車のバッテリ充電制御装置において、
上記バッテリを充電する際にバッテリ充電状態を判断す
る充電設定手段と、上記充電設定手段で判断したバッテ
リ充電状態に基づき上記ゼネレータの目標ゼネレータ回
転数を設定する目標ゼネレータ回転数設定手段と、ゼネ
レータ回転数センサにより上記ゼネレータの回転数を算
出するゼネレータ回転数算出手段と、上記ゼネレータ回
転数算出手段で算出した回転数が上記ゼネレータ目標回
転数設定手段で設定した目標ゼネレータ回転数となるよ
う、上記エンジンの回転数を制御するエンジン回転数制
御手段とを備えたものである。

すなわち、バッテリの充電に際してバッテリ充電状態
を判断し、判断したバッテリ充電状態に基づいて目標ゼ
ネレータ回転数が設定されると、実際のゼネレータの回
転数が目標ゼネレータ回転数となるようゼネレータを駆
動するエンジンの回転数が制御される。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図〜第４図は本発明の第１実施例を示し、第１図
はバッテリ充電制御装置の機能構成図、第２図は充電制
御系の構成図、第３図はハイブリッド自動車の構成図、
第４図は充電制御手段を示すフローチャートである。

（構 成） 第３図において、符号１は電気自動車であり、エンジ
ン２のクランクプーリ2aにベルト３を介してゼネレータ
４のプーリ4aが連結されており、このゼネレータ４の出
力によってバッテリ５が充電されるとともに、上記エン
ジン２の始動時には上記ゼネレータ４がスタータを兼用
する。そして、上記バッテリ５から走行駆動源である電
動モータ６に電力が供給され、この電動モータ６に変速
機７を介して車軸1aが連結されている。

すなわち、上記電気自動車１は、いわゆるシリアルハ
イブリッド自動車であり、上記エンジン２の出力を上記
ゼネレータ４により電気エネルギーに変換し、上記バッ
テリ５に貯蔵した電気エネルギーによって上記電動モー
タ６を駆動して走行する。

上記エンジン２は、本実施例においてはガソリンエン
ジンであり、第２図に示すように、上記エンジン２の吸
気管７には気化器８が介装され、この気化器８の上流側
にエアクリーナ９が取付けられている。

さらに、上記吸気管７に介装されたスロットルバルブ
7aに、ステッピングモータあるいはロータリソレノイド
などからなるロータリアクチュエータ10が連結されてい
る。

また、上記エンジン２のクランクプーリ2a外周部側面
に、所定のクランク角（本実施例においては固定点火角
度）を検出するための電磁ピックアップなどからなるク
ランク角センサ11が対設され、さらに、上記ゼネレータ
４のプーリ4a外周に、電磁ピックアップなどからなるゼ
ネレータ回転数センサ12が対設されている。

また、上記バッテリ５内部には、過充電により電解液
から発生するガスを検出するガス検出手段13として、発
光素子13aと受光素子13bとが互いに対向して配設され、
上記発光素子13aの光出力を上記受光素子13bで検出し、
その光量変化から充電によって電解液から発生するガス
（いわゆる、ガッシング）を検出する。

一方、符号20は、マイクロコンピュータからなる制御
装置であり、この制御装置20は、CPU21、ROM22、RAM2
3、I/Oインターフェース24がバスライン25を介して互い
に接続され、制御リレーRYのリレー接点を介して上記バ
ッテリ５に接続された定電圧回路26によって各部に電源
が供給される。

上記制御リレーRYは、上記バッテリ５にキースイッチ
27を介して接続され、そのリレー接点には、上記定電圧
回路26、イグナイタ2b、ゼネレータ制御回路4b、モータ
制御回路6aが接続されて上記バッテリ５から電源が供給
され、さらに、上記モータ制御回路6aにはアクセル踏度
センサ14及びブレーキスイッチ15が接続され、上記アク
セル踏度センサ14からのアクセル踏度信号に応じて上記
電動モータ６の回転数が制御され、上記ブレーキスイッ
チ15により上記電動モータ６への通電が停止する。

また、上記I/Oインターフェース24の入力ポートは、
クランク角センサ11、ゼネレータ回転数センサ12、受光
素子13bなどが接続されるとともに、制御リレーRYのリ
レー接点が接続されて上記バッテリ５の端子電圧がモニ
タされ、一方、上記I/Oインターフェース24の出力ポー
トは、ロータリアクチュエータ10、上記イグナイタ2b、
及び、上記ゼネレータ制御回路4bが駆動回路28を介して
接続されている。

上記イグナイタ2bは、第１図に示すように、点火コイ
ル16の一次コイル側プラス端子が上記制御リレーRYのリ
レー接点に接続されており、一次コイル側マイナス端子
がトランジスタTRなどのスイッチ素子に接続されてい
る。さらに、上記エンジン２の燃焼室にその発火部を露
呈する点火プラグ17が上記点火コイル16の二次コイル側
に接続されている。

上記ゼネレータ制御回路4bは、上記ゼネレータ４をス
タータと発電機とに切換えるもので、第１図に示すよう
に、上記制御リレーRYのリレー接点を介して上記バッテ
リ５のプラス端子にリレーRY3が接続され、さらにこの
リレーRY3を経てダイオードD1が順方向に接続されると
ともに、上記リレーRY3及びダイオードD1と並列にダイ
オードD2が逆方向に接続されてブラシ4cの一方に接続さ
れている。

上記ブラシ4cの上記ダイオードD1,D2との接続側は、
フィールドコイル4dを経て抵抗Ｒに接続され、さらに、
第２リレーRY2のリレー接点を介して上記バッテリ５の
マイナス端子に接続されるとともに、上記抵抗Ｒと並列
に上記リレーRY3のリレー接点が接続されている。ま
た、上記ブラシ4cの他方は、第１リレーRY1のリレー接
点を介して上記バッテリ５のマイナス端子に接続されて
いる。

上記ROM22には制御プログラム及び制御用データなど
の固定データが記憶されており、また、上記RAM23には
上記各センサ11,12,13bなどからの出力信号を演算処理
した後のデータ、及び、上記バッテリ５の端子電圧のモ
ニタ値が格納されている。

上記CPU21では、上記ROM22に記憶されている制御プロ
グラムに従って上記各センサからの信号を処理し、上記
RAM23に格納されたデータに基づいて上記イグナイタ2b
への点火信号、上記ゼネレータ制御回路4bへの制御信
号、及び、ロータリアクチュエータ10の駆動信号などを
演算し、上記エンジン２を始動、停止させて上記バッテ
リ５の充電を所定の充電モードで制御する。

（制御装置の機能構成） 第１図に示すように、制御装置20のバッテリ充電制御
に係わる機能は、ガッシング判別手段30、RAM23からな
る記憶手段31、充電設定手段32、遅延手段33、目標ゼネ
レータ回転数設定手段34、ゼネレータ回転数算出手段3
5、エンジン回転数制御手段36、点火駆動手段37、第1,
第２リレー駆動手段38から構成されている。

また、上記エンジン回転数制御手段36は、ロータリア
クチュエータ作動量設定手段36a、ロータリアクチュエ
ータ駆動手段36bから構成されている。

ガッシング判別手段30では、ガス検出手段13の受光素
子13bから出力電圧ＥLを読込み、充電完了終期の上記バ
ッテリ５の電解液中の急激なガス発生、いわゆるガッシ
ングを判別し、判別結果を充電設定手段32へ出力する。

すなわち、上記バッテリ５の電解液中の発光素子13a
からの光出力を、この発光素子13aに対設された受光素
子13bで検出し、受光した光量に相応する電圧出力ＥLが
所定のガッシング判別基準値E0（例えば、ガッシングが
発生していない状態の出力電圧の90％）よりも小さいと
き、ガッシング発生と判別する。

充電設定手段32では、RAM23からなる記憶手段の所定
アドレスの充電判別フラグFLAGを判別し、この充電判別
フラグFLAGがFLAG＝０、すなわち、現在バッテリ５が充
電中でない（エンジン停止状態）とき、上記バッテリ５
の端子電圧ＶTと予め設定された下限値ＶL（例えば11
V）とを比較し、ＶT＜ＶLのとき、目標ゼネレータ回転
数設定手段34へ初期設定実行を指示すると共に、点火駆
動手段37、及び第1,第２リレー駆動手段38に充電開始信
号を出力してエンジン２を始動し、上記バッテリ５の充
電を開始させ、さらに、遅延手段33へも充電開始信号を
与えて、遅延手段33で設定時間（例えば３〜10sec）を
カウント後、すなわち、エンジン始動による充電開始か
ら設定時間経過後、バッテリ端子電圧ＶTを読込み、上
記ゼネレータ４による充電中のバッテリ端子電圧ＶTが
予め設定された上限値ＶH（例えば、15V）と下限値ＶL
との範囲内にあるかを判別し、ＶL＞ＶT、あるいは、Ｖ
H＜ＶTの場合には目標ゼネレータ回転数設定手段34に比
較結果を出力する。

一方、上記充電フラグFLAGがFLAG＝１で上記バッテリ
５が既に充電中（エンジン運転状態）の場合、上記充電
設定手段32は、バッテリ端子電圧ＶTを読込み、充電中
のバッテリ端子電圧ＶTが上限値ＶHと下限値ＶLとの範
囲内にあるかを判別し、ＶL＞ＶT、あるいは、ＶH＜ＶT
の場合には目標ゼネレータ回転数設定手段34に比較結果
を出力する。

そして、上記充電設定手段32でＶL≦ＶT≦ＶHと判別
した場合、あるいは、後述するエンジン回転数制御手段
36のロータリーアクチュエータ作動量設定手段36aから
遅延手段33を介して実行指示がなされた場合、該充電設
定手段32では、上記ガッシング判別手段30の判別結果を
読込み、ガッシング判別手段30でガッシング無しと判別
されていると、上記充電フラグFLAGをセット（FLAG←
１）して充電状態を継続し、一方、ガッシング判別手段
30でガッシングと判別されると、上記充電フラグFLAGを
クリア（FLAG←０）してロータリーアクチュエータ駆動
手段36を介してロータリーアクチュエータ10によりスロ
ットルバルブ7aを全閉位置に復帰させると共に、上記点
火駆動手段37、第1,第２リレー駆動手段38に充電終了信
号を出力し、上記エンジン２を停止させて充電を終了さ
せる。

目標ゼネレータ回転数設定手段34では、上記充電設定
手段32からの初期設定実行指示により、目標ゼネレータ
回転数Niを初期値N0（例えば、3000rpm）に設定する。
一方、上記充電設定手段32の比較結果がＶL＞ＶTの場合
には、バッテリ充電電圧を高めるため、記憶段31にスト
アされている現在の目標ゼネレータ回転数Niに設定値Δ
Ｎ（例えば50rpm）を加算して目標ゼネレータ回転数Ni
を増加更新し（Ni←Ni＋ΔＮ）、また、ＶH＜ＶTの場合
は、バッテリ充電電圧が高すぎるため、バッテリ充電電
圧を低下させるべく、現在の目標ゼネレータ回転数Niか
ら設定値ΔＮを減算して目標ゼネレータ回転数Niを更新
設定する（Ni←Ni−ΔＮ）。

ゼネレータ回転数算出手段35では、ゼネレータ回転数
センサ12の出力信号を読込み、その出力間隔から上記ゼ
ネレータ４の回転数ＮGEを算出する。

ロータリアクチュエータ作動量設定手段36aでは、上
記目標ゼネレータ回転数設定手段34で設定した目標ゼネ
レータ回転数Niと、上記ゼネレータ回転数算出手段35で
算出したゼネレータ回転数ＮGEとの偏差量Δを算出し
（Δ＝Ni−ＮGE）、この偏差量Δに相応するロータリア
クチュエータ10の作動量を設定する。そして、ロータリ
アクチュエータ駆動手段36bを介して上記ロータリアク
チュエータ10を駆動し、エンジン２のスロットルバルブ
開度を調節して上記ゼネレータ４のゼネレータ回転数Ｎ
GEが目標ゼネレータ回転数Niとなるよう制御する。

これにより、ベルト３のスリップなどの影響が除去さ
れて除去ゼネレータ４の回転数が精度良く制御され、上
記バッテリ５の充電を精密に制御することができる。

さらに、上記ロータリアクチュエータ作動量設定手段
36aは、上記遅延手段33を介して、ロータリアクチュエ
ータ作動量を設定してから所定時間（例えば、0.5〜2se
c）経過後に、上記充電設定手段32に対してガッシング
判別手段30からの判別結果読込みを指示する。

なお、このように遅延時間を設定するのは、ロータリ
アクチュエータ作動量が設定されてから実際にゼネレー
タ回転数ＮGEが変化してバッテリ状態が安定するまでに
はタイムラグが生じるので、このタイムラグを補償する
ためである。

点火駆動手段37では、上記充電設定手段32からの充電
開始信号が入力されると、クランク角センサ11からの固
定点火角度信号に基づいて点火コイル16の一次コイルを
所定のタイミングでON、OFFし、点火プラグ17をスパー
クさせる。そして、上記充電設定手段32からの充電終了
信号により作動を停止し、上記点火コイル16の一次コイ
ルを非通電状態に保ち、エンジン２を停止させる。

第1,第２リレー駆動手段38では、上記充電設定手段32
からの充電開始信号によりゼネレータ制御回路4bの第１
リレーRY1及び第２リレーRY2をONしてゼネレータ４をス
タータとして作動させ、また、上記充電設定手段32から
の充電終了信号により上記第１リレーRY1及び第２リレ
ーRY2をOFFして上記ゼネレータ４と上記バッテリ５との
接続を断ち、充電を終了させる。

すなわち、エンジン２が停止状態で、上記第１リレー
RY1及び第２リレーRY2がONすると、上記バッテリ５から
リレーRY3を経てダイオードD1からブラシ4cに電流が流
れ、上記リレーRY3がONして常開接点が閉じてスタータ
回路を形成し、抵抗Ｒを経由せずに上記ブラシ4cからフ
ィールドコイル4dに電流が流れる。その結果、上記ゼネ
レータ４は、上記フィールドコイル4dを流れる電流によ
り回転させられ、ベルト３を介してエンジン２を始動さ
せる。

そして、エンジンが始動して回転数が上昇してゆく
と、スタータ回路の電流が次第に減少し、ついには０と
なって上記リレーRY3がOFFする。さらに、エンジン回転
数が上昇すると、上記抵抗Ｒを通して上記フィールドコ
イル4dから逆方向に電流が流れ始め、ダイオードD2を介
してバッテリ５を充電するようになり、その後、上記第
１リレーRY1及び第２リレーRY2がOFFされると、上記ゼ
ネレータ４と上記バッテリ５との接続が断たれ、充電が
終了させられる。

（動 作） 次に、上記構成による充電制御手順を第４図のフロー
チャートに従って説明する。

第４図のフローチャートに示すプログラムは、所定時
間あるいは所定周期毎に実行されるプログラムであり、
定電圧充電モードによる充電制御手順である。

まず、キースイッチ27をONし制御リレーRYのリレー接
点を閉じると、バッテリ５から各部へ電源が供給されて
イニシャライズが実行され、RAM23の所定アドレスの充
電判別フラグFLAGがクリア（FLAG＝０）され、充電制御
のプログラムが実行される。

そして、ステップS101でバッテリ５の端子電圧ＶTを
読込み、次いで、ステプS102でRAM23の所定アドレスの
充電判別フラグFLAGの状態を判別する。

上記ステップS102で、FLAG＝１、すなわち、現在バッ
テリ５が充電中と判別されると、上記ステップS102から
ステップS110へジャンプし、FLAG＝０、すなわち、現在
エンジン２が停止さており上記バッテリ５が充電されて
いないと判別されると、上記ステップS102からステップ
S103へ進み、上記ステップS101で読込んだバッテリ端子
電圧ＶTが下限値ＶLより低下しているか否かを判別す
る。

上記ステップS103で、ＶT≧ＶLの場合にはプログラム
を抜け、ＶT＜ＶLの場合、上記ステップS103からステッ
プS104へ進んで、目標ゼネレータ回転数Niを初期値N0に
設定し（Ni←N0）、RAM23の所定アドレスにストアする
と共に、この初期値N0に対応するアクチュエータ初期駆
動量を設定してロータリアクチュエータ10を動作させ、
スロットルバルデ7aを初期設定開度に開かせ、ステップ
S105で、ゼネレータ制御回路4bの第１リレーRY1及び第
２リレーRY2をONにしてゼネレータ４をスタータとして
作動させるとともに、イグナイタ2bへ点火信号を出力し
てエンジン２を始動する。

次いで、ステップS106でカウンタのカウント値C1をカ
ウントアップし（C1←C1＋１）、ステップS107でカウン
タのカウント値C1が設定値C1SETに達したかを判別し、C
1＜C1SETの場合ステップS106へ戻り、C1≧C1SETの場
合、ステップS108へ進む。

ステップS108のへ進むと、カウンタのカウント値C1を
クリアし（C1←０）、ステップS109でバッテリ端子電圧
ＶTを読込む。すなわち、ステップS106,S107によりエン
ジン始動後所定時間（例えば、３〜10sec）経過してエ
ンジン回転数が安定してから、バッテリ端子電圧ＶTを
読込むようにしている。

次いで、ステップS110で、上記ステップS101あるいは
S109にて読込んだバッテリ端子電圧ＶTが下限値ＶLと上
限値ＶHとの範囲内（ＶL≦ＶT≦ＶH）にあるか否かを判
別し、ＶL≦ＶT≦ＶHの場合、ステップS119へジャンプ
する。

一方、上記ステープS110でＶL＞ＶT、あるいは、ＶT
＞ＶHと判別されるとステップS111へ進み、上記ステッ
プS101あるいは上記ステップS109にて読込んだバッテリ
端子電圧ＶTと下限値ＶLとを比較し、ＶL＞ＶTの場合に
はステップS112へ進みRAM23の所定アドレスにストアさ
れている目標ゼネレータ回転数Niを読出して、この目標
ゼネレータ回転数Niに設定値ΔＮを加算し、目標ゼネレ
ータ回転数Niを増加更新する（Ni←Ni＋ΔＮ）。すなわ
ち、バッテリ端子電圧ＶTが下限値ＶLより低い場合、充
電電圧を上げるべく目標ゼネレータ回転数Niを所定値Δ
Ｎ分増加させる。

また、上記ステップS111でＶL≦ＶT、すなわち、ＶT
＞ＶHと判別された場合には、ステップS113へ進み、RAM
23にストアされている目標ゼネレータ回転数Niから設定
値ΔＮを減算し、目標ゼネレータ回転数Niを更新する
（Ni←Ni−ΔＮ）。すなわち、バッテリ端子電圧ＶTが
上限値ＶHよりも高い場合には、充電電圧を低下すべく
目標ゼネレータ回転数Niを設定値ΔＮ分減少させる。

次いで、ステップS114へ進み、ゼネレータ回転数セン
サ12の出力信号を読込んで上記ゼネレータ４の回転数Ｎ
GEを算出し、ステップS115へ進んで、上記ステップS112
あるいは上記ステップS113にて設定した目標ゼネレータ
回転数Niから上記ステップS114で算出したゼネレータ回
転数ＮGEを減算して偏差量Δを算出し（Δ＝Ni−ＮG
E）、この偏差量Δに基づいてロータリアクチュエータ1
0に対する作動量を設定する。

次に、ステップS116へ進み、カウンタのカウント値C1
をカウントアップし（Ｃ←C1＋１）、ステップS117でカ
ウント値C1が設定値C2SETに達したか否かを判別し、C1
＜C2SETの場合ステップS116へ戻り、C1≧C2SETの場合、
ステップS118へ進み、カウンタのカウント値C1をクリア
し（C1←０）、ステップS119で、バッテリ５内部に設け
た受光素子13bを出力電圧ＥLを読込む。

上記ステップS115で設定したアクチュエータ作動量に
てロータリアクチュエータ10を作動させてスロットルバ
ルブ7aの開度を変更して実際にゼネレータ回転数ＮGEが
変化するまではタイムラグが生じるので、上記ステップ
S116,S117によってアクチュエータ作動量設定後、所定
時間（例えば、0.5〜2sec）経過してから受光素子13bの
出力電圧ＥLを読込むようにしている。

次いで、ステップS120で、上記受光素子13bの出力電
圧ＥLとガッシング判別基準値E0とを比較し、ガッシン
グが発生しているか否かを判別する。

上記ステップS120で、ＥL＜E0、すなわち、ガッシン
グ発生と判別されると、上記ステップS120からステップ
S121へ進んで充電判別フラグFLAGをクリアし（FLAG←
０）、ステップS122で、イグナイタ2bへの点火信号をカ
ットするとともにロータリアクチュエータ10の駆動を停
止してスロットルバルブ7aを全閉にしてエンジン２を停
止させ、上記第１リレーRY1及び第２リレーRY2をOFFに
してバッテリ５への充電を終了させてプログラムを抜け
る。

一方、上記ステップS120で、ＥL≧E0、すなわち、ガ
ッシング発生無しと判別されると、上記ステップS120か
らステップS123へ進み、上記充電判別フラグFLAGをセッ
トし（FLAG←１）、プログラムを抜ける。

（第２実施例） 次に、本発明の第２実施例について説明する。第２実
施例は準定電圧充電モードによる充電制御であり、第１
実施例に対し、第１図の充電設定手段32及び目標ゼネレ
ータ回転数設定手段33の機能が異なる。

すなわち、準定電圧充電モードでは、充電設定手段32
は、RAM23からなる記憶手段31の所定アドレスの充電判
別フラグFLAGを判別し、この充電判別フラグFLAGがFLAG
＝０、すなわち、現在バッテリ５が充電中でないとき、
上記バッテリ５の端子電圧ＶTと所定の下限値ＶL（例え
ば11V）とを比較し、ＶT＜ＶLのとき、目標ゼネレータ
回転数設定手段34に目標ゼネレータ回転数設定を指示す
ると共に、点火駆動手段37、第1,第２リレー駆動手段38
に充電開始信号を出力してエンジン２を始動し、上記バ
ッテリ５の充電を開始させ、さらに、遅延手段33へも充
電開始信号を出力し、遅延手段33で設定時間（例えば３
〜10sec）をカウント後、すなわち、エンジン始動によ
る充電開始から設定時間経過後、バッテリ端子電圧ＶT
を読込む。また、上記バッテリ５が既に充電中（FLAG＝
１）の場合にはバッテリ端子電圧ＶTを読込む。

そして、バッテリ端子電圧ＶTが充電終期電圧ＶH（例
えば15V）を越えたとき、あるいは、上記ガッシング判
別手段30でガッシング発生と判別されたとき、上記充電
判別フラグFLAGをクリア（FLAG＝０）として、ロータリ
アクチュエータ駆動手段36bを介してロータリアクチュ
エータ10によりスロットルバルブ7aを全閉にすると共
に、ロータリアクチュエータ駆動手段36b、点火駆動手
段37、及び、第1,第２リレー駆動手段38に充電終了信号
を出力し、上記エンジン２を停止させて充電を終了させ
る。

また、目標ゼネレータ回転数設定手段34では、上記充
電設定手段32からの指示により、ゼネレータ目標回転数
Niを定常回転数N0（例えば300rpm）に設定し、ロータリ
アクチュエータ作動量設定手段36aに出力する。

この準定電圧充電モードにおける充電制御手順を第５
図のフローチャートに従って説明する。

ステップS201でバッテリ５の端子電圧ＶTを読込む
と、次いで、ステップS202へ進み、RAM23の所定アドレ
スの充電判別フラグFLAGの状態を判別する。

上記ステップS202で、FLAG＝１、すなわち、現在バッ
テリ５が充電中と判別されると、上記ステップS202から
ステップS210へジャンプし、FLAG＝０、すなわち、現在
エンジン２が停止しており上記バッテリ５が充電されて
いないと判別されると、上記ステップS202からステップ
S203へ進む。

ステップS203では、上記ステップS201で読込んだバッ
テリ端子電圧ＶTが下限値ＶLより低下しているか否かを
判別し、ＶT≧ＶLの場合にはプログラムを抜け、ＶT＜
ＶLの場合、上記ステップS203からステップS204へ進ん
で、目標ゼネレータ回転数Niを定常回転数N0に設定し、
この定常回転数N0に対応するアクチュエータ初期駆動量
を設定し、ロータリアクチュエータ10を動作させてスロ
ットルバルブ7aを初期設定開度に開かせ、ステップS205
へ進み、ゼネレータ４の制御回路4bの第１リレーRY1及
び第２リレーRY2をONして上記ゼネレータ４をスタータ
として作動させるとともに、アグナイタ2bへ点火信号を
出力してエンジン２を始動する。

次に、ステップS206へ進み、カウンタのカウント値C1
をカウントアップし、ステップS207でカウンタのカウン
ト値C1が設定値C1SETに達したかを判別し、C1＜C1SETの
場合ステップS206へ戻り、C1≧C1SETの場合ステップS20
8へ進み、カウンタのカウント値C1をクリアして、ステ
ップS209でバッテリ端子電圧ＶTを読込む。

次いで、ステップS210で、上記ステップS201あるいは
上記ステップS209にて読込んだバッテリ端子電圧ＶTが
充電終期電圧ＶHに達しているか否かを判別し、ＶT＞Ｖ
Hの場合ステップS218へジャンプし、ＶT≦ＶHの場合、
ステップS211へ進んで、ゼネレータ回転数センサ12の出
力信号を読込んでゼネレータ４の回転数ＮGEを算出して
ステップS212へ進む。

ステップS212では、上記ステップS204にて設定した目
標ゼネレータ回転数Niから上記ステップS211で算出した
ゼネレータ回転数ＮGEを減算して偏差量Δを算出し（Δ
＝Ni−ＮGE）、この偏差量に基づいてロータリアクチュ
エータ10に対する作動量を設定してロータリアクチュエ
ータ10に出力する。

次いで、ステップS213で、カウンタのカウント値C1を
カウントアップし、ステップS214でカウンタのカウント
値C1が設定値C2SETに達したかを判別し、C1＜C2SETの場
合ステップS213へ戻り、C1≧C2SETの場合、ステップS21
5へ進み、カウンタのカウント値C1をクリアし、ステッ
プS216で、バッテリ５内部に設けた受光素子13bの出力
電圧ＥLを読込む。

次いで、ステップS217で、上記受光素子13bの出力電
圧ＥLとガッシング判別基準値E0とを比較し、ガッシン
グが発生しているか否かを判別する。

上記ステップS217で、ＥL＜E0、すなわち、ガッシン
グ発生と判別されると、上記ステップS217からステップ
S218へ進んで充電判別フラグFLAGをクリアし（FLAG←
０）、ステップS219で、イグナイタ2bへの点火信号をカ
ットするとともにロータリアクチュエータ10の駆動を停
止してスロットルバルブ7aを全閉にしてエンジン２を停
止させ、ゼネレータ制御回路14bの第１リレーRY1及び第
２リレーRY2をOFFにしてバッテリ５への充電を終了させ
てプログラムを抜ける。

一方、上記ステップS217で、ＥL≧E0、すなわち、ガ
ッシング発生無しと判別されると、上記ステップS217か
らステップS220へ進み、上記充電判別フラグFLAGをセッ
トし（FLAG←１）、プログラムを抜ける。

（第３実施例） 第６図〜第８図は本発明の第３実施例を示し、バッテ
リ５は定電流充電モードで充電される。

この第３実施例においては、第７図に示すように、上
記バッテリ５のプラス端子側とゼネレータ４の制御回路
4bとの間に電流センサ18が介装され、この電流センサ18
の出力が制御装置20のI/Oインターフェース24の入力ポ
ートに接続されて上記バッテリ５の充電電流が検出され
る。

また、第６図に示すように、上記制御装置20のバッテ
リ充電制御に係わる機能は、充電設定手段39及び目標ゼ
ネレータ回転数設定手段40が上述の第１実施例と異な
り、以下、その相違点のみ説明する。

充電設定手段39では、RAM23からなる記憶手段31の所
定アドレスの充電フラグFLAGを判別し、充電フラグFLAG
がFLAG＝０、すなわち、現在バッテリ５が充電中でない
とき（エンジン低止状態）、上記バッテリ５の端子電圧
ＶTと下限値ＶLとを比較し、ＶT＜ＶLのとき、目標ゼネ
レータ回転数設定手段40へ初期設定実行を指示すると共
に、点火駆動手段37、第1,第２リレー駆動手段38に充電
開始信号を出力してエンジン２を始動し、上記バッテリ
５の充電を開始させ、さらに、遅延手段33へ充電開始信
号を出力し、遅延手段33で設定時間（例えば、３〜10se
c）をカウント後、すなわち、エンジン始動による充電
開始から設定時間経過後、電流センサ18によって検出さ
れた充電電流Ａを読込む。また、上記バッテリ５が既に
充電中（FLAG＝１）のときには、電流センサ18によって
検出された充電電流Ａを読込む。

そして、充電電流Ａが目標設定電流上限値ＡHと目標
設定電流下限値ＡLとの範囲内にあるかを判別し、ＡL＞
Ａ、あるいは、ＡH＜Ａの場合、目標ゼネレータ回転数
設定手段40に比較結果を出力する。

さらに、充電設定手段39は、ＡL≦Ａ≦AHと判別した
場合、あるいはロータリアクチュエータ作動量設定手段
36aから遅延手段33を介して実行指示がなされた場合、
バッテリ端子電圧ＶTを読込み、バッテリ端子電圧ＶTが
充電終期電圧ＶHを越えたとき、あるいは、ガッシンク
判別手段30でガッシング発生と判別されたとき、上記充
電フラグFLAGをクリア（FLAG←０）してロータリアクチ
ュエータ駆動手段36bを介してロータリアクチュエータ1
0によりスロットルバルブ7aを全閉位置にすると共に、
点火駆動手段37、第1,第２リレー駆動手段38に充電終了
信号を出力し、上記エンジン２を停止させて充電を終了
させる。

また、目標ゼネレータ回転数設定手段40は、上記充電
設定手段39からの初期設定実行指示により、目標ゼネレ
ータ回転数Niを初期値N0（例えば、300rpm）に設定し、
一方、上記充電設定手段39の比較結果がＡL＞Ａの場合
には充電電流Ａを高めるため、記憶手段31にストアされ
ている現在の目標ゼネレータ回転数Niに設定値ΔＮを加
算して目標ゼネレータ回転数Niを増加更新し（Ni←Ni＋
ΔＮ）、また、ＡH＜Ａの場合には充電電流Ａを低下さ
せるため、現在の目標ゼネレータ回転数Niから設定値Δ
Ｎを減算して目標ゼネレータ回転数Niを更新設定して
（Ni←Ni−ΔＮ）、上記ゼネレータ４の出力による充電
電流Ａが上記目標設定電流上限値ＡHと目標設定電流下
限値ＡLとの範囲内となるように制御する。

次に、定電流充電モードによるバッテリ５の充電制御
手段を第８図のフローチャートに従って説明する。

ステップS301でRAM23の所定アドレスの充電判別フラ
グFLAGの状態を判別し、FLAG＝１、すなわち、現在バッ
テリ５が充電中の場合、上記ステップS301からステップ
S309へジャンプし、一方、FLAG＝０、すなわち、現在エ
ンジン２が停止しており上記バッテリ５が充電されてい
ない場合、上記ステップS301からステップS302へ進む。

ステップS302では、バッテリ５の端子電圧ＶTを読込
み、次いで、ステップS303で、上記ステップS302で読込
んだバッテリ端子電圧ＶTが下限値ＶLより低下している
か否かを判別する。

上記ステップS303で、ＶT≧ＶLの場合にはプログラム
を抜け、ＶT＜ＶLの場合、上記ステップS303からステッ
プS304へ進んで、目標ゼネレータ回転数Niを初期値N0に
設定し、RAM23の所定アドレスにストアし、この初期値N
0に対応するアクチュエータ初期駆動量を設定してロー
タリアクチュエータ10を動作させ、スロットバルブ7aを
初期設定開度に開かせると共に、ステップS305でゼネレ
ータ制御回路4bの第１リレーRY1及び第２リレーRY2をON
にして上記ゼネレータ４をスタータとして作動させると
ともに、イグナイタ2bへ点火信号を出力してエンジン２
を始動させ、充電を開始させる。

次に、ステップS306へ進み、カウンタのカウント値C1
をカウントアップし、ステップS307でカウント値C1が設
定値C1SETに達したかを判別し、C1＜C1SETの場合ステッ
プS306へ戻り、C1≧C1SETの場合ステップS308へ進み、
カウンタのカウント値C1をクリアし、ステップS309で、
電流センサ18の出力からバッテリ５の充電電流Ａを読込
む。

なお、上記ステップS306,S307により遅延時間を設定
しているのは、エンジン始動後所定時間（例えば、３〜
10sec）経過してエンジン回転数が安定し、充電状態が
安定してから充電電流Ａを読込むためである。

次いで、ステップS310で、上記ステップS309にて読込
んだ充電電流Ａが目標設定電流下限値ＡLと目標設定電
流上限値ＡHとの範囲内（ＡL≦Ａ≦ＡH）にあるか否か
を判別し、ＡL≦Ａ≦ＡHの場合、ステップS319へジャン
プする。

一方、上記ステップS310でＡL＞Ａ、あるいは、ＡH＜
Ａと判別されるとステップS311へ進み、上記ステップS3
09にて読込んだ充電電流Ａと目標設定電流下限値ＡLと
を比較し、ＡL＞Ａの場合ステップS312へ進み、RAM23の
所定アドレスにストアされている目標ゼネレータ回転数
Niを読出して、この目標ゼネレータ回転数Niに設定値Δ
Ｎを加算し、目標ゼネレータ回転数Niを増加更新する
（Ni←Ni＋ΔＮ）。すなわち、バッテリ充電電流Ａが目
標設定電流下限値ＡLよりも低い場合、充電電流Ａを上
昇させるべく目標ゼネレータ回転数Niを所定値ΔＮ分増
加させる。

また、上記ステップS311でＡL≦Ａ、すなわち、Ａ＞
ＡHと判別された場合には、ステップS313へ進み、RAM23
にストアされている目標ゼネレータ回転数Niから設定値
ΔＮを減算し、目標ゼネレータ回転数Niを更新する（Ni
←Ni−ΔＮ）。すなわち、バッテリ充電電流Ａが目標設
定電流上限値ＡHよりも高い場合には、充電電流Ａを低
下すべく目標ゼネレータ回転数Niを設定値ΔＮ分減少さ
せる。

次いで、ステップS314へ進み、ゼネレータ回転数セン
サ12の出力信号を読込んで上記ゼネレータ４の回転数Ｎ
GEを算出し、ステップS315へ進んで、上記ステップS312
あるいは上記ステップS313にて設定した目標ゼネレータ
回転数Niから上記ステップS314で算出したゼネレータ回
転数ＮGEを減算して偏差量Δを算出し（Δ＝Ni−ＮG
E）、この偏差量Δに基づいてロータリアクチュエータ1
0に対する作動量を設定する。

次いで、ステップS316でカウンタのカウント値C1をカ
ウントアップし、ステップS317でカウンタのカウント値
C1が設定値C2SETに達したかを判別し、C1＜C2SETの場合
ステップンS316へ戻り、C1≧C2SETの場合ステップS318
へ進み、カウンタのカウント値C1をクリアする。

次に、ステップS319へ進んでバッテリ５の端子電圧Ｖ
Tを読込むと、ステップS320へ進み、上記ステップS319
で読込んだバッテリ端子電圧ＶTが充電終期電圧ＶHに達
しているか否かを判別し、ＶT＞ＶHの場合ステップS323
へジャンプし、ＶT≦ＶHの場合、ステップS321へ進ん
で、バッテリ５内部に設けた受光素子13bの出力電圧ＥL
を読込む。

次いで、ステップS322で、上記受光素子13bの出力電
圧ＥLとガッシング判別基準値E0とを比較し、ガッシン
グが発生しているか否かを判別し、ＥL＜E0、すなわ
ち、ガッシング発生と判別されると、上記ステップS322
からステップS323へ進んで充電判別フラグFLAGをクリア
し（FLAG←０）、ステップS324で、イグナイタ2bへの点
火信号をカットするとともにロータリアクチュエータ10
の駆動を停止してエンジン２を停止させ、ゼネレータ制
御回路4bの第１リレーRY1及び第２リレーRY2をOFFにし
てバッテリ５への充電を終了させてプログラムを抜け
る。

一方、上記ステップS322で、ＥL≧E0、すなわち、ガ
ッシング発生無しと判別されると、上記ステップS322か
らステップS325へ進み、上記充電判別フラグFLAGをセッ
トし（FLAG←１）、プログラムを抜ける。

（第４実施例） 第４実施例は定電流段別充電モードによる充電であ
り、上述の第３実施例に対し、第６図の充電設定手段38
及び目標ゼネレータ回転数設定手段39の機能が異なる。

すなわち、第３実施例に対し、充電設定手段39では、
まず、エンジン２を始動してバッテリ５を初めて充電す
る際に、目標ゼネレータ回転数設定手段40へ初期設定実
行を指示すると共に、充電電流Ａに対する充電設定電流
A1を初期値A0に設定し、この充電設定電流A1に許容幅Δ
Ａを加減算して目標設定電流上限値ＡH、目標設定電流
下限値ＡLをそれぞれ設定する（A1←A0,AH←A1＋ΔA,AL
←A1−ΔＡ）。そして、エンジン始動による充電開始か
ら設定時間経過後、電流センサ18によって検出された充
電電流Ａと上記目標設定電流上限値ＡH，目標設定電流
下限値ＡLとを比較し、その比較結果を目標ゼネレータ
回転数設定手段40に出力する。

その後、バッテリ端子電圧ＶTが充電終期電圧ＶH（例
えば15V）を越えた場合、あるいは、ガッシング判別手
段30でガッシング発生と判別された場合、上記充電設定
電流A1から所定の低減電流値ＡDを減算して上記充電設
定電流A1をステップ的に減少させる（A1←A1−ＡD）。

そして、充電設定電流A1と充電終期値ＡFとを比較
し、A1＞ＡFの場合には、上記充電設定電流A1の減少再
設定に対応して、この再設定された従来の充電設定電流
A1に許容幅ΔＡを加減算して、それぞれ目標設定電流上
限値ＡH、目標設定電流下限値ＡLを設定する。

その後、上記充電設定電流A1が充電終期値ＡF以下に
なった場合、充電フラグFLAGをクリア（FLAG＝０）して
ロータリアクチュエータ駆動手段36b、点火駆動手段3
7、及び、第1,第２リレー駆動手段38に充電終了信号を
出力し、上記エンジン２を停止させて充電を終了させ
る。

この定電流段別充電モードによるバッテリ５の充電制
御手順は第９図のフローチャートに示され、次にその充
電制御手順について説明する。

第３実施例のステップS301,S302と同一のステップS40
1,S402を経てステップS403へ進み、ＶT≧ＶLの場合には
プログラムを抜け、ＶT＜ＶLの場合、ステップS404へ進
む。

ステップS404に進むと、充電設定電流A1を予め設定し
た初期値A0に設定し（A1←A0）、この充電設定電流A1に
許容幅ΔＡを加算して目標設定電流上限値ＡHを設定す
る（ＡH←A1＋ΔＡ）と共に、充電設定電流A1から許容
幅ΔＡを減算して目標設定電流下限値ＡLを設定し（ＡL
←A1−ΔＡ）、さらに、目標ゼネレータ回転数Niを初期
値N0に設定し（Ni←N0）、RAM23の所定アドレスにそれ
ぞれストアする。

そして、上記初期値N0に対応するロータリアクチュエ
ータ初期駆動量を設定してロータリアクチュエータ10を
動作させ、スロットルバルブ7aを初期設定開度に開かせ
ると共に、ステップS405でゼネレータ制御回路4bの第１
リレーRY1及び第２リレーRY2をONにして上記ゼネレータ
４をスタータとして作動させると共に、イグナイタ2bへ
点火信号を出力してエンジン２を始動させ、充電を開始
させる。

次に、ステップS406へ進み、カウンタのカウント値C1
をカウントアップし、ステップS407でカウント値C1が設
定値C2SETに達したかを判別し、C1＜C1SETの場合ステッ
プS406へ戻り、C1≧C1SETの場合ステップS408へ進み、
カウンタのカウント値C1をクリアし、ステップS409で、
電流センサ18の出力からバッテリ５の充電電流Ａを読込
む。

そして、第３実施例のステップS310〜S319と同様のス
ッテップS410〜S419を経てステップS420へ至り、バッテ
リ端子電圧ＶTが充電終期電圧ＶHに達しているか否かを
判別し、ＶT＞ＶHの場合、上記ステップS420からステッ
プS243へジャンプし、ＶT≦ＶHの場合、上記ステップS4
20からステップS421へ進み、バッテリ５内部に設けた受
光素子13bの出力電圧ＥLを読込む。

次いで、ステップS422で、上記受光素子13bの出力電
圧ＥLとガッシング判別基準値E0とを比較してガッシン
グが発生しているか否かを判別し、ＥL＜E0、すなわ
ち、ガッシング発生と判別されると、上記ステップS422
からステップS423へ進み、ＥL≧E0、すなわち、ガッシ
ング発生無しと判別されると、ステップS428へジャンプ
して充電フラグFLAGをセットし（FLAG←１）、プログラ
ムを抜ける。

一方、上記ステップS423では、RAM23の所定アドレス
にストアされている充電設定電流A1を読出し、充電設定
電流A1から所定の低減電流値ＡDを減算して上記充電設
定電流A1を再設定し（A1←A1−ＡD）、ステップS424へ
進んで、上記ステップS423で再設定した充電設定電流A1
が充電終期値ＡFに達したか否かを判別する。

上記ステップS424で、A1≦ＡFの場合、上記ステップS
424からステップS425へ進んで充電フラグFLAGをクリア
し（FLAG←０）、ステップS426でエンジン２を停止させ
てバッテリ５への充電を終了させ、プログラムを抜け
る。

一方、ステップS424で、A1＞ＡFの場合、上記ステッ
プS424からステップS427へ進み、上記ステップS423にて
再設定された充電電流A1に許容幅ΔＡを加減算して目標
設定電流上限値ＡH、目標設定電流下限値ＡLをそれぞれ
設定する（ＡH←A1＋ΔA,AL←A1−ΔＡ）。

そして、ステップS428で上記充電フラグFLAGをセット
して（FLAG←１）プログラムを抜ける。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、電動モータによ
って走行駆動されるハイブリッド車のバッテリを充電す
る際に、バッテリの充電状態に基づいてゼネレータの目
標ゼネレータ回転数を設定し、ゼネレータ回転数センサ
によって算出したゼネレータの回転数が目標ゼネレータ
回転数となるよう、ゼネレータを駆動するエンジンの回
転数を制御するので、ゼネレータの出力を負荷に影響さ
れることなく常に適切に保ってバッテリの充電効率を向
上し、このバッテリを動力源とする電動モータによる走
行性能を向上することができる等優れた効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第１実施例を示し、第１図は
バッテリ充電制御装置の機能構成図、第２図は充電制御
系の構成図、第３図はハイブリッド自動車の構成図、第
４図は充電制御手順を示すフローチャート、第５図は本
発明の第２実施例を示し、充電制御手順を示すフローチ
ャート、第６図〜第８図は本発明の第３実施例を示し、
第６図はバッテリ充電制御装置の機能構成図、第７図は
充電制御系の構成図、第８図は充電制御手順を示すフロ
ーチャート、第９図は本発明の第４実施例を示し、充電
制御手順を示すフローチャートである。 ２……エンジン ４……ゼネレータ ５……バッテリ 32,39……充電設定手段 34,40……目標ゼネレータ回転数設定手段 35……ゼネレータ回転数算出手段 36……エンジン回転数制御手段 Ni……目標ゼネレータ回転数 ＮGE……ゼネレータ回転数

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60L 11/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バッテリを充電するゼネレータと、このゼ
   ネレータを駆動するエンジンとを搭載し、上記バッテリ
   からの電力により電動モータによって走行駆動されるハ
   イブリッド車のバッテリ充電制御装置において、 上記バッテリを充電する際にバッテリ充電状態を判断す
   る充電設定手段と、 上記充電設設定手段で判断したバッテリ充電状態に基づ
   き上記ゼネレータの目標ゼネレータ回転数を設定する目
   標ゼネレータ回転数設定手段と、 ゼネレータ回転数センサにより上記ゼネレータの回転数
   を算出するゼネレータ回転数算出手段と、 上記ゼネレータ回転数算出手段で算出した回転数が上記
   ゼネレータ目標回転数設定手段で設定した目標ゼネレー
   タ回転数となるよう、上記エンジンの回転数を制御する
   エンジン回転数制御手段とを備えたことを特徴とするハ
   イブリッド車のバッテリ充電制御装置。