JP3058036B2 - ハイブリッド電気自動車 - Google Patents
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自ら電気エネルギを発
生させながら走行することができるように発電機とこの
発電機を駆動するエンジンとをそなえた、ハイブリッド
電気自動車に関する。
生させながら走行することができるように発電機とこの
発電機を駆動するエンジンとをそなえた、ハイブリッド
電気自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車において、直接的には排出
ガスを出さない、いわゆる電気自動車が注目されつつあ
る。ところで、電気自動車では、ガソリン自動車におけ
るガソリン補給に相当するように、エネルギ源であるバ
ッテリの残存容量が減ったら充電を行なわなくてはなら
ないが、このバッテリの充電はガソリン補給のように手
軽には行なえないのが現状である。このため、バッテリ
の容量不足により車両が路上で停止してしまったときに
は、これに対する処置が容易ではない。
ガスを出さない、いわゆる電気自動車が注目されつつあ
る。ところで、電気自動車では、ガソリン自動車におけ
るガソリン補給に相当するように、エネルギ源であるバ
ッテリの残存容量が減ったら充電を行なわなくてはなら
ないが、このバッテリの充電はガソリン補給のように手
軽には行なえないのが現状である。このため、バッテリ
の容量不足により車両が路上で停止してしまったときに
は、これに対する処置が容易ではない。
【０００３】そこで、電気自動車自体に発電機を搭載し
た、いわゆるシリーズ式ハイブリッド電気自動車（以
下、ハイブリッド電気自動車と省略する）が考えられ、
このようなハイブリッド電気自動車に関しても種々の技
術が提案されている。このように発電機を搭載したハイ
ブリッド電気自動車では、バッテリに蓄えられている電
力でモータを作動させることにより車両を駆動する走行
モード（この走行モードをＥＶ走行モードと称する）
と、発電機で発電を行ないながらこの発電電力により車
両を駆動する走行モード（この走行モードを発電走行モ
ード又はＨＥＶ走行モードと称する）とを選択できる。
このようなハイブリッド電気自動車における発電の制御
は、例えば特開昭５０−２１２１０号公報のハイブリッ
ド方式電気車両の発電制御方法及びその装置に開示され
ているように、バッテリの残存容量に基づいて行なうの
が一般的である。
た、いわゆるシリーズ式ハイブリッド電気自動車（以
下、ハイブリッド電気自動車と省略する）が考えられ、
このようなハイブリッド電気自動車に関しても種々の技
術が提案されている。このように発電機を搭載したハイ
ブリッド電気自動車では、バッテリに蓄えられている電
力でモータを作動させることにより車両を駆動する走行
モード（この走行モードをＥＶ走行モードと称する）
と、発電機で発電を行ないながらこの発電電力により車
両を駆動する走行モード（この走行モードを発電走行モ
ード又はＨＥＶ走行モードと称する）とを選択できる。
このようなハイブリッド電気自動車における発電の制御
は、例えば特開昭５０−２１２１０号公報のハイブリッ
ド方式電気車両の発電制御方法及びその装置に開示され
ているように、バッテリの残存容量に基づいて行なうの
が一般的である。
【０００４】つまり、例えば図７に示すように、外部充
電により満充電されたバッテリを使って発電を行なわな
いＥＶ走行モードで走行していくと、次第にバッテリの
残存容量Ｃ（％）が減少する。そして、バッテリの残存
容量Ｃが所定値Ｃ１まで減少すると発電機を作動させて
ＨＥＶ走行モードに切り換える。勿論、残存容量Ｃが所
定値Ｃ１まで減少する前に外部充電により満充電される
とＥＶ走行モードを続行できる。
電により満充電されたバッテリを使って発電を行なわな
いＥＶ走行モードで走行していくと、次第にバッテリの
残存容量Ｃ（％）が減少する。そして、バッテリの残存
容量Ｃが所定値Ｃ１まで減少すると発電機を作動させて
ＨＥＶ走行モードに切り換える。勿論、残存容量Ｃが所
定値Ｃ１まで減少する前に外部充電により満充電される
とＥＶ走行モードを続行できる。
【０００５】ＨＥＶ走行モード時には、発電用エンジン
を作動させて発電機のタービンを回転駆動することで発
電を行なうが、一般には発電効率が高く又排気ガスも浄
化し易いエンジン回転速度及び出力トルク（発電負荷）
で発電機を駆動して一定の発電出力を得るようにしてい
る。このような発電機による発電出力は、通常走行を賄
えるように一定レベル以上に設定されている。
を作動させて発電機のタービンを回転駆動することで発
電を行なうが、一般には発電効率が高く又排気ガスも浄
化し易いエンジン回転速度及び出力トルク（発電負荷）
で発電機を駆動して一定の発電出力を得るようにしてい
る。このような発電機による発電出力は、通常走行を賄
えるように一定レベル以上に設定されている。
【０００６】つまり、発電走行モード時に、発電機によ
り一定の発電電力容量を得るようにする場合、この容量
が少ないと、高速走行時等の電力消費率（単位走行時間
当たりに走行に要する電力消費量）の高い走行時に、発
電電力が消費電力を下回って、バッテリの放電が継続し
てバッテリ上がりを生じてしまう。そこで、従来は、こ
の発電機により高電力消費率での電力を賄えるように発
電出力の大きさを十分大きく設定している。このため、
発電走行モード中は、通常は図７，図８に示すように、
バッテリの充電と放電とが繰り返されることになるので
ある。
り一定の発電電力容量を得るようにする場合、この容量
が少ないと、高速走行時等の電力消費率（単位走行時間
当たりに走行に要する電力消費量）の高い走行時に、発
電電力が消費電力を下回って、バッテリの放電が継続し
てバッテリ上がりを生じてしまう。そこで、従来は、こ
の発電機により高電力消費率での電力を賄えるように発
電出力の大きさを十分大きく設定している。このため、
発電走行モード中は、通常は図７，図８に示すように、
バッテリの充電と放電とが繰り返されることになるので
ある。
【０００７】つまり、発電走行時には、図７に示すよう
に、発電電力が消費電力を上回って、バッテリが充電さ
れていく。そして、バッテリの残存容量Ｃが所定値Ｃ２
まで回復すると発電用エンジン及び発電機を停止させ
る。そして、再びバッテリの放電により車両を走行させ
ると、バッテリの残存容量Ｃが所定値Ｃ１まで減少する
ので、再び発電用エンジン及び発電機を作動させる。し
たがって、ＨＥＶ走行モード時には、このような発電用
エンジン及び発電機の作動と停止とを繰り返しながら走
行することになる。
に、発電電力が消費電力を上回って、バッテリが充電さ
れていく。そして、バッテリの残存容量Ｃが所定値Ｃ２
まで回復すると発電用エンジン及び発電機を停止させ
る。そして、再びバッテリの放電により車両を走行させ
ると、バッテリの残存容量Ｃが所定値Ｃ１まで減少する
ので、再び発電用エンジン及び発電機を作動させる。し
たがって、ＨＥＶ走行モード時には、このような発電用
エンジン及び発電機の作動と停止とを繰り返しながら走
行することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発電走
行モード中に、発電機で発電した電力を一端バッテリに
充電してから放電すると、エネルギ効率が悪化してエン
ジンの燃費（一定の燃料消費量でえられる電力量）が低
下するという不具合がある。これは、電力を一端バッテ
リに充電してから放電すると、バッテリの内部抵抗及び
端子や配線の抵抗によってエネルギロスが生じるためで
ある。
行モード中に、発電機で発電した電力を一端バッテリに
充電してから放電すると、エネルギ効率が悪化してエン
ジンの燃費（一定の燃料消費量でえられる電力量）が低
下するという不具合がある。これは、電力を一端バッテ
リに充電してから放電すると、バッテリの内部抵抗及び
端子や配線の抵抗によってエネルギロスが生じるためで
ある。
【０００９】上述のように発電効率を高くしても、この
ような充電・放電にかかるエネルギロスの影響の方が大
きく、総合的なエネルギロスを招いてしまうことにな
る。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、発
電走行時における充電・放電にかかるエネルギロスを低
減できるようにした、ハイブリッド電気自動車を提供す
ることを目的とする。
ような充電・放電にかかるエネルギロスの影響の方が大
きく、総合的なエネルギロスを招いてしまうことにな
る。本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、発
電走行時における充電・放電にかかるエネルギロスを低
減できるようにした、ハイブリッド電気自動車を提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のハイブリッド電気自動車は、バッテリと、該
バッテリへの充電を行ないうる発電機と、該発電機を駆
動するエンジンと、該バッテリにより駆動されるか或い
は切り換えられることによって該バッテリを充電しなが
ら該発電機により駆動される走行用モータと、該バッテ
リの残存容量を検出する残存容量検出手段と、上記の発
電機及びエンジンへの発電出力を指令する制御手段とを
そなえ、該制御手段が、該残存容量検出手段で検出され
た残存容量に基づいて所定時間当たりの残存容量の変動
量を演算して、該残存容量の変動を防止して該残存容量
が一定になるように上記の演算された変動量に基づいて
上記の発電機とエンジンとのいずれか又は両方への発電
指令出力を補正するように構成されていることを特徴と
している。
の本発明のハイブリッド電気自動車は、バッテリと、該
バッテリへの充電を行ないうる発電機と、該発電機を駆
動するエンジンと、該バッテリにより駆動されるか或い
は切り換えられることによって該バッテリを充電しなが
ら該発電機により駆動される走行用モータと、該バッテ
リの残存容量を検出する残存容量検出手段と、上記の発
電機及びエンジンへの発電出力を指令する制御手段とを
そなえ、該制御手段が、該残存容量検出手段で検出され
た残存容量に基づいて所定時間当たりの残存容量の変動
量を演算して、該残存容量の変動を防止して該残存容量
が一定になるように上記の演算された変動量に基づいて
上記の発電機とエンジンとのいずれか又は両方への発電
指令出力を補正するように構成されていることを特徴と
している。
【００１１】請求項２記載の本発明のハイブリッド電気
自動車は、請求項１記載の構成において、上記制御手段
が、所定の制御周期時間で処理を繰り返すように構成さ
れるとともに、前回の検出残存容量から今回の検出残存
容量を差し引いて該制御周期時間で除算した値を上記変
動量として演算し、前回の発電指令出力にこの変動量に
対応した値を加算した値を今回の発電指令出力として設
定することで、上記の発電指令出力の補正を行なうよう
に構成されていることを特徴としている。
自動車は、請求項１記載の構成において、上記制御手段
が、所定の制御周期時間で処理を繰り返すように構成さ
れるとともに、前回の検出残存容量から今回の検出残存
容量を差し引いて該制御周期時間で除算した値を上記変
動量として演算し、前回の発電指令出力にこの変動量に
対応した値を加算した値を今回の発電指令出力として設
定することで、上記の発電指令出力の補正を行なうよう
に構成されていることを特徴としている。
【００１２】請求項３記載の本発明のハイブリッド電気
自動車は、請求項１又は２記載の構成において、上記制
御手段が、上記の補正後の発電指令出力が予め設定され
た最大発電指令出力以上の時には、上記最大発電指令出
力を補正後の発電指令出力として設定するように構成さ
れていることを特徴としている。
自動車は、請求項１又は２記載の構成において、上記制
御手段が、上記の補正後の発電指令出力が予め設定され
た最大発電指令出力以上の時には、上記最大発電指令出
力を補正後の発電指令出力として設定するように構成さ
れていることを特徴としている。
【００１３】
【作用】上述の請求項１記載の本発明のハイブリッド電
気自動車では、バッテリにより走行用モータが駆動され
て走行するが、エンジンを作動させて発電機で発電しな
がら走行することもでき、この時には、発電機で発電さ
れた電力で該バッテリを充電することもできる。
気自動車では、バッテリにより走行用モータが駆動され
て走行するが、エンジンを作動させて発電機で発電しな
がら走行することもでき、この時には、発電機で発電さ
れた電力で該バッテリを充電することもできる。
【００１４】このような発電走行時には、制御手段が発
電機及びエンジンへ発電出力を指令するが、この制御手
段では、残存容量検出手段で検出されたバッテリの残存
容量に基づいて所定時間当たりの残存容量の変動量を演
算して、この演算された変動量に基づいて上記の発電機
とエンジンとのいずれか又は両方への発電指令出力を補
正して、該残存容量の変動を防止して該残存容量が一定
になるようにする。
電機及びエンジンへ発電出力を指令するが、この制御手
段では、残存容量検出手段で検出されたバッテリの残存
容量に基づいて所定時間当たりの残存容量の変動量を演
算して、この演算された変動量に基づいて上記の発電機
とエンジンとのいずれか又は両方への発電指令出力を補
正して、該残存容量の変動を防止して該残存容量が一定
になるようにする。
【００１５】バッテリの残存容量の変動が防止され該残
存容量が一定になるということは、発電機による発電出
力は過不足なく走行用モータに供給されることになり、
発電出力による該バッテリへの充電はほとんど行なわれ
ず、また、該バッテリの放電もほとんど行なわれない。
したがって、発電走行時に、該バッテリの充放電に伴う
トルクロスを招くことがない。
存容量が一定になるということは、発電機による発電出
力は過不足なく走行用モータに供給されることになり、
発電出力による該バッテリへの充電はほとんど行なわれ
ず、また、該バッテリの放電もほとんど行なわれない。
したがって、発電走行時に、該バッテリの充放電に伴う
トルクロスを招くことがない。
【００１６】上述の請求項２記載の本発明のハイブリッ
ド電気自動車では、上記制御手段が、所定の制御周期時
間で処理を繰り返し、上記変動量の演算は、前回の検出
残存容量から今回の検出残存容量を差し引いて該制御周
期時間で除算した値を変動量とする。そして、上記の発
電指令出力の補正は、前回の発電指令出力にこの変動量
に対応した値を加算した値を今回の発電指令出力として
設定することで行なわれる。これにより、所定の制御周
期時間毎に、発電指令出力の補正が行なわれ、該残存容
量の変動が防止される。
ド電気自動車では、上記制御手段が、所定の制御周期時
間で処理を繰り返し、上記変動量の演算は、前回の検出
残存容量から今回の検出残存容量を差し引いて該制御周
期時間で除算した値を変動量とする。そして、上記の発
電指令出力の補正は、前回の発電指令出力にこの変動量
に対応した値を加算した値を今回の発電指令出力として
設定することで行なわれる。これにより、所定の制御周
期時間毎に、発電指令出力の補正が行なわれ、該残存容
量の変動が防止される。
【００１７】上述の請求項３記載の本発明のハイブリッ
ド電気自動車では、上記制御手段が、上記の補正後の発
電指令出力が予め設定された最大発電指令出力以上の時
には、上記最大発電指令出力を補正後の発電指令出力と
して設定する。これにより、制御上の矛盾が回避され
る。
ド電気自動車では、上記制御手段が、上記の補正後の発
電指令出力が予め設定された最大発電指令出力以上の時
には、上記最大発電指令出力を補正後の発電指令出力と
して設定する。これにより、制御上の矛盾が回避され
る。
【００１８】
【実施例】以下、図１〜図６を参照して、本発明の一実
施例としてのハイブリッド電気自動車について説明す
る。図１において、１はバッテリであり、このバッテリ
１は車両に搭載された発電機６（後述する）又は車両に
装備されない外部充電器（図示略）により繰り返し充電
することができる。２はバッテリ１から電力を供給され
るモータ（走行用電動機）であり、このモータ２により
自動車の駆動輪３Ａ，３Ｂが駆動される。
施例としてのハイブリッド電気自動車について説明す
る。図１において、１はバッテリであり、このバッテリ
１は車両に搭載された発電機６（後述する）又は車両に
装備されない外部充電器（図示略）により繰り返し充電
することができる。２はバッテリ１から電力を供給され
るモータ（走行用電動機）であり、このモータ２により
自動車の駆動輪３Ａ，３Ｂが駆動される。
【００１９】モータ２の出力は、モータコントローラ
（電動機制御手段）４により、ドライバの出力要求操作
（即ち、図示しないアクセルペダルの踏込み状態）やモ
ータ２の現作動状態等に基づいて、制御される。また、
モータコントローラ４では、図示しないブレーキペダル
の踏込み等から制動指令を検出すると、モータ２を発電
機に切り換えて、駆動輪３Ａ，３Ｂからの回転エネルギ
で発電を行ないながら制動力を与える回生制動を行なえ
るようになっている。
（電動機制御手段）４により、ドライバの出力要求操作
（即ち、図示しないアクセルペダルの踏込み状態）やモ
ータ２の現作動状態等に基づいて、制御される。また、
モータコントローラ４では、図示しないブレーキペダル
の踏込み等から制動指令を検出すると、モータ２を発電
機に切り換えて、駆動輪３Ａ，３Ｂからの回転エネルギ
で発電を行ないながら制動力を与える回生制動を行なえ
るようになっている。
【００２０】５は、ＡＰＵ（Auxiliary Power Unit，補
助発電ユニット）であり、発電機６とこの発電機６を駆
動する発電用内燃機関（以下、エンジンという）７とか
ら構成される。このＡＰＵ５では、発電機６で発電され
た電力によりバッテリ１を充電しうるようにバッテリ１
に接続されている。このＡＰＵ５（発電機６及びエンジ
ン７）の制御は、モータコントローラ４の制御ととも
に、走行マネージメントコントローラ９によって行なわ
れる。
助発電ユニット）であり、発電機６とこの発電機６を駆
動する発電用内燃機関（以下、エンジンという）７とか
ら構成される。このＡＰＵ５では、発電機６で発電され
た電力によりバッテリ１を充電しうるようにバッテリ１
に接続されている。このＡＰＵ５（発電機６及びエンジ
ン７）の制御は、モータコントローラ４の制御ととも
に、走行マネージメントコントローラ９によって行なわ
れる。
【００２１】走行マネージメントコントローラ９には、
ハード的にはその主要部としてＣＰＵ（図示略）をそな
えるとともに、固定値データ等を記憶するＲＯＭ（図示
略）等をそなえており、上述の発電機６及びエンジン７
やモータコントローラ４の制御のための演算や制御信号
の出力を行なうようになっている。本電気自動車では、
この走行マネージメントコントローラ９内のＡＰＵ制御
部１０を通じて、エンジン７を作動させて発電機６で発
電された電力でバッテリ１を充電させながらモータ２を
作動させることにより車両を駆動する走行（発電走行又
はＨＥＶ走行という）と、エンジン７を停止させてバッ
テリ１に蓄えられている電力でモータ２を作動させるこ
とにより車両を駆動する走行（ＥＶ走行という）とのい
ずれかに切り替えられるようになっている。
ハード的にはその主要部としてＣＰＵ（図示略）をそな
えるとともに、固定値データ等を記憶するＲＯＭ（図示
略）等をそなえており、上述の発電機６及びエンジン７
やモータコントローラ４の制御のための演算や制御信号
の出力を行なうようになっている。本電気自動車では、
この走行マネージメントコントローラ９内のＡＰＵ制御
部１０を通じて、エンジン７を作動させて発電機６で発
電された電力でバッテリ１を充電させながらモータ２を
作動させることにより車両を駆動する走行（発電走行又
はＨＥＶ走行という）と、エンジン７を停止させてバッ
テリ１に蓄えられている電力でモータ２を作動させるこ
とにより車両を駆動する走行（ＥＶ走行という）とのい
ずれかに切り替えられるようになっている。
【００２２】ＡＰＵ制御部１０では、記憶手段１０Ａ
と、演算手段１０Ｂと、判定手段１０Ｃと、指令手段１
０Ｄとがそなえられ、検出されたバッテリ１の残存容量
Ｃが記憶手段１０Ａに記憶された下限容量値Ｃ１まで低
下すると判定手段１０Ｃで発電走行を行なうよう判定
し、指令手段１０Ｄで発電走行を指令する。また、この
発電走行時には、演算手段１０Ｂで、発電機６への発電
指令出力を算出して、この算出した指令出力に基づいて
指令手段１０Ｄからの指令によりエンジン７又は発電機
６を制御しながら発電出力を制御する。ここでは、残存
容量検出手段（残存容量計）８からの検出情報に基づい
て、バッテリ１の残存容量Ｃがほぼ一定（即ち、Ｃ≒Ｃ
１）に保持されるように指令出力を決定するようになっ
ている。
と、演算手段１０Ｂと、判定手段１０Ｃと、指令手段１
０Ｄとがそなえられ、検出されたバッテリ１の残存容量
Ｃが記憶手段１０Ａに記憶された下限容量値Ｃ１まで低
下すると判定手段１０Ｃで発電走行を行なうよう判定
し、指令手段１０Ｄで発電走行を指令する。また、この
発電走行時には、演算手段１０Ｂで、発電機６への発電
指令出力を算出して、この算出した指令出力に基づいて
指令手段１０Ｄからの指令によりエンジン７又は発電機
６を制御しながら発電出力を制御する。ここでは、残存
容量検出手段（残存容量計）８からの検出情報に基づい
て、バッテリ１の残存容量Ｃがほぼ一定（即ち、Ｃ≒Ｃ
１）に保持されるように指令出力を決定するようになっ
ている。
【００２３】つまり、ＡＰＵ制御部１０では、所定の周
期時間Δｔで残存容量Ｃをサンプリングしながら、この
サンプリングした残存容量が前回サンプリングした残存
容量よりも大きいと、この差に応じて発電機６の出力を
減少補正し、サンプリングした残存容量が前回サンプリ
ングした残存容量よりも小さいと、この差に応じて発電
機６の出力を増加補正する。
期時間Δｔで残存容量Ｃをサンプリングしながら、この
サンプリングした残存容量が前回サンプリングした残存
容量よりも大きいと、この差に応じて発電機６の出力を
減少補正し、サンプリングした残存容量が前回サンプリ
ングした残存容量よりも小さいと、この差に応じて発電
機６の出力を増加補正する。
【００２４】即ち、残存容量Ｃをほぼ一定とするために
は、所定の周期時間Δｔ当たりの残存容量の変動量に基
づいて、発電指令出力ＰG を補正すればよい。そこで、
ある時点ｔでサンプリングした残存容量をＣ（ｔ）と
し、前回（これよりもΔｔだけ前）にサンプリングした
残存容量をＣ（ｔ−Δｔ）とすると、残存容量Ｃを一定
とするための指令出力の補正量ΔＰG は次式（１）で示
される。
は、所定の周期時間Δｔ当たりの残存容量の変動量に基
づいて、発電指令出力ＰG を補正すればよい。そこで、
ある時点ｔでサンプリングした残存容量をＣ（ｔ）と
し、前回（これよりもΔｔだけ前）にサンプリングした
残存容量をＣ（ｔ−Δｔ）とすると、残存容量Ｃを一定
とするための指令出力の補正量ΔＰG は次式（１）で示
される。
【００２５】 ΔＰG ＝〔Ｃ（ｔ）−Ｃ（ｔ−Δｔ）〕／Δｔ・・・（１） したがって、この時点ｔでの発電指令出力ＰG （ｔ）
は、次式（２）のように、前回の発電指令出力ＰG （ｔ
−Δｔ）をΔＰG で補正することで得られる。 ＰG （ｔ）＝ＰG （ｔ−Δｔ）＋ΔＰG ・・・（２） ただし、発電指令出力ＰG （ｔ）がＡＰＵ５の発電能力
の限界を越えるわけにはいかないので、発電指令出力Ｐ
G （ｔ）がＡＰＵ５の最大出力を越えた場合には、発電
指令出力ＰG （ｔ）をこのＡＰＵ５の最大出力の値に制
限するようになっている。
は、次式（２）のように、前回の発電指令出力ＰG （ｔ
−Δｔ）をΔＰG で補正することで得られる。 ＰG （ｔ）＝ＰG （ｔ−Δｔ）＋ΔＰG ・・・（２） ただし、発電指令出力ＰG （ｔ）がＡＰＵ５の発電能力
の限界を越えるわけにはいかないので、発電指令出力Ｐ
G （ｔ）がＡＰＵ５の最大出力を越えた場合には、発電
指令出力ＰG （ｔ）をこのＡＰＵ５の最大出力の値に制
限するようになっている。
【００２６】なお、発電出力ＰG の制御は、発電機の回
転速度ＮG を制御することで行なう。この発電機の回転
速度ＮG はエンジン７の回転速度Ｎｅに比例する（ＮG
＝Ｋ・Ｎｅ、但しＫ：係数）ため、エンジン７の回転速
度Ｎｅを制御することで発電出力ＰG の制御を制御する
ことになる。なお、図２は、この時のエンジン７のトル
ク特性を示すが、発電機６の駆動に要求されるトルクＴ
1 が得られ且つ排気ガスの劣化を招きにくいようなエン
ジン回転速度の状態及びＡ／Ｆ（空燃比）状態をａとす
る。このａの状態よりも、発電出力を下げるには、排気
ガスの劣化を招かないように、所定のＡ／Ｆを保つべ
く、エンジントルクＴ1 を一定に保持しながら、エンジ
ン回転速度の状態をｂへ減少させる。これには、発電負
荷が一定となるように発電機６を制御しながら、エンジ
ン７の回転速度を制御する。
転速度ＮG を制御することで行なう。この発電機の回転
速度ＮG はエンジン７の回転速度Ｎｅに比例する（ＮG
＝Ｋ・Ｎｅ、但しＫ：係数）ため、エンジン７の回転速
度Ｎｅを制御することで発電出力ＰG の制御を制御する
ことになる。なお、図２は、この時のエンジン７のトル
ク特性を示すが、発電機６の駆動に要求されるトルクＴ
1 が得られ且つ排気ガスの劣化を招きにくいようなエン
ジン回転速度の状態及びＡ／Ｆ（空燃比）状態をａとす
る。このａの状態よりも、発電出力を下げるには、排気
ガスの劣化を招かないように、所定のＡ／Ｆを保つべ
く、エンジントルクＴ1 を一定に保持しながら、エンジ
ン回転速度の状態をｂへ減少させる。これには、発電負
荷が一定となるように発電機６を制御しながら、エンジ
ン７の回転速度を制御する。
【００２７】なお、図２中の曲線Ｌ１，Ｌ２は燃料消費
率（単位エンジン出力当たりの燃料消費量）の等高線で
あり、Ｌ１の方がＬ２よりも燃料消費率はよい。ａの状
態からｂの状態にすることで、燃料消費率では不利にな
るが、これにより、図３に示すように、発電出力ＰG が
低減されて、不要な発電が行なわれないことになるた
め、実質的な燃料消費量は減少するのである。
率（単位エンジン出力当たりの燃料消費量）の等高線で
あり、Ｌ１の方がＬ２よりも燃料消費率はよい。ａの状
態からｂの状態にすることで、燃料消費率では不利にな
るが、これにより、図３に示すように、発電出力ＰG が
低減されて、不要な発電が行なわれないことになるた
め、実質的な燃料消費量は減少するのである。
【００２８】本発明の一実施例としてのハイブリッド電
気自動車は、上述のように構成されているので、ＡＰＵ
制御部１０を通じて、例えば図４のフローチャートに示
すように発電走行時の発電制御が行なわれる。つまり、
まず、タイマ値ＴＭをタイマカウント周期時間ｔ１だけ
インクリメントする（ステップＳ１０）。このタイマ値
ＴＭの初期値は０である。ついで、このタイマ値ＴＭが
発電指令出力を更新する周期時間Δｔを越えたか否かを
判定する（ステップＳ２０）。タイマのカウント開始後
又はリセット直後からこの周期時間Δｔが経過するまで
は、前回までの発電指令出力ＰG （ｔ−１）を継続して
出力してＡＰＵ５を制御する（ステップＳ９０）。ただ
し、発電指令出力ＰG （ｔ−１）は、前回（時刻ｔ−
１）に更新された発電指令出力ＰG であり、この発電指
令出力ＰG の初期値には、例えばＡＰＵ５の最大効率点
ａ（図２，３参照）における出力値が設定される。
気自動車は、上述のように構成されているので、ＡＰＵ
制御部１０を通じて、例えば図４のフローチャートに示
すように発電走行時の発電制御が行なわれる。つまり、
まず、タイマ値ＴＭをタイマカウント周期時間ｔ１だけ
インクリメントする（ステップＳ１０）。このタイマ値
ＴＭの初期値は０である。ついで、このタイマ値ＴＭが
発電指令出力を更新する周期時間Δｔを越えたか否かを
判定する（ステップＳ２０）。タイマのカウント開始後
又はリセット直後からこの周期時間Δｔが経過するまで
は、前回までの発電指令出力ＰG （ｔ−１）を継続して
出力してＡＰＵ５を制御する（ステップＳ９０）。ただ
し、発電指令出力ＰG （ｔ−１）は、前回（時刻ｔ−
１）に更新された発電指令出力ＰG であり、この発電指
令出力ＰG の初期値には、例えばＡＰＵ５の最大効率点
ａ（図２，３参照）における出力値が設定される。
【００２９】タイマのカウント値が時間Δｔを越えた
ら、即ち、所定の周期時間Δｔが経過したら、ステップ
Ｓ３０へ進んで、前式（２）のように、前回、更新され
た発電指令出力ＰG （ｔ−Δｔ）を、前式（１）により
算出されるΔＰG で補正することで、今回（時点ｔ）の
発電指令出力ＰG （ｔ）として更新する。こうして、今
回の発電指令出力ＰG （ｔ）を更新したら、ステップＳ
４０へ進んで、発電指令出力ＰG （ｔ）がＡＰＵ５の最
大出力ＡＰＵMAX を越えたか否かを判定する。ここで、
発電指令出力ＰG （ｔ）がＡＰＵMAX を越えた場合に
は、ステップＳ５０へ進んで、発電指令出力ＰG （ｔ）
をこのＡＰＵMAX に制限する。そして、ステップＳ６０
へ進んで、今回更新した発電指令出力ＰG （ｔ）を出力
してＡＰＵ５を制御する。さらに、ステップＳ７０で、
今回の発電指令出力Ｐ G （ｔ）を次回のために発電指令
出力ＰG （ｔ−Δｔ）として記憶し、ステップＳ８０
で、タイマ値ｔｍを０にリセットする。
ら、即ち、所定の周期時間Δｔが経過したら、ステップ
Ｓ３０へ進んで、前式（２）のように、前回、更新され
た発電指令出力ＰG （ｔ−Δｔ）を、前式（１）により
算出されるΔＰG で補正することで、今回（時点ｔ）の
発電指令出力ＰG （ｔ）として更新する。こうして、今
回の発電指令出力ＰG （ｔ）を更新したら、ステップＳ
４０へ進んで、発電指令出力ＰG （ｔ）がＡＰＵ５の最
大出力ＡＰＵMAX を越えたか否かを判定する。ここで、
発電指令出力ＰG （ｔ）がＡＰＵMAX を越えた場合に
は、ステップＳ５０へ進んで、発電指令出力ＰG （ｔ）
をこのＡＰＵMAX に制限する。そして、ステップＳ６０
へ進んで、今回更新した発電指令出力ＰG （ｔ）を出力
してＡＰＵ５を制御する。さらに、ステップＳ７０で、
今回の発電指令出力Ｐ G （ｔ）を次回のために発電指令
出力ＰG （ｔ−Δｔ）として記憶し、ステップＳ８０
で、タイマ値ｔｍを０にリセットする。
【００３０】このようにして発電走行を行なうと、例え
ば図５に示すように、バッテリ１の残存容量Ｃがほぼ一
定（即ち、Ｃ≒Ｃ１）に保持されるようになる。これに
より、排気ガスの劣化を招かないようにエンジンを作動
させながら、ＡＰＵ５による発電出力は過不足なく走行
用モータ２に供給されることになり、通常走行を行ない
ながら、図６に示すように、発電出力によるバッテリ１
への充電も、また、バッテリ１の放電もほとんど行なわ
れなくなる。このようにバッテリ１の充放電が減少する
と、充放電に伴ってバッテリ１の内部抵抗及び端子や配
線の抵抗により生じるトルクロスが大きく抑制されるよ
うになり、部分的に発電効率自体はやや低下するもの
の、このような充電・放電にかかるエネルギロスの低減
が十分大きく影響して、発電走行時の総合的なエネルギ
効率を向上して、発電走行の際の低燃費化を促進し環境
悪化を抑制しながら、ハイブリッド電気自動車における
走行距離を増大させることができる。
ば図５に示すように、バッテリ１の残存容量Ｃがほぼ一
定（即ち、Ｃ≒Ｃ１）に保持されるようになる。これに
より、排気ガスの劣化を招かないようにエンジンを作動
させながら、ＡＰＵ５による発電出力は過不足なく走行
用モータ２に供給されることになり、通常走行を行ない
ながら、図６に示すように、発電出力によるバッテリ１
への充電も、また、バッテリ１の放電もほとんど行なわ
れなくなる。このようにバッテリ１の充放電が減少する
と、充放電に伴ってバッテリ１の内部抵抗及び端子や配
線の抵抗により生じるトルクロスが大きく抑制されるよ
うになり、部分的に発電効率自体はやや低下するもの
の、このような充電・放電にかかるエネルギロスの低減
が十分大きく影響して、発電走行時の総合的なエネルギ
効率を向上して、発電走行の際の低燃費化を促進し環境
悪化を抑制しながら、ハイブリッド電気自動車における
走行距離を増大させることができる。
【００３１】なお、発電指令出力を更新する周期時間Δ
ｔは、あまり小さい値は必要なく、例えば分オーダ程度
に設定することが考えられる。また、発電指令出力ＰG
の初期値には、本実施例の値（ＡＰＵ５の最大効率点
ａ）に限らず種々の値を設定しうる。また、発電出力の
制御は、発電機６とエンジン７とのいずれかのみの制御
によって行なってもよい。
ｔは、あまり小さい値は必要なく、例えば分オーダ程度
に設定することが考えられる。また、発電指令出力ＰG
の初期値には、本実施例の値（ＡＰＵ５の最大効率点
ａ）に限らず種々の値を設定しうる。また、発電出力の
制御は、発電機６とエンジン７とのいずれかのみの制御
によって行なってもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のハイブリッド電気自動車によれば、バッテリと、
該バッテリへの充電を行なう発電機と、該発電機を駆動
するエンジンと、該バッテリにより駆動されるか或いは
切り換えられることによって該バッテリを充電しながら
該発電機により駆動される走行用モータと、該バッテリ
の残存容量を検出する残存容量検出手段と、上記の発電
機及びエンジンへの発電出力を指令する制御手段とをそ
なえ、該制御手段が、該残存容量検出手段で検出された
残存容量に基づいて所定時間当たりの残存容量の変動量
を演算して、該残存容量の変動を防止して該残存容量が
一定になるように上記の演算された変動量に基づいて上
記の発電機とエンジンとのいずれか又は両方への発電指
令出力を補正するように構成されることにより、充電・
放電にかかるエネルギロスを大きく低減することがで
き、発電走行時の総合的なエネルギ効率を向上すること
ができ、環境保全及び燃料節約を行ないながらハイブリ
ッド電気自動車に期待されている走行距離の増大を実現
できる。
発明のハイブリッド電気自動車によれば、バッテリと、
該バッテリへの充電を行なう発電機と、該発電機を駆動
するエンジンと、該バッテリにより駆動されるか或いは
切り換えられることによって該バッテリを充電しながら
該発電機により駆動される走行用モータと、該バッテリ
の残存容量を検出する残存容量検出手段と、上記の発電
機及びエンジンへの発電出力を指令する制御手段とをそ
なえ、該制御手段が、該残存容量検出手段で検出された
残存容量に基づいて所定時間当たりの残存容量の変動量
を演算して、該残存容量の変動を防止して該残存容量が
一定になるように上記の演算された変動量に基づいて上
記の発電機とエンジンとのいずれか又は両方への発電指
令出力を補正するように構成されることにより、充電・
放電にかかるエネルギロスを大きく低減することがで
き、発電走行時の総合的なエネルギ効率を向上すること
ができ、環境保全及び燃料節約を行ないながらハイブリ
ッド電気自動車に期待されている走行距離の増大を実現
できる。
【００３３】また、請求項２記載の本発明のハイブリッ
ド電気自動車によれば、請求項１記載の構成において、
上記制御手段が、所定の制御周期時間で処理を繰り返す
ように構成されるとともに、前回の検出残存容量から今
回の検出残存容量を差し引いて該制御周期時間で除算し
た値を上記変動量として演算し、前回の発電指令出力に
この変動量に対応した値を加算した値を今回の発電指令
出力として設定することで、上記の発電指令出力の補正
を行なうように構成されることにより、適当な周期で発
電指令出力を変更しながら、充電・放電にかかるエネル
ギロスを容易に大幅に低減でき、環境保全及び燃料節約
を行ないながらハイブリッド電気自動車に期待されてい
る走行距離の増大を実現できる。
ド電気自動車によれば、請求項１記載の構成において、
上記制御手段が、所定の制御周期時間で処理を繰り返す
ように構成されるとともに、前回の検出残存容量から今
回の検出残存容量を差し引いて該制御周期時間で除算し
た値を上記変動量として演算し、前回の発電指令出力に
この変動量に対応した値を加算した値を今回の発電指令
出力として設定することで、上記の発電指令出力の補正
を行なうように構成されることにより、適当な周期で発
電指令出力を変更しながら、充電・放電にかかるエネル
ギロスを容易に大幅に低減でき、環境保全及び燃料節約
を行ないながらハイブリッド電気自動車に期待されてい
る走行距離の増大を実現できる。
【００３４】また、請求項３記載の本発明のハイブリッ
ド電気自動車によれば、請求項１記載の構成において、
上記制御手段が、上記の補正後の発電指令出力が予め設
定された最大発電指令出力以上の時には、上記最大発電
指令出力を補正後の発電指令出力として設定するように
構成されることにより、安定した制御で、確実に充電・
放電にかかるエネルギロスを低減でき、環境保全及び燃
料節約を行ないながらハイブリッド電気自動車に期待さ
れている走行距離の増大を実現できる。
ド電気自動車によれば、請求項１記載の構成において、
上記制御手段が、上記の補正後の発電指令出力が予め設
定された最大発電指令出力以上の時には、上記最大発電
指令出力を補正後の発電指令出力として設定するように
構成されることにより、安定した制御で、確実に充電・
放電にかかるエネルギロスを低減でき、環境保全及び燃
料節約を行ないながらハイブリッド電気自動車に期待さ
れている走行距離の増大を実現できる。
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド電気自
動車を示す構成図である。
動車を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施例としてのハイブリッド電気自
動車の発電用のエンジンの制御特性を示す図である。
動車の発電用のエンジンの制御特性を示す図である。
【図３】本発明の一実施例としてのハイブリッド電気自
動車の発電機の出力制御特性を示す図である。
動車の発電機の出力制御特性を示す図である。
【図４】本発明の一実施例としてのハイブリッド電気自
動車の発電制御を示すフローチャートである。
動車の発電制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例としてのハイブリッド電気自
動車の走行時におけるバッテリの残存容量状況を示す図
である。
動車の走行時におけるバッテリの残存容量状況を示す図
である。
【図６】本発明の一実施例としてのハイブリッド電気自
動車の走行時におけるバッテリの充放電を説明する図で
ある。
動車の走行時におけるバッテリの充放電を説明する図で
ある。
【図７】従来のハイブリッド電気自動車の走行時におけ
るバッテリの残存容量状況を示す図である。
るバッテリの残存容量状況を示す図である。
【図８】従来のハイブリッド電気自動車の走行時におけ
るバッテリの充放電を説明する図である。
るバッテリの充放電を説明する図である。
１ バッテリ ６ 発電機 ２ 走行用モータ（走行用電動機） ３Ａ，３Ｂ 駆動輪 ４ モータコントローラ（電動機制御手段） ５ ＡＰＵ（Auxiliary Power Unit，補助発電ユニッ
ト） ６ 発電機 ７ 発電用内燃機関（エンジン） ８ 残存容量検出手段（残存容量計） ９ 走行マネージメントコントローラ １０ ＡＰＵ制御部 １０Ａ 記憶手段 １０Ｂ 演算手段 １０Ｃ 判定手段 １０Ｄ 指令手段
ト） ６ 発電機 ７ 発電用内燃機関（エンジン） ８ 残存容量検出手段（残存容量計） ９ 走行マネージメントコントローラ １０ ＡＰＵ制御部 １０Ａ 記憶手段 １０Ｂ 演算手段 １０Ｃ 判定手段 １０Ｄ 指令手段
フロントページの続き (72)発明者 古川 信也 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 加藤 正朗 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 川村 伸之 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−294377（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−245599（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/02 - 11/14 F02D 29/00 - 29/06 B60L 15/00 - 15/42 H02P 9/04
Claims (3)
- 【請求項１】 バッテリと、 該バッテリへの充電を行ないうる発電機と、 該発電機を駆動するエンジンと、 該バッテリにより駆動されるか或いは切り換えられるこ
とによって該バッテリを充電しながら該発電機により駆
動される走行用モータと、 該バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段と、 上記の発電機及びエンジンへの発電出力を指令する制御
手段とをそなえ、 該制御手段が、該残存容量検出手段で検出された残存容
量に基づいて所定時間当たりの残存容量の変動量を演算
して、該残存容量の変動を防止して該残存容量が一定に
なるように上記の演算された変動量に基づいて上記の発
電機とエンジンとのいずれか又は両方への発電指令出力
を補正するように構成されていることを特徴とする、ハ
イブリッド電気自動車。 - 【請求項２】 上記制御手段が、所定の制御周期時間で
処理を繰り返すように構成されるとともに、前回の検出
残存容量から今回の検出残存容量を差し引いて該制御周
期時間で除算した値を上記変動量として演算し、前回の
発電指令出力にこの変動量に対応した値を加算した値を
今回の発電指令出力として設定することで、上記の発電
指令出力の補正を行なうように構成されていることを特
徴とする、請求項１記載のハイブリッド電気自動車。 - 【請求項３】 上記制御手段が、上記の補正後の発電指
令出力が予め設定された最大発電指令出力以上の時に
は、上記最大発電指令出力を補正後の発電指令出力とし
て設定するように構成されていることを特徴とする、請
求項１又は２記載のハイブリッド電気自動車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6294377A JP3058036B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ハイブリッド電気自動車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6294377A JP3058036B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ハイブリッド電気自動車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08154308A JPH08154308A (ja) | 1996-06-11 |
| JP3058036B2 true JP3058036B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=17806939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6294377A Expired - Fee Related JP3058036B2 (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | ハイブリッド電気自動車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3058036B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3399299B2 (ja) * | 1997-07-04 | 2003-04-21 | 日産自動車株式会社 | シリーズ・ハイブリッド車の発電機制御装置 |
| JP5070925B2 (ja) * | 2007-05-14 | 2012-11-14 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
| JP2011218854A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Toyota Motor Corp | 始動制御装置 |
| JP2015110917A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-18 | いすゞ自動車株式会社 | 車両の充電方法、充電システム、及び車両 |
| JP2015166221A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-24 | マツダ株式会社 | ハイブリッド車の制御装置 |
| JP6239020B2 (ja) * | 2016-03-08 | 2017-11-29 | 三菱電機株式会社 | 電動車両の制御装置および制御方法 |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP6294377A patent/JP3058036B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08154308A (ja) | 1996-06-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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