JP3094745B2 - ハイブリッド車の発電制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車の発電制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハイブリッド車に搭載
される発電機を制御する装置、すなわちハイブリッド車
の発電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車としては、いわゆるハイブリ
ッド車と言われる構成が知られている。この種の車両に
おいては、車両の駆動源たるモータの他に、エンジン等
が搭載される。例えばシリーズハイブリッド車において
は、車載の電池（鉛電池等）の出力がモータに駆動電力
として供給される他、エンジンによって駆動される発電
機の発電出力もこのモータに駆動電力として供給され
る。また、この発電機と電池とはモータから見て並列に
接続されることとなるため、発電機の発電出力によって
電池を充電することもできる。言い換えれば、車両の走
行に伴い電池が放電した場合にも、車両外部の電源を用
いてこの電池を充電するといった操作は必ずしも必要で
なく、エンジン及び発電機を駆動してその発電出力によ
って電池を充電することができる。さらに、モータの駆
動電力を電池のみならず発電機から供給することができ
るため、電池を小型化することもできる。
【０００３】ところで、ハイブリッド車に搭載される電
池として鉛電池等の電池を使用する場合、電池の充電状
態（ＳＯＣ）を７０〜８０％程度に保つようにすると、
当該電池の寿命を大幅に延長することができる。従っ
て、電池のＳＯＣ管理を実行するのが好ましい。電池の
ＳＯＣを管理する手法としては、例えば、特開昭５７−
２０２８４２号公報に開示されているように、発電機の
界磁電流を、ひいてはその発電出力をＯＮ／ＯＦＦ制御
する手法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに界磁電流のＯＮ／ＯＦＦ制御によって発電機の発電
出力を制御し電池のＳＯＣを管理する構成においては、
電池のＳＯＣを所定範囲に精度よく制御することや、そ
の過充電を防止することが難しく、またその併立も難し
い。すなわち、界磁電流のＯＮ／ＯＦＦ制御のみではＳ
ＯＣが目標範囲から外れることが多く、また、場合によ
っては電池の過充電が発生する。また、モータの負荷が
高い状態（高負荷状態）においては発電機の発電出力及
び電池の放電電力が共にモータの駆動に使用される。こ
のような状況が長く続くと、電池の放電が進み、そのＳ
ＯＣが大幅に低下する。このようなＳＯＣの低下は、電
池寿命の短縮を招く。
【０００５】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、高負荷状態が継続
している状態においても電池のＳＯＣを所定の目標範囲
内に制御し、これにより電池寿命を確保することを目的
とする。また、本発明は、電池の過充電を好適に防止す
ることを目的とする。本発明は、さらに、エンジンのエ
ミッションや燃費を改善することを目的とする。そし
て、本発明は、ガソリンエンジン車等と同様のドライブ
フィーリングを実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１の構成に係るハイブリッド車の
発電制御装置は、電池のＳＯＣが所定程度を越えて低下
していることを検出する手段と、充電状態の上記低下が
検出された場合に、発電機の発電出力が電池の充電に用
いられる期間が生じるよう、高負荷状態におけるモータ
の出力に応じた値まで発電機の発電出力を増大制御する
と共にモータの出力を電池の充電状態に応じた値に制限
する手段と、ＳＯＣの上記低下が検出されていない場合
に発電出力の増大制御及びモータの出力制限を中止又は
回避する手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】また、本発明の第２の構成に係るハイブリ
ッド車の発電制御装置は、第１の構成に係るハイブリッ
ド車の発電制御装置に、さらに、電池の充電が所定程度
以上に進行していることを電池の電圧が所定値以上とな
る電圧上昇状態として検出する手段と、電圧上昇状態が
検出された場合にエンジンをアイドル制御すると共に発
電機を発電停止する手段と、少なくとも電圧上昇状態が
検出されていない場合にエンジンのアイドル制御及び発
電機の発電停止制御を中止又は回避する手段と、を付加
したことを特徴とする。 本発明の第３の構成に係るハ
イブリッド車の発電制御装置は、第２の構成に係るハイ
ブリッド車の発電制御装置に、さらに、エンジンのアイ
ドル制御及び発電機の発電停止制御に移行する際に、発
電機の発電出力を所定値まで徐々に変化させる手段と、
エンジンのアイドル制御及び発電機の発電停止制御を中
止する際に、発電機の発電出力を要求されるモータ出力
に相当する値まで徐々に増加させる手段と、を付加した
ことを特徴とする。
【０００８】そして、本発明の第４の構成に係るハイブ
リッド車の発電制御装置は、第１の構成に係るハイブリ
ッド車の発電制御装置に、さらに、モータの出力を検出
する手段と、検出されたモータ出力を平滑化しさらに発
電機の発電出力範囲に対応した制限を加えて得られる値
に基づき、発電機の発電出力を制御する手段と、を付加
したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の第１の構成においては、まず、ＳＯＣ
低下の検出が実行される。ＳＯＣ低下が検出された場合
には、高負荷状態におけるモータの出力に応じた値まで
発電機の発電出力が増大制御されると共に、モータの出
力が電池の充電状態に応じた値に制限される。この制御
により、発電機の発電出力が電池の充電に使用される期
間が生じる。この充電の結果、電池の充電状態が回復
し、少なくともＳＯＣが低下している状態を脱した場合
には、発電出力の増大制御及びモータの出力制限が中止
される。従って、この構成においては、電池のＳＯＣが
好適に確保されることとなり、また電池の過充電も防止
される。
【００１０】本発明の第２の構成においては、まず、電
池の電圧上昇状態が検出される。電池の電圧上昇状態が
検出された場合には、エンジンがアイドル制御され発電
機が発電停止制御される。この制御の結果、モータの出
力がもっぱら電池の放電出力によって行われる状態とな
る。この放電の結果、少なくとも電圧上昇状態から脱し
た後、エンジンのアイドル制御及び発電機の発電停止制
御が中止される。従って、この構成においては、電池の
過充電の防止がより確実になる。
【００１１】本発明の第３の構成においては、上述のエ
ンジンのアイドル制御及び発電機の発電停止制御に移行
する際に、発電機の発電出力が所定値まで徐々に減少さ
れる。逆に、エンジンのアイドル制御及び発電機の発電
停止制御を中止する際には、発電機の発電出力が、要求
されるモータ出力に相当する値まで徐々に増加される。
従って、この構成においては、エンジンのアイドル制御
及び発電機の発電停止制御への移行又はその中止に伴う
燃費やエミッションの劣化が防止される。
【００１２】そして、本発明の第４の構成においては、
まずモータの出力が検出される。検出されたモータの出
力は平滑化され、さらに、発電機の発電出力範囲に対応
した制御を受ける。この平滑化及び制限を経て得られる
値は、発電機の発電出力の制御に用いられる。従って、
この構成においては、モータ出力に対応した発電出力が
得られることとなるため、電池の放電が進行しにくくな
り、そのＳＯＣの低下が防止される。また、平滑を行っ
ているため、エミッションや燃費の劣化も防止される。
加えて、モータ出力に対応したエンジン出力となるよう
制御することが可能となるため、エンジン音等からエン
ジン車と同様のドライブフィーリングの実現にもつなが
る。さらに、モータの出力の平滑化を行い、その平滑化
されたモータ出力に対応したエンジン出力となるよう制
御しているため、走行中モータの平均出力に応じた発電
を行うことになるので発電機用エンジンの燃費がもっと
も良い状態で発電を行える。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
【００１４】図１には、本発明の一実施例に係るハイブ
リッド車のシステム構成が示されている。
【００１５】この図に示される車両は、駆動源として、
三相交流モータ１０を搭載している。このモータ１０の
出力軸はディファレンシャルギヤ１２等を介して駆動輪
１４に連結されており、従ってモータ１０の駆動により
車両を駆動することができる。また、モータ１０の駆動
電力源としては、鉛電池として構成された電池１６及び
発電機１８が設けられている。これらのうち電池１６は
インバータ２０の入力側に接続されており、電池１６の
出力は、インバータ２０によって三相交流電力に変換さ
れる。この電力はモータ１０に供給され、当該モータ１
０の駆動に用いられる。また、発電機１８は、所定の高
効率領域、すなわちエミッション及び燃費が良好な領域
で運転されるエンジン２２によって駆動される三相交流
発電機である。発電機１８の発電出力は整流器２４によ
って整流された上で、電池１６の出力と同様インバータ
２０に入力される。従って、発電機１８の発電出力も、
モータ１０の駆動電力として使用されることとなる。ま
た、発電機１８の発電出力は、電池１６の充電にも使用
される。
【００１６】コントローラ２６は、インバータ２０にＰ
ＷＭ（パルス幅変調）信号を供給することにより、モー
タ１０の出力を制御する。すなわち、コントローラ２６
は、車両操縦者のアクセル操作、ブレーキ操作等を示す
車両信号を入力し、これに基づき、モータ１０から出力
されるべきトルクを示すトルク指令を演算する。コント
ローラ２６は、このようにして得られたトルク指令及び
モータ１０に付設された回転数センサ２８によって検出
されるモータ１０の回転数Ｎを用い、モータ１０に対す
る電流指令を演算する。さらに、得られた電流指令は、
インバータ２０を構成するスイッチング素子の制御のた
めＰＷＭ信号に変換される。このＰＷＭ信号はインバー
タ２０に供給されるから、従って、モータ１０の出力
は、車両信号によって示される出力トルクとなるよう制
御されることになる。
【００１７】また、コントローラ２６は、このような出
力トルクの制御と併せ、エンジン２２及び発電機１８の
動作を制御する。すなわち、コントローラ２６は、所定
の演算により求めた発電出力指令値ＰGrefに基づき、エ
ンジン２２の各種運転条件や発電機１８の界磁電流を制
御する。また、コントローラ２６は、所定の条件が成立
した場合に、エンジン２２及び発電機１８に対しアイド
ル指令を与え、エンジン２２をアイドル状態に制御する
と共に発電機１８の発電を停止させる。
【００１８】さらに、図１においては、電圧センサ３０
及びＳＯＣセンサ３２が電池１６に付設されている。こ
れらのセンサは、それぞれ、電池１６の電圧ＶB 及びＳ
ＯＣを検出し、検出結果をコントローラ２６に供給す
る。また、整流器２４と電池１６との間の電流経路上に
は電流センサ３４が設けられており、この電流センサ３
４により検出された発電電流ＩG もコントローラ２６に
入力される。さらには、モータ１０への電力供給に係る
配線上に、電圧センサ３６及び電流センサ３８が設けら
れており、これらのセンサ３６及び３８によって検出さ
れるモータ電圧ＶM 及びモータ電流ＩM も、コントロー
ラ２６に入力される。
【００１９】図２には、本発明の第１実施例におけるコ
ントローラ２６の動作の流れが示されている。
【００２０】この実施例においては、コントローラ２６
は、まず電池電圧ＶB の上昇を検出する（１００）。こ
こに、電池１６の電圧ＶB は、充電時において、充電電
流やＳＯＣに依存しながら上昇する。ステップ１００に
おいては、電圧センサ３０によって検出される電圧ＶB
が、所定値Ｖmax と比較される。この結果、ＶB ≧Ｖ
max である場合には電圧ＶB が顕著に上昇しているとみ
なされ、ステップ１０２以後の制御が実行される。逆
に、ＶB ≦Ｖmax とされた場合には、ステップ１０４以
後の動作が実行される。
【００２１】ここでは、まず、電圧ＶB についてＶB ＜
Ｖmax が成立した場合について考える。すなわち、電池
１６の電圧ＶB がさほど上昇していない状態を考える。
この場合には、ステップ１０４において、コントローラ
２６によりＳＯＣに係る判定が実行される。この判定
は、ＳＯＣが、７０％以上であるかそれとも７０％未満
であるかの判定である。この判定の結果、ＳＯＣが７０
％以上であるとされた場合には、ステップ１０６が実行
される。
【００２２】ステップ１０６においては、コントローラ
２６により、モータ１０の出力ＰMが算出される。モー
タ出力ＰM は、例えば、車両信号に基づき求めたトルク
指令と回転数センサ２８により検出した回転数Ｎの積と
して算出することもでき、また、電圧センサ３６及び電
流センサ３８により検出される電圧ＶM 及び電流ＩMに
基づき算出することもできる。算出されたモータ出力Ｐ
M は、続くステップ１０８において積分（平均）され、
得られた積分値ＰMmは、続くステップ１１０における判
定の対象となる。このステップ１１０においては、積分
値ＰMmが、所定値ａ及びｂと比較される。これらの値ａ
及びｂは、発電機１８の発電出力の制御目標範囲の上下
限を示す電力値であり、ａ＜ｂである。ステップ１１０
における比較の結果、ＰMm＜ａとされた場合にはステッ
プ１１２が、ａ≦ＰMm≦ｂとされた場合にはステップ１
１４が、ＰMm＞ｂとされた場合にはステップ１１６が、
それぞれ実行される。これらのステップ１１２〜１１６
においては、それぞれ、ＰG ＝ａ、ＰG ＝ｋＰMm、ＰG
＝ｂの演算がそれぞれ実行され、得られたＰG は、発電
出力指令ＰGrefとして発電機１８及びエンジン２２の制
御（例えば発電機１８の界磁制御）に用いられる。この
後、ステップ１００に戻る。
【００２３】この後、電池１６の放電が進み、ステップ
１０４にてＳＯＣ＜７０と判定されるに至ったとする。
この場合、コントローラ２６は、ステップ１１８を実行
する。ステップ１１８においては、発電機ＰG がｂに設
定され、このＰG が発電出力指令ＰGrefとして出力され
る。さらに、コントローラ２６は、モータ１０の出力Ｐ
M を、電池１６のＳＯＣの値に応じて制御する（１２
０）。すなわち、図３において実線で示されるモータ最
高出力ＰMmaxを越えないよう、モータ１０の出力ＰM を
制限する。このような発電出力ＰG 及びモータ出力ＰM
の制御の結果、電池１６のＳＯＣが７５％に至った場合
には、コントローラ２６の動作はステップ１０６に移
る。７５％となるまでは、ステップ１１８及び１２０が
繰り返し実行される。
【００２４】電池１６の充電が進みステップ１００にお
いてＶB ≧Ｖmax が成立した場合には、ステップ１０２
が実行される。ステップ１０２においては、ＶB ≧Ｖ
max となってから所定時間ｘ秒以上経過したか否かが判
定される。経過していない場合には、電圧ＶB の上昇が
瞬間的な現象であるとみなすこともできるから、ステッ
プ１０４に移行する。経過している場合には、続くステ
ップ１２４が実行される。
【００２５】ステップ１２４においては、コントローラ
２６から、エンジン２２及び発電機１８にアイドル指令
が供給され、エンジン２２がアイドル状態となると共に
発電機１８の発電が停止される。すなわち、発電出力Ｐ
G が０となる。コントローラ２６は、この制御を行った
上で、電池１６の電圧ＶB を所定値Ｖmax と比較する
（１２６）。この比較の結果、ＶB ≧Ｖmax とされた場
合、すなわち相変らず電池１６の電圧ＶB が高いとされ
た場合には、ステップ１０２に移行する。逆に、ＶB ＜
Ｖmax とされた場合、すなわち電池１６の電圧ＶB が低
下したとされた場合には、ステップ１２８に移行する。
ステップ１２８においては、ステップ１２４においてア
イドル指令を出力してから所定時間ｙ秒以上経過したか
否かが判定される。この判定の結果、ｙ秒以上経過して
いないとされた場合にはステップ１０２に戻り、経過し
ているとされた場合にはステップ１３０に移行する。ス
テップ１３０においては、アイドル指令が解除され、そ
の後ステップ１００に戻る。次に、このような流れの動
作によって実現される各種の機能について説明する。
【００２６】第１に、ステップ１０４における判定結果
に応じて実行されるステップ１１８〜１２２の動作は、
本実施例におけるＳＯＣ管理制御機能に関連している。
すなわち、電池１６のＳＯＣが７０％を越えて劣化した
場合には、発電機１８の発電出力ＰG が所定値ｂに制御
されると共に、図３に基づくモータ出力ＰM の制限が施
される。ここに、ステップ１１８における所定値ｂは、
実使用中連続的に発生し得る高負荷状態でのモータ１０
の平均消費電力を示しており、例えば、１００ｋｍ／ｈ
で連続走行した場合の平均消費電力を示している。言い
換えれば、ステップ１１８の動作は、発電機１８の発電
出力ＰG を、比較的大きい値に制御することに相当して
いる。また、ステップ１２０におけるモータ出力ＰM の
制限、すなわちＳＯＣが７０％未満である場合に図３に
示されるようにモータ１０の最大出力ＰMmaxを最高でｂ
まで下げる動作は、発電機１８の発電出力ＰG のうちモ
ータ１０における消費にまわる部分を減少させ、電池１
６の充電にまわる部分を増大させることを意味してい
る。このような制御が実行されると、発電機１８の発電
出力ＰG のうち有意な部分が電池１６の充電に使用され
ることとなり、その結果電池１６のＳＯＣが上昇する。
この実施例においては、ステップ１２２により、電池１
６のＳＯＣが十分に回復したとみなせる時点で、ステッ
プ１１８及び１２０による強制的な充電を中止する。こ
の時、ステップ１２２においては、判定に係るしきい値
として７５％を用いているため、電池１６のＳＯＣの制
御に係るヒステリシスが実現されることになる。
【００２７】このようなＳＯＣ管理は、電池１６のＳＯ
Ｃを目標範囲、例えば６０％以上の範囲に好適に制御可
能にする。すなわち、ＳＯＣの低下が著しく進んだとし
ても、ＳＯＣ＝６０％となった時点でＰG ＝ＰMmaxとな
るから、それ以上ＳＯＣが低くなることはない。また、
電池１６が過充電状態となることを防ぐ上でも有効であ
る。さらに、ステップ１１８において発電出力ＰG がｂ
に一定制御されているため、ステップ１１８及び１２０
実行状態ではエンジン２２及び発電機１８が定常運転状
態となり、これらの高効率運転、ひいてはエミッション
の低下や燃費改善が実現される。
【００２８】第２に、ステップ１０６〜１１６の動作
は、発電出力ＰG をモータ出力ＰM に応じて制御するこ
とに相当している。すなわち、トルク指令及び回転数Ｎ
又は電圧ＶM 及び電流ＩM に基づき算出されたＰM に基
づき、発電機１８の発電出力ＰG が制御されることを意
味している。この結果、モータ１０による電力の消費と
発電機１８の発電出力ＰG がほぼ一致する状態となるた
め、電池１６のＳＯＣの劣化を防止することができる。
さらに、この実施例においては、ステップ１０８におい
てモータ出力ＰM が積分（平均）されているため、例え
ば図４に示されるように、モータ１０の出力ＰM の急峻
な変化が平滑化された上で発電制御に使用されることと
なり、モータ出力ＰM を発電出力指令ＰGrefとした場合
に生じるエミッションや燃費の劣化を防止することがで
きる。さらには、ステップ１１０〜１１６により、ＰG
を発電機１８の出力範囲ａ〜ｂにより制限しているた
め、当該出力範囲に適した発電出力指令ＰGrefを得るこ
とができる。さらに、ステップ１１４においては、モー
タ１０やインバータ２０の効率に基づく係数ｋを乗じて
いるため、これらの効率を考慮した制御が可能になる。
なお、ステップ１０８における積分（平均）時定数は５
秒程度の時定数とするのが好ましい。また、ａは、実使
用時における平均消費電力に相当している。
【００２９】第３に、ステップ１００〜１３０の動作
は、電池電圧ＶB が上昇した場合にエンジン２２のアイ
ドル制御等を行うことを意味している。特に、電池１６
として鉛電池を使用した場合、モータ１０の急回生時の
充電電流ＩG やＳＯＣに応じて生じる充電時の電圧ＶB
の上昇は、電池１８内部におけるガス発生（ガッシン
グ）につながる。また、他の種類の電池を用いた場合に
も、発熱等につながる。このようなガッシングや発熱
は、エンジン変動をひき起こす他、電池１６の寿命に悪
影響を与える。本実施例においては、電池電圧ＶB が上
昇している状態がｘ秒以上継続している場合に、アイド
ル指令が出力されるため、これらガッシングや発熱等が
防止され、寿命を好適に確保可能になる。なお、アイド
ル指令を出力し又はアイドル指令を解除する際には、出
力状態とアイドリング状態相互の移行を急激に行うと、
燃費やエミッションが劣化するため、移行動作を徐々に
行うのが好ましい。
【００３０】図５には、上述したＳＯＣ管理制御及びモ
ータ出力ＰM に基づく発電出力ＰGの制御が実行された
場合の電池１６のＳＯＣの変化の一例が示されている。
【００３１】この図に示されるように、電池１６のＳＯ
Ｃが最初８０％を越えており、徐々に放電が進んで７０
％に至ったとする（期間Ａ）。この期間Ａにおいては、
ステップ１０６〜１１６が実行されるため、発電出力Ｐ
G はモータ出力ＰM に応じて制御され、またモータ出力
ＰM についてもステップ１２０のような制限は施されな
い。この状態から、さらに電池１６の放電が進み、６０
％まで低下していったとする（期間Ｂ）。この場合、ス
テップ１０４を経てステップ１１８〜１２２が実行され
ることになるため、発電出力ＰG はｂに制御され、その
一方でモータ出力ＰM は図３に示されるようにｂ〜ｃで
示される範囲でＳＯＣに応じて制御される。電池１６の
ＳＯＣが６０％に至った後は、図３に示されるように、
モータ最高出力ＰMmaxがｂに設定されるため、モータ１
０の出力ＰM はｂを越えることがなくなる。一方で、発
電出力ＰG はステップ１１８においてｂに制御されてい
るから、電池１６は放電をやめる（期間Ｃ）。すなわ
ち、電池１６のＳＯＣは、最悪でも０％以下には劣化し
ない。この後、発電出力ＰG とモータ出力ＰM の差によ
って電池１６の充電が進みそのＳＯＣが回復していった
場合、電池１６のＳＯＣが７０％に至るまでは（期間
Ｄ）、モータ出力ＰM の最高出力ＰMmaxがｂからｃへと
徐々に変更設定され、徐々にモータ出力ＰM の制限が緩
和される。ＳＯＣが７０％に至ると（期間Ｅ）、モータ
出力ＰM についての制限がなくなる。続いて、ＳＯＣが
７５％に至ると（期間Ｆ）、発電出力ＰG についての制
限もなくなる。
【００３２】以上のＳＯＣ変化をまとめると、次の表１
のようになる。
【００３３】
【表１】 従って、この実施例においては、上述したＳＯＣ管理及
びモータ出力ＰM に応じた発電出力ＰG の制御の組合わ
せにより、電池１６のＳＯＣを７０％近傍、最悪でも６
０％以上に制御することが可能になり、エミッションや
燃費の劣化を防止することができる。さらには、モータ
出力ＰM に応じた発電出力ＰG の制御により、エンジン
音をエンジン車と同様の音にすること等ができ、ドライ
ブフィーリングも従来のエンジン車と同様なフィーリン
グとすることができる。
【００３４】図６には、本発明の第２実施例におけるコ
ントローラ２６の動作の流れが示されている。この実施
例においては、第１実施例におけるステップ１０６〜１
１６に代え、ステップ１３２が実行されている。このス
テップ１３２においては、発電出力ＰG がａに設定され
ており、発電出力指令ＰGrefは、従ってａに対応した値
となる。従って、この実施例においては、第１実施例の
ようにモータ１０の出力ＰM に応じた制御が行われない
ため、図５に示されるような状況を考えた場合、表２に
示されるような制御内容となる。
【００３５】
【表２】 従って、この実施例においては、発電出力ＰG の制御が
ａ及びｂの２段階定常運転に係る制御となり、エンジン
２２や発電機１８の高効率運転や、エミッションの低減
等の効果がより顕著になる。
【００３６】図７には、本発明の第３実施例におけるコ
ントローラ２６の動作の流れが示されている。この実施
例においては、第２実施例におけるステップ１３２に代
え、ステップ１３４が実行されている。このステップ１
３４は、発電出力指令ＰGrefとして出力される発電出力
ＰG が、図８に示されるようなマップに従って連続制御
される。すなわち、電池１６のＳＯＣに応じて発電出力
ＰG を制御する際、７０％をしきい値とした２段階の制
御ではなく、図８に示されるような連続制御が行われ
る。従って、この実施例においては、例えば電池１６の
ＳＯＣの値を反映しつつ、最適な出力で発電が行われる
ことになるため、電池１６のＳＯＣがより好適に管理さ
れることになる。なお、図８に示されるマップは、非線
形であってもかまわない。また、この実施例において図
９に示されるような状況を想定した場合、この状況下に
おける発電出力ＰG 及びモータ出力ＰM の制御内容は、
表３に示されるような内容となる。
【００３７】
【表３】 図１０には、本発明の第４実施例におけるコントローラ
２６の動作の流れが示されている。この実施例において
は、第１実施例におけるステップ１０８〜１１６に代
え、ステップ１３６が実行されている。ステップ１３６
においては、発電出力指令ＰGrefが、図１１に示される
ような回路を介して出力される。
【００３８】図１１に示される回路は、ステップ１０６
において算出されたモータ出力ＰMに所定値ｋを乗ずる
乗算器４０、乗算器４０の出力を所定時間（例えば５
秒）にわたって積分する積分器４２及び積分器４２の出
力を発電機１８の出力範囲ａ〜ｂに基づき制限するリミ
ッタ４４から構成されている。リミッタ４４の出力は、
発電出力指令ＰGrefとしてエンジン２２及び発電機１８
に供給される。また、乗算器４０における指令値ｋは、
第１実施例におけるｋと同様、インバータ２０、モータ
１０等の効率を勘案した値である。従って、この実施例
においては、第１実施例と同様の効果を得ることができ
る。
【００３９】図１２には、本発明の第５実施例における
コントローラ２６の動作の流れが示されている。
【００４０】この実施例においては、ステップ１０２の
後、ステップ１３８が実行されている。このステップ１
３８においては、発電出力ＰG が図１３に示されるよう
に漸減制御される。すなわち、図１３のステップ１４０
においては、発電出力ＰG の値が所定値ΔＰG だけ減ぜ
られ、得られた発電出力ＰG がａ以下となるまでは（１
４２）、ステップ１４０が繰り返し実行され、ＰG ≦ａ
となった時点で続くステップ１２４に戻る。さらに、ス
テップ１１８又は１１２〜１１６実行後には（１４
３）、図１４に示されるように、まず、発電出力ＰG の
値が判定される（１４４）。この判定の結果、ＰG ＝Ｐ
G0とされた場合にはステップ１２０又は１００に戻る
が、それ以外の場合には、ステップ１４６に移行する。
ステップ１４６においては、ＰG に所定値ΔＰG を加算
した値が、ＰG に代入される。この加算の結果、ＰG ≦
ＰG0となるまでは（ステップ１４８）、ステップ１４６
が繰り返し実行される。ＰG ＞ＰG0となると、ステップ
１５０においてＰG にＰG0が代入され、その後ステップ
１２０又は１００に戻る。
【００４１】従って、この実施例においては、第１実施
例と同様エンジン２２のアイドル制御及び発電機１８の
発電停止制御が行われると共に、この制御にあたって、
発電出力ＰG の漸次増大及び漸次減少制御が行われる。
すなわち、ステップ１４０における減算及びステップ１
４２における判定は、発電出力ＰG ひいては発電出力指
令ＰGrefが所定値ΔＰG ずつ徐々に減少制御されること
を意味しており、これによりＰG が十分小さく（すなわ
ちａ以下に）なった時点で、始めてアイドル指令が出力
される。逆に、アイドル指令が解除された後（１３
０）、ステップ１４６の加算及びステップ１４８の判定
により、発電出力ＰG ひいては発電出力指令ＰGrefが、
ＰG0に至るまで、所定値ΔＢG ずつ徐々に増大される。
【００４２】このような制御は、エンジン２２の燃費劣
化を防止する。すなわち、発電出力ＰG が比較的大きい
状態でアイドル指令を出力すると、発電出力ＰG が大き
く変化することとなり、また、アイドル指令を解除した
後再び発電出力ＰG を増大させる際エンジン２２の回転
数増大に伴うイナーシャにより燃費低下が生じる。本実
施例においては、このような燃費低下が防止されること
になる。
【００４３】なお、以上の説明では、モータ１０が力行
しているか回生しているかについては言及していなかっ
たが、本発明はいずれの状態でも実行できる。さらに、
電池１６の放電は、図示しない補機系への電力供給によ
っても生じるが、この放電の影響は、モータ１０の出力
制限や発電機１８の発電出力制御において、補正項とし
て反映させればよい。さらに、モータ１０の回生量に制
限を加えるのが好ましい。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＳＯＣの低下が検出された場合に高負荷状態におけるモ
ータの出力に応じた値まで発電機の発電出力を増大制御
すると共にモータの出力を電池の充電状態に応じた値に
制限するようにしたため、電池のＳＯＣを好適に目標範
囲内に制御することが可能となり、電池の寿命を確保す
ることができる。また、少なくともＳＯＣが低下してい
ることが検出されていない場合にこのような増大制御及
び出力制限を中止又は回避するようにしたため、電池の
過充電を防止することができる。
【００４５】また、本発明によれば、電池の電圧上昇状
態が検出された場合にエンジンをアイドル制御すると共
に発電機を発電停止制御するようにしたため、過充電を
より確実に防止することができる。さらに、その際、発
電機の発電出力を徐々に変化させるようにしたため、エ
ミッションの劣化や燃費低下を防止することができる。
【００４６】そして、本発明によれば、モータの出力を
検出し検出した出力に基づき発電機の発電出力を制御す
るようにしたため、電池のＳＯＣを好適に確保可能とな
るた共に、エンジンの燃費の低下を防止することができ
る。さらには、その際、モータ出力を平滑化しているた
め、モータ出力の急峻な変動が発電出力に現れることが
なく、エミッションの劣化や燃費の低下をより好適に防
止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るハイブリッド車のシ
ステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例におけるコントローラの動
作の流れを示すフローチャートである。
【図３】モータ出力の制限内容を示す図である。
【図４】モータ出力に応じた発電出力の制御内容を示す
図である。
【図５】ＳＯＣを管理制御した場合のＳＯＣ変化の一例
を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例におけるコントローラの動
作の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施例におけるコントローラの動
作の流れを示すフローチャートである。
【図８】発電出力の連続制御の内容を示す図である。
【図９】ＳＯＣを管理制御を実施した場合のＳＯＣ変化
の一例を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施例におけるコントローラの
動作の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第４実施例における発電出力指令の
出力回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５実施例におけるコントローラの
動作の流れを示すフローチャートである。
【図１３】発電出力の漸減制御の流れを示すフローチャ
ートである。
【図１４】発電出力の漸増制御の流れを示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
１０ モータ １６ 電池 １８ 発電機 ２０ インバータ ２２ エンジン ２６ コントローラ ２８ 回転数センサ ３０，３６ 電圧センサ ３２ ＳＯＣセンサ ３４，３８ 電流センサ ４０ 乗算器 ４２ 積分器 ４４ リミッタ ＶB 電池電圧 Ｖmax 電池電圧の判定しきい値 ＳＯＣ 電池の充電状態 ａ，ｂ 発電機の出力範囲を示す定数 ＰG 発電出力 ＰM モータ出力 ＰMmax モータ最高出力 ＰGref 発電出力指令
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/00 - 11/12 B60K 6/02 G01R 31/36 H02P 9/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の駆動源たるモータと、モータに駆
    動電力を供給する電池と、その発電出力をモータに駆動
    電力として供給すると共に電池に充電電力として供給す
    る発電機と、発電機を駆動するエンジンと、を有するハ
    イブリッド車に搭載され、発電機の発電動作を制御する
    発電制御装置において、 電池の充電状態が所定程度を越えて低下していることを
    検出する手段と、充電状態の上記低下 が検出された場合に、発電機の発電
    出力が電池の充電に用いられる期間が生じるよう、高負
    荷状態におけるモータの出力に応じた値まで発電機の発
    電出力を増大制御すると共にモータの出力を電池の充電
    状態に応じた値に制限する手段と、充電状態の上記低下 が検出されていない場合に発電出力
    の増大制御及びモータの出力制限を中止又は回避する手
    段と、 を備えることを特徴とするハイブリッド車の発電制御装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のハイブリッド車の発電制
    御装置において、 電池の充電が所定程度以上に進行していることを電池の
    電圧が所定値以上となる電圧上昇状態として検出する手
    段と、 電圧上昇状態が検出された場合にエンジンをアイドル制
    御すると共に発電機を発電停止制御する手段と、 少なくとも電圧上昇状態が検出されていない場合にエン
    ジンのアイドル制御及び発電機の発電停止制御を中止又
    は回避する手段と、 を備えることを特徴とするハイブリッド車の発電制御装
    置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載のハイブリッド車の発電制
    御装置において、 エンジンのアイドル制御及び発電機の発電停止制御に移
    行する際に、発電機の発電出力を所定値まで徐々に減少
    させる手段と、 エンジンのアイドル制御及び発電機の発電停止制御を中
    止する際に、発電機の発電出力を要求されるモータ出力
    に相当する値まで徐々に増加させる手段と、 を備えることを特徴とするハイブリッド車の発電制御装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項１記載のハイブリッド車の発電制
    御装置において、 モータの出力を検出する手段と、 検出されたモータ出力を平滑化しさらに発電機の発電出
    力範囲に対応した制限を加えて得られる値に基づき、発
    電機の発電出力を制御する手段と、 を備えることを特徴とするハイブリッド車の発電制御装
    置。
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