JP3371691B2 - 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】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電機を駆動する
ためのエンジンとこのエンジンの機械出力により駆動す
る発電機とバッテリ及び駆動用モータとこれらを制御す
る制御装置を有するハイブリッド車の発電制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気自動車の航続距離を向上する
ために、発電機及び発電機を駆動するためのエンジンを
搭載したシリーズハイブリッド車（ＳＨＥＶ）が開発さ
れている。このものは、バッテリが充電状態の場合に
は、バッテリの電気エネルギのみで走行する一方、バッ
テリの充電量が少なくなった場合には、エンジンを作動
して発電機からの電力でバッテリを充電し、充電量が所
定値に達したときにはエンジンを停止するというシステ
ム構成が知られている。
【０００３】このようなＳＨＥＶは、ガソリンエンジン
駆動車に比べエンジン駆動頻度が少ない場合には、低公
害な車両となる反面、エンジン及び発電機の制御方法に
よってはガソリンエンジン駆動車と同等もしくは悪化す
る可能性もあり、低公害車としての本質に反することと
なる。また、発電機の制御方法によってはバッテリの過
充電、過放電等を繰り返すことで、電気自動車よりもバ
ッテリ寿命が短くなるようになり、この結果、バッテリ
交換時のコストや、交換時間がかかる等、逆に不便にな
ってしまうことも想定される。
【０００４】従来のハイブリッド車の発電制御装置とし
ては、例えば特開平５−３２８５２２号公報記載のもの
が知られている。このものは、ハイブリッド電気自動車
において、駆動モータの負荷により発電機を駆動してバ
ッテリを補助する一方、負荷の判断はバッテリの蓄電
量、アクセル開度、勾配等に基づいて発電機を駆動する
ためのエンジンのスロットル開度を調整するものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ハイブリッド車の発電制御装置にあっては、バッテリに
充放電ができない場合が考慮されていなかったので、バ
ッテリの劣化時期を早めてしまうといった問題があっ
た。本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的
は、ハイブリッド車のバッテリの劣化を抑制することが
できるとともに、良好な運転性能を確保することができ
るハイブリッド車の発電制御装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、車両を駆動するためのモータ
と、該モータを駆動するためのバッテリと、該モータ及
びバッテリに電力を供給する発電機と、該発電機を駆動
するためのエンジンとを有するハイブリッド車の発電制
御装置であって、前記バッテリの温度が所定の規定値を
超えた場合に、前記エンジンを定回転制御とし、前記発
電機の発電量を前記モータの要求出力に応じた発電量に
制御する制御手段を有することを要旨とする。
【０００７】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、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、前記制御手段は、前記バッテリの温度が前記
規定値を超えた場合に、前記バッテリへの充放電を禁止
することを要旨とする。
【０００８】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、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、前記制御手段は、前記バッテリの温度が前記
規定値を超えない場合に、前記発電機を定トルク制御と
し、前記エンジンの回転数に基づいて前記発電機の発電
量を制御することを要旨とする。
【０００９】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、車両を駆動するためのモータと、該モータを駆
動するためのバッテリと、該モータ及びバッテリに電力
を供給する発電機と、該発電機を駆動するためのエンジ
ンとを有するハイブリッド車の発電制御装置であって、
前記バッテリとして充電時に吸熱反応となるバッテリを
用い、前記バッテリの温度が所定の規定値を超えた場合
に、前記エンジンを定回転制御とし、前記発電機の発電
量を前記モータの要求出力に吸熱反応分の充電量を加え
た発電量に制御する制御手段を有することを要旨とす
る。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、発電機
及び発電機を駆動するためのエンジンの制御を、前記バ
ッテリの温度が所定の規定値を超えた場合に、前記エン
ジンを定回転制御とし、前記発電機の発電量を前記モー
タの要求出力に応じた発電量に制御するようにしたの
で、モータの要求出力と発電機の発電出力とが均衡して
バッテリの充放電が無くなるため、ハイブリッド車のバ
ッテリの劣化を抑制することができるとともに、良好な
運転性能を確保することができる。
【００１３】また、請求項２記載の本発明によれば、前
記制御手段は、前記バッテリの温度が前記規定値を超え
た場合に、前記バッテリへの充放電を禁止するようにし
たので、ハイブリッド車のバッテリの劣化を抑制するこ
とができる。
【００１４】また、請求項３記載の本発明によれば、前
記制御手段は、前記バッテリの温度が前記規定値を超え
ない場合に、前記発電機を定トルク制御とし、前記エン
ジンの回転数に基づいて前記発電機の発電量を制御する
ようにしたので、良好な運転性能を確保することができ
る。
【００１５】また、請求項４記載の本発明によれば、ハ
イブリッド車のバッテリとして充電時に吸熱反応となる
バッテリを用い、バッテリの温度が所定の規定値を超え
た場合に、エンジンを定回転制御とし、発電機の発電量
を前記モータの要求出力に吸熱反応分の充電量を加えた
発電量に制御することにより、早期にバッテリ温度を低
下させてハイブリッド車のバッテリの劣化を抑制するこ
とができるとともに、良好な運転性能を確保することが
できる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明の第１の実施の形
態に係るＳＨＥＶのシステム構成を示す図である。図１
に示すように、ＳＨＥＶは、発電機１１を駆動するため
のエンジン１０と、エンジン１０によって駆動して電力
を発電する発電機１１と、電気エネルギを蓄積及び供給
するバッテリ１２と、車両の駆動及び減速時のエネルギ
回生に用いられる駆動のためのモータ１３と、モータ１
３の回転を駆動輪１５に伝える変速機、減速機等の駆動
系１４と、エンジン１０や発電機１１やモータ１３等を
制御する制御部１６とから構成されている。
【００１９】なお、駆動のためのモータ１３は、バッテ
リ１２及び発電機１１のうち少なくとも一方から電力の
供給を受けるものである。通常、モータ１３が要求する
出力分の電気エネルギがバッテリ１２にある場合、即
ち、バッテリ１２が充分な充電状態にある場合には、モ
ータ１３はバッテリ１２の電気エネルギで駆動する一
方、発電機１１を駆動するためのエンジン１０及び発電
機１１は駆動しない。しかし、バッテリ１２の電気エネ
ルギがモータ１３が要求する出力を満たさなくなった場
合、又は、所定の設定充電量を下回った場合には、発電
機１１を駆動するためのエンジン１０を駆動し、これに
機械的に直結もしくは変速機又は、ベルト等を介して取
付けられた発電機１１により発電する電力をモータ１３
への駆動エネルギ供給及びバッテリ１２の充電に用い
る。再び、バッテリ１２の充電量がモータ１３が要求す
る出力を満たした場合、もしくはバッテリ１２が所定の
充電量に達した場合、発電機１１を駆動するためのエン
ジン１０を停止させ、発電機１０からの発電を停止す
る。
【００２０】また、制御部１６は、バッテリ１２に付加
された温度センサ（図示しない）から読み込んだバッテ
リ温度、エンジン１０からのクランク角信号、発電機１
１からの発電機トルク、アクセル（図示しない）からの
アクセル開度、変速機からのシフト位置信号等に基づい
て、モータ１３の入出力、バッテリ１２の充放電、発電
機１１の出力、及び発電機１１を駆動するためのエンジ
ン１０の始動、停止、スロットルバルブによる回転数等
の制御を行うものである。
【００２１】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る
ＳＨＥＶの詳細構成を示す図である。その特徴は、エン
ジン１０のトルクをベルトを介して発電機１１に伝え、
発電機１１で発電された三相交流電力をコンバータ１７
を介して直流電気エネルギに変換する。ここで、入出力
制御リレー１９が制御部１６に従ってＯＮ制御されてい
る場合には、コンバータ１７からの直流電気エネルギが
入出力制御リレー１９を介してバッテリ１２に蓄積され
る。また、入出力制御リレー１９が制御部１６に従って
ＯＦＦ制御されている場合には、コンバータ１７からの
直流電気エネルギはインバータ１８を介して三相交流電
力に変換されて駆動モータ１３に伝えられる。
【００２２】図２に示すように、バッテリ１２の充放電
を禁止するためには、制御部１６の制御指令に従って入
出力制御リレー１９をＯＮ−ＯＦＦ制御することで、車
両始動時や停止時等のバッテリ１２からの入出力を禁止
する。従って、車両走行時にこの入出力制御リレー１９
を利用することで、バッテリ１２とモータ１３及び発電
機１１間の充放電は、制御部１６からの制御指令により
任意に管理できるようになる。
【００２３】次に、図３に示すメインルーチンのフロー
チャートを用いて制御部１６の動作を説明する。なお、
スタート時点では、車両が駆動可能状態にあり、走行中
・停止中に関わらず、制御部１６が作動している状態で
ある。まず、ステップＳ１０１では、モータ要求駆動力
を読み込み、次に、ステップＳ１０２では、バッテリ１
２の温度を読み込む。ステップＳ１０３では、ステップ
Ｓ１０２で読み込んだバッテリ温度がバッテリ保護温度
に達したか否かを判定する。バッテリ温度がバッテリ保
護温度に達した場合には保護モードとして判定してステ
ップＳ１１９に進む一方、そうではない場合には通常モ
ードとして判定してステップＳ１０４に進む。
【００２４】次に、ステップＳ１０４では、動作モード
を通常モードに設定する。ステップＳ１０５では、バッ
テリ充電状態（ＳＯＣ）を読み込む。次に、ステップＳ
１０６では、このＳＯＣが充電要求値以上であるか否か
を判断する。ＳＯＣが充電要求ＳＯＣ以上の場合には充
電不要と見なしてステップＳ１０７へ進む一方、そうで
はない場合にはステップＳ１１１に進む。
【００２５】ステップＳ１０７では、ステップＳ１０１
で読み込んだモータ要求出力と、ステップＳ１０５で読
み込んだＳＯＣから推定されるバッテリ可能出力とを比
較し、バッテリ１２のみでモータ要求出力を満足できる
か否かを判断する。モータ要求出力を満たす場合はステ
ップＳ１０８へ進む一方、そうではない場合にはステッ
プＳ１１１に進む。
【００２６】次に、ステップＳ１０８では、現在、エン
ジン１０が駆動中であり、発電機１１を駆動して発電し
ているか否かを判断する。発電中の場合にはステップＳ
１０９に進む一方、発電機１１が発電中ではない場合に
はステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０９では、エ
ンジン１０を停止し、ステップＳ１１０では、発電が不
要なので発電機１１による発電を停止してステップＳ１
０１に戻る。詳しくは、ステップＳ１０９では、制御部
１６の制御指令により燃料噴射弁からの燃料噴射を停止
し、点火プラグへの点火信号を停止することによりエン
ジン１０の回転を停止させる。次に、制御部１６は、エ
ンジン１０のクランク角センサ信号が停止した場合、即
ち、エンジン１０の回転が停止したと判断した場合、ス
テップＳ１１０では、コンバータ１７の動作を停止させ
る。
【００２７】ステップＳ１０６でバッテリ１２のＳＯＣ
が充電要求ＳＯＣ以下となった場合、又は、ステップＳ
１０７でバッテリ１２の出力がモータ要求出力を満たせ
なくなった場合、ステップＳ１１１へ進み、現在、エン
ジン１０及び発電機１１が駆動して発電中か否かを判定
する。現在、発電中の場合にはステップＳ１１４へ進む
一方、発電中ではない場合は、発電することが要求され
ているので、ステップＳ１１２では、エンジン１０を始
動し、次に、ステップＳ１１３では、発電機１１による
発電を開始させ、ステップＳ１１４へ進む。
【００２８】ステップＳ１１４では、予め設定した発電
機１１の定格発電量がステップＳ１０１で読み込んだモ
ータ要求駆動力を満たすか否かを判断する。なお、定格
発電量は通常走行時の平均要求出力にバッテリ１２の充
電可能量を加えた値近辺に設定すればよい。定格発電量
がモータ要求駆動力を満たす場合にはステップＳ１１５
に進む一方、そうではない場合にはステップＳ１１７に
進む。ステップＳ１１５では、定格発電モードとして設
定し、ステップＳ１１６では、発電機１１を駆動するた
めのエンジン１０を一定回転モードに制御するととも
に、発電機１１を一定出力モードに制御し、ステップＳ
１０１に戻る。
【００２９】ここで、発電機１１を駆動するためのエン
ジン１０の回転数は、定格発電モードとして予め設定し
た回転指令値Ｎｓｅｔとエンジン１０の現在の実回転数
Ｎｅｎｇを比較して、 Ｎｓｅｔ＞Ｎｅｎｇ の場合には、エンジン１０のスロットル開度を開側に補
正する。一方、 Ｎｓｅｔ＜Ｎｅｎｇ の場合には、エンジン１０のスロットル開度を閉側に補
正することで、回転数が一定になるように制御する。
【００３０】発電機１１は、定格モードとして予め設定
された定格発電量Ｗｓｅｔになるように現在の実発電量
ＷｇｅｎとＷｓｅｔを比較して、 Ｗｓｅｔ＞Ｗｇｅｎ の場合には、発電機１１の発電電流を大に制御する。一
方、 Ｗｓｅｔ＜Ｗｇｅｎ の場合には、発電機１１の発電電流を小に制御して、所
定の定格発電量になるように制御する。
【００３１】一方、ステップＳ１１４で定格発電量がモ
ータ要求駆動力を満たさない場合には、ステップＳ１１
７では、追従発電モードとして設定し、ステップＳ１１
８では、発電機１１を定トルクモードに制御する一方、
エンジン１０の回転をモータ要求出力に追従するように
制御する設定とし、ステップＳ１０１に戻る。この場
合、制御部１６は予め設定した時間ｔａｖｅ間のモータ
要求平均出力Ｗｍｏｔａｖｅとバッテリ１２のＳＯＣに
より定まる現在のバッテリ１２からの可能出力Ｗｂａｔ
から、発電機１１の発電量Ｗｓｅｔ２を算出する。次
に、これにより発電機１１は予め発電量に応じた設定し
たトルク値Ｔｓｅｔ２となるように現在の実発電機トル
クＴｇｅｎと比較して発電機１１のトルクを制御する。
発電機１１を駆動するためのエンジン１０は、Ｗｓｅｔ
２とＴｓｅｔ２から時間ｔａｖｅ毎に求まる回転数指令
値Ｎｓｅｔ２と、エンジン１０の実回転数Ｎｅｎｇとを
比較して、 Ｎｓｅｔ２＞Ｎｅｎｇ の場合には、エンジン１０のスロットル開度を開側に補
正する。一方、 Ｎｓｅｔ２＜Ｎｅｎｇ の場合には、エンジン１０のスロットル開度を閉側に補
正することで、エンジン１０の回転数を出力に追従する
ように制御する。
【００３２】ステップＳ１０３でバッテリ１２の温度が
バッテリ保護温度に達していると判断した場合、ステッ
プＳ１１９では、保護モードとして設定する。次に、ス
テップＳ１２０では、現在、発電機１１により発電が行
われているか否かを判定する。発電機１１が発電中の場
合には、ステップＳ１２３に進む一方、そうではない場
合には、ステップＳ１２１に進む。発電機１１が発電中
ではない場合には、ステップＳ１２１では、エンジン１
０を始動し、次に、ステップＳ１２２では、発電機１１
による発電を開始し、次のステップＳ１２３に進む。
【００３３】ステップＳ１２３では、バッテリ保護追従
発電モードとして設定し、ステップＳ１２４では、エン
ジン１０の回転を一定になるように制御するエンジン回
転一定モードに設定するとともに、発電機１１の出力を
モータの要求出力に応じて制御する発電機出力追従モー
ドに設定する。ステップＳ１２４で発電機１１による発
電の準備が整った後、ステップＳ１２５では、バッテリ
１２の充放電を禁止して充放電によるバッテリ１２の熱
上昇を抑制する。次に、ステップＳ１０１に戻る。
【００３４】バッテリ１２の充放電を禁止するために
は、図２に示すように、制御部１６の制御指令に従って
入出力制御リレー１９でＯＮ−ＯＦＦ制御することで、
車両始動時や停止時等のバッテリ１２からの入出力を禁
止する。従って、車両走行時にこの入出力制御リレーを
利用することで、バッテリ１２とモータ１３及び発電機
１１間の充放電は制御部１６からの制御指令により任意
に管理できる。この場合、モータ１３の要求出力Ｗｍｏ
ｔにより、発電機１１を駆動するためのエンジン１０の
回転数はこの要求出力を満たすように、即ち、予め要求
出力に応じて設定された回転数Ｎｓｅｔ３となるよう
に、実回転数Ｎｅｎｇと設定回転数Ｎｓｅｔ３を比較し
て、回転数がＮｓｅｔ３となるようにエンジン１０のス
ロットル開度を制御し、エンジン回転を一定に保つ。発
電機１１の発電量Ｗｇｅｎは、 Ｗｍｏｔ＝Ｗｇｅｎ となるように、制御部１６からの制御指令に従って発電
量をリアルタイムに制御する。
【００３５】次に、図４を用いて定格発電モードに設定
された場合の制御部１６の詳細動作を説明する。図３に
示すメインルーチンのステップＳ１１４において、制御
部１６が定格発電モードと判定した場合、図４に示すス
テップＳ３０１に移る。ステップＳ３０１では、制御部
１６は定格発電量よりＥＮＧ回転数Ｎｓｅｔと発電機ト
ルクＴｓｅｔを設定する。ステップＳ３０２では、エン
ジン１０が所定の回転数で一定となるように、現在のエ
ンジン１０の回転数Ｎｅを読み込み、次に、ステップＳ
３０３では、設定回転数Ｎｓｅｔと比較して、 Ｎｅ＝Ｎｓｅｔ の場合には、回転数の差がないのでスロットル開度は現
状値を維持してステップＳ３０７へ進む。一方、回転数
に差がある場合にはステップＳ３０４に進む。
【００３６】ステップＳ３０４では、両者の回転数差△
Ｎを、 △Ｎ＝Ｎｅ−Ｎｓｅｔ から演算する。ステップＳ３０５では、現在の回転数Ｎ
ｅと回転数差△Ｎに応じてスロットル開度を演算する。
次に、ステップＳ３０６では、エンジン１０のスロット
ルに対して演算結果のスロットル開度制御指令を送って
エンジン１０の回転数を制御する。次に、発電機１１の
トルクを設定するために、ステップＳ３０７では、現在
の発電機トルクＴｇｅｎを読み込む。
【００３７】次に、ステップＳ３０８では、発電機トル
クＴｇｅｎと設定トルク値Ｔｓｅｔとを比較して、 Ｔｇｅｎ＝Ｔｓｅｔ の場合には、トルクに差がないので、発電機１１は現状
の電流制御値を維持してメインルーチンへ戻る。一方、
トルクに差がある場合にはステップＳ３０９に進む。ス
テップＳ３０９では、両者のトルク差△Ｔを、 △Ｔ＝Ｔｇｅｎ−Ｔｓｅｔ から演算する。
【００３８】次に、ステップＳ３１０では、現在のトル
クＴｇｅｎとトルク差△Ｔより、電流制御指令値△Ｉｇ
ｅｎを演算する。ステップＳ３１１では、発電機１１に
対して電流制御指令値△Ｉｇｅｎを送って出力電流を制
御する。次に、メインルーチンへ戻る。ここで、図５を
用いて定格発電モードの概念を説明する。なお、同図に
おいて、（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す横軸は時間軸を
表す。また、縦軸は、（ａ）では出力を、（ｂ）ではエ
ンジン回転を、（ｃ）では発電機トルクを示す。
【００３９】定格発電モードでは、制御部１６からの回
転数指令と現在のエンジン回転数とに基づいてフィード
バック制御することで、エンジン１０内のアクチュエー
タにより駆動される電気制御式スロットル等により、図
５（ｂ）に示すように、エンジン回転数は一定になる。
同時に、発電機１１には定出力指令を出して、図５
（ａ）に示すように、発電機１１は一定回転数の出力を
得る。この結果、図５（ｃ）に示すように、発電機トル
クも一定となる。
【００４０】従って、（ａ）に示すように、駆動モータ
１３の出力は、発電機１１の出力が一定の線よりも、下
方を変動することになり、両者の差分値はバッテリ１２
に充電されることになる。このように定格発電モード
は、市街地走行時等の駆動モータにあまり高負荷が加わ
らない場合の発電を想定したものである。従って、定格
発電量の設定値は、市街地における平均モータ要求駆動
力に対する発電量とバッテリの充電可能量の和に相当す
る量に設定すればよい。また、エンジンを定回転、定負
荷に設定することで、市街地でもエンジンからの排気ガ
ス成分の濃度を低くでき、ハイブリッド車の本質である
低公害性能を向上することができる。
【００４１】次に、図６を用いて追従発電モードに設定
された場合の制御部１６の詳細動作を説明する。図３に
示すメインルーチンのステップＳ１１７において、制御
部１６が追従発電モードと判定した場合、図６に示すス
テップＳ４０１に移る。発電機１１は一定トルク制御を
行うために、ステップＳ４０１では、制御部１６は発電
機１１の現在のトルク値Ｔｇｅｎを読み込む。次に、ス
テップＳ４０２では、現在のトルク値Ｔｇｅｎと設定ト
ルク値Ｔｓｅｔとを比較して、 Ｔｇｅｎ＝Ｔｓｅｔ の場合には、両者が一致するのでステップＳ４０６に進
む。一方、トルク値に差がある場合にはステップＳ４０
３に進む。
【００４２】ステップＳ４０３では、両者のトルク差△
Ｔを、 △Ｔ＝Ｔｇｅｎ−Ｔｓｅｔ から演算する。次に、ステップＳ４０４では、現在のト
ルクＴｇｅｎとトルク差△Ｔより、電流制御指令値△Ｉ
ｇｅｎを演算する。ステップＳ４０５では、発電機１１
に対して電流制御指令値△Ｉｇｅｎを送って出力電流を
制御する。
【００４３】次に、ステップＳ４０６では、エンジン１
０の回転指令値を求めるために、まず、荷重平均計算回
数ｎを初期値１にセットする。次に、ステップＳ４０７
では、モータ１３の要求出力Ｗｍｏｔを読み込む。次
に、ステップＳ４０８では、バッテリのＳＯＣからバッ
テリ１２の可能出力Ｗｂａｔｔを求める。次に、ステッ
プＳ４０９では、発電機１１の要求発電量Ｗｇｅｎを、 Ｗｇｅｎ＝Ｗｍｏｔ−Ｗｂａｔｔ から求める。次に、ステップＳ４１０では、今回求めた
要求発電量Ｗｇｅｎと前回求めた要求発電量Ｗｇｅｎ´
を、 Ｗｇｅｎ＝（Ｗｇｅｎ＋Ｗｇｅｎ′）／２ のように荷重平均を求める。ここで、ステップＳ４１１
では、計算回数値ｎが規定回数値だけ荷重平均を求めた
か否かを判断する。規定回数値に達した場合にはステッ
プＳ４１４に進む一方、規定回数値に達していない場合
にはステップＳ４１２に進む。
【００４４】ステップＳ４１２では、荷重平均値Ｗｇｅ
ｎをＷｇｅｎ´として置き換える。次に、ステップＳ４
１３では、計算回数値ｎに１を加えた後にステップＳ４
０７に戻り、規定回数値に達するまで荷重平均を繰り返
す。次に、ステップＳ４１４では、その時の要求発電出
力Ｗｇｅｎを発電機１１のトルク指令値Ｔｓｅｔで割り
定数Ｃを掛けて回転数指令値Ｎｓｅｔを求める。
【００４５】Ｎｓｅｔ＝Ｗｇｅｎ／Ｔｓｅｔ＊Ｃ 次に、ステップＳ４１５では、現在のエンジン回転数Ｎ
ｅを読み込む。次に、ステップＳ４１６では、エンジン
の設定回転数値Ｎｓｅｔと現在のエンジン回転数Ｎｅと
を比較して、 Ｎｅ＝Ｎｓｅｔ の場合には、メインルーチンへ戻る。一方、両者が一致
しない場合にはステップＳ４１７に進む。
【００４６】ステップＳ４１７では、両者の回転数差△
Ｎを、 △Ｎ＝Ｎｅ−Ｎｓｅｔ から演算する。ステップＳ４１８では、現在の回転数Ｎ
ｅと回転数差△Ｎに応じてスロットル開度△ＴＶＯを演
算する。ステップＳ４１９では、エンジン１０のスロッ
トルに対して演算結果のスロットル開度指令を送ってエ
ンジン１０の回転数を制御することで、ある時間の平均
発電要求値でエンジン回転数を制御する。次に、メイン
ルーチンへ戻る。
【００４７】ここで、図７を用いて通常モードにおける
追従発電モードの概念を説明する。なお、同図に示す横
軸及び縦軸は、図５に示すものと同様なので、その説明
を省略する。追従発電モードでは、図７（ａ）に示すよ
うに、モータの要求出力に発電量が追従させるために、
図７（ｂ）に示すように、エンジン回転数を制御する一
方、図７（ｃ）に示すように、発電機は一定トルクにな
るように制御する。図７（ａ）において、モータの出力
に対して発電機の出力は必ずしも追従しておらず、多少
なました波形になっている。これは、モータ出力の変動
に対してエンジン回転数を追従させた場合には、時間的
に空気量の変動が大きくなるため、エンジンの空燃比が
変動し、排気性能が悪化してしまうことから、モータの
出力変動に対して時間的なヒステリシス、又は、モータ
の時間平均出力等を用いて制御するためである。また、
モータ出力と発電機出力との差は、発電量が多い場合に
はバッテリに充電する一方、発電量が少ない場合にはバ
ッテリから放電させるようになる。
【００４８】追従発電モードにおいて、発電機を一定ト
ルクになるように制御している理由は、発電機が電気信
号によって制御されているのに対して、エンジンは電気
的指令によりスロットル等のアクチュエータを作動さ
せ、吸気管を通して空気量が変わるようなステップを取
るため、過度的な応答性が異なる両者を同時に制御する
とハンチング等が発生して制御が発散する可能性がある
ためである。また、追従発電モードにおいて、エンジン
回転数をモータ要求出力に追従させるように制御してい
る理由は、音振的に違和感のない運転感覚とするためで
ある。これに対して、モータ出力に対応させてエンジン
回転数を追従させるように制御すると、音振的に違和感
が発生するためである。
【００４９】次に、図８を用いて保護モードに設定され
た場合の制御部１６の詳細動作を説明する。図３に示す
メインルーチンのステップＳ１１９において、制御部１
６が保護モードと判定した場合、図８に示すステップＳ
５０１に移る。まず、ステップＳ５０１では、制御部１
６はモータ要求出力Ｗｍｏｔを読み込む。次に、ステッ
プＳ５０２では、モータ要求出力Ｗｍｏｔを発電機１１
からの要求発電出力Ｗｇｅｎとして設定する。 Ｗｇｅｎ＝Ｗｍｏｔ この時、エンジン回転数が所定の一定回転数となるよう
に制御するため、ステップＳ５０３では、現在のエンジ
ン回転数Ｎｅを読み込む。次に、ステップＳ５０４で
は、現在のエンジン回転数Ｎｅを設定回転数Ｎｓｅｔと
比較して、 Ｎｅ＝Ｎｓｅｔ の場合には、ステップＳ５０８へ進む。一方、両者が一
致しない場合には、ステップＳ５０５に進む。
【００５０】ステップＳ５０５では、両者の回転数差△
Ｎを、 △Ｎ＝Ｎｅ−Ｎｓｅｔ から演算する。ステップＳ５０６では、現在の回転数Ｎ
ｅと回転数差△Ｎに応じてスロットル開度△ＴＶＯを演
算する。ステップＳ５０７では、エンジン１０のスロッ
トルに対して演算結果のスロットル開度指令△ＴＶＯを
送ってエンジン１０の回転数を制御する。
【００５１】次に、ステップＳ５０８では、その時の要
求発電出力Ｗｇｅｎを回転数指令値Ｎｓｅｔで割り定数
Ｃを掛けて発電機１１のトルク指令値Ｔｓｅｔを求め
る。
【００５２】Ｔｓｅｔ＝Ｗｇｅｎ／Ｎｓｅｔ＊Ｃ 次に、発電機１１のトルクを設定するために、ステップ
Ｓ５０９では、現在の発電機トルクＴｇｅｎを読み込
む。次に、ステップＳ５１０では、発電機トルクＴｇｅ
ｎと設定トルク値Ｔｓｅｔとを比較して、 Ｔｇｅｎ＝Ｔｓｅｔ の場合には、トルクに差がないので、発電機１１は現状
の電流制御値を維持してメインルーチンへ戻る。一方、
トルクに差がある場合にはステップＳ５１１に進む。
【００５３】ステップＳ５１１では、両者のトルク差△
Ｔを、 △Ｔ＝Ｔｇｅｎ−Ｔｓｅｔ から演算する。次に、ステップＳ５１２では、現在のト
ルクＴｇｅｎとトルク差△Ｔに基づいて電流制御指令値
△Ｉｇｅｎを演算する。ステップＳ５１３では、発電機
１１に対して電流制御指令値△Ｉｇｅｎを送って出力電
流を制御する。次に、メインルーチンへ戻る。
【００５４】ここで、図９を用いてバッテリの保護モー
ドにおける追従発電モードの概念を説明する。なお、同
図に示す横軸及び縦軸は、図５に示すものと同様なの
で、その説明を省略する。バッテリの保護モードにおけ
る追従発電モードでは、図９（ｂ）に示すように、エン
ジン回転数を一定になるように制御する。一方、図９
（ａ）に示すように、モータ要求出力に発電量を追従さ
せるために、図９（ｃ）に示すように、発電機１１のト
ルク出力をモータ要求出力に追従するように制御する。
【００５５】バッテリの保護モードにおける追随発電モ
ードでは、バッテリへの充放電が禁止されるため、モー
タ出力に対して発電量が時間的に遅れないように制御し
なくてはならない。即ち、エンジンの回転数に追従させ
る制御では、時間的に追いつかないので、エンジンは一
定回転数になるように制御するとともに、発電機の出力
をモータ出力に合わせるように制御する。このようにし
て、モータの要求出力を下げることなく運転性を確保す
ることができ、また、バッテリの温度上昇による劣化を
抑制することができる。このように、バッテリ１２の温
度、充電量、駆動モータの要求出力に基づいて発電シス
テムの運転モードを切り換え、モード毎に運転方法を設
定するように制御するので、バッテリ１２の劣化の抑制
及び良好な運転性能を確保することができる。また、本
発明は多様な種類のバッテリに適用することができる。
【００５６】（第２の実施の形態）第２の実施の形態
は、図１に示すＳＨＥＶのシステム構成および図２に示
すＳＨＥＶの詳細構成に適応できるものである。次に、
図１０に示すフローチャートを用いて制御部１６の動作
を説明する。なお、本フローチャートは第１の実施の形
態で説明されたバッテリ保護モードのうちステップＳ１
１９以降の部分を示すものである。また、ステップＳ１
１９からステップＳ１２４までは第１の実施の形態と同
様であるので、その説明を省略する。
【００５７】ここで、ステップＳ２０１では、制御部１
６はバッテリ１２のＳＯＣを読み込み、バッテリ１２が
充電可能状態か否かを判断する。バッテリ１２が充電可
能状態の場合にはステップＳ２０２に進む一方、充電不
可能な場合はステップＳ２０３に進む。バッテリ１２が
充電可能状態の場合、ステップＳ２０２では、駆動モー
タ要求出力にバッテリ１２を冷却するための充電分を加
えて、その結果を発電量とした後にスタートに戻る。一
方、ステップＳ２０３では、制御部１６は充放電を禁止
しスタートに戻る。例えばバッテリ１２にリチウム系の
バッテリを用いる場合、充電時は吸熱反応となるので、
適正量の充電ではバッテリ自身を冷却することができ、
ステップＳ２０２のように、この性質を積極的に利用し
た制御を行うことができる。
【００５８】このように、バッテリ１２の温度、充電
量、駆動モータの要求出力に基づいて発電システムの運
転モードを切り換え、モード毎に運転方法を設定するよ
うに制御するので、バッテリ１２の劣化の抑制及び良好
な運転性能を確保することができる。また、リチウム系
のバッテリのように充電時に吸熱反応となるバッテリを
用いることで、早期にバッテリ温度を低下させ、通常モ
ードへの復帰が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＳＨＥＶのシ
ステム構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るＳＨＥＶの詳
細構成を示す図である。
【図３】制御部１６の動作を説明するためのメインルー
チンのフローチャートである。
【図４】定格発電モードに設定された場合の制御部１６
の詳細動作を説明するための図である。
【図５】定格発電モードの概念を説明するための図であ
る。
【図６】追従発電モードに設定された場合の制御部１６
の詳細動作を説明するための図である。
【図７】通常モードにおける追従発電モードの概念を説
明するための図である。
【図８】保護モードに設定された場合の制御部１６の詳
細動作を説明するための図である。
【図９】バッテリの保護モードにおける追従発電モード
の概念を説明するための図である。
【図１０】第２の実施の形態に係るＳＨＥＶの動作を説
明するための図である。
【符号の説明】
１０ エンジン １１ 発電機 １２ バッテリ １３ モータ １６ 制御部 １７ コンバータ １８ インバータ １９ 入出力制御リレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｌ 11/12 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｍ Ｆ０２Ｄ 29/06 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ Ｈ０２Ｐ 9/04 (72)発明者 平野 弘之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 麻生 剛 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 金子 雄太郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−38306（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−154308（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−503837（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 9/14 B60K 1/04 B60K 6/00 B60K 8/00 B60L 3/00 B60L 11/12 F02D 29/06 H02P 9/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両を駆動するためのモータと、該モー
    タを駆動するためのバッテリと、該モータ及びバッテリ
    に電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するための
    エンジンとを有するハイブリッド車の発電制御装置であ
    って、前記バッテリの温度が所定の規定値を超えた場合に、前
    記エンジンを定回転制御とし、前記発電機の発電量を前
    記モータの要求出力に応じた発電量に制御する 制御手段
    を有す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】 前記制御手段は、前記バッテリの温度が
    前記規定値を超えた場合に、前記バッテリへの充放電を
    禁止することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド
    車の発電制御装置。
  3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記バッテリの温度が
    前記規定値を超えない場合に、前記発電機を定トルク制
    御とし、前記エンジンの回転数に基づいて前記発電機の
    発電量を制御することを特徴とする請求項１記載のハイ
    ブリッド車の発電制御装置。
  4. 【請求項４】 車両を駆動するためのモータと、該モー
    タを駆動するためのバッテリと、該モータ及びバッテリ
    に電力を供給する発電機と、該発電機を駆動するための
    エンジンとを有するハイブリッド車の発電制御装置であ
    って、 前記バッテリとして充電時に吸熱反応となるバッテリを
    用い、前記バッテリの温度が所定の規定値を超えた場合
    に、前記エンジンを定回転制御とし、前記発電機の発電
    量を前記モータの要求出力に吸熱反応分の充電量を加え
    た発電量に制御する制御手段を有す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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