JP3892528B2 - ハイブリッド電気自動車の補助電源バッテリ充電制御装置 - Google Patents

ハイブリッド電気自動車の補助電源バッテリ充電制御装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行用電動機駆動のためのメインバッテリと共に補助電源バッテリを搭載し、メインバッテリの残存容量低下時に内燃機関を起動して発電機を回転させ、メインバッテリを再充電するようにしたハイブリッド電気自動車における補助電源バッテリ充電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハイブリッド電気自動車は図４に示す電源系統の回路構成を備えており、エンジン１、このエンジン１の起動によって回転して発電する発電機２、この発電機２の交流発電力を直流電力に変換する充電用インバータ３、この充電用インバータ３の直流出力によって充電されるメインバッテリ４、このメインバッテリ４の直流電力を交流モータ駆動用の交流電力に変換する走行用インバータ５、この走行用インバータ５からの交流出力によって駆動され、車両を走行させる走行用モータ６を有している。またこのメイン系統とは別に、灯類、メータ類、その他の車載アクセサリ類などの１２Ｖ負荷７に供給する１２Ｖ補助電源を出力するための補助電源バッテリ８、そしてこの補助電源バッテリ８をメインバッテリ４の直流電力によって充電するためのＤＣ／ＤＣコンバータ９を有している。
【０００３】
そしてこの従来のハイブリッド電気自動車では、メインバッテリ４の残存容量を監視していて、所定値以下に低下するとエンジン１を起動して発電機２を回転させ、その交流発電力を充電用インバータ３によって所定電圧の直流に変換してメインバッテリ４を再充電する。また補助電源バッテリ８に対してもメインバッテリ４の直流電力をＤＣ／ＤＣコンバータ９を介して所定電圧の直流電力に変換して供給し、充電する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のハイブリッド電気自動車の電源回路構成では、発電機２が駆動されている／いないに関係なく、ＤＣ／ＤＣコンバータ９の出力電圧を常に１４Ｖに設定して補助電源バッテリ８に供給するようにしていたため、次のような問題点があった。
【０００５】
メインバッテリ４はその残存容量が所定値以下まで低下した時にエンジン１を起動し、発電機２を回転させて再充電されるものであり、発電機２が駆動されていない期間にも常に、補助電源バッテリ８をメインバッテリ４の電力で充電していると、メインバッテリ４の容量低下が急激に起り、ひいてはエンジン１の起動、停止が頻繁に繰返されることになり、これが電気自動車の特徴である低騒音性を損い、乗心地の悪化を招く問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなされたもので、補助電源バッテリの充電を発電機による発電期間にもっぱら行うように制御することによって、発電機停止時にメインバッテリから補助電源バッテリへ供給する電力を抑制し、メインバッテリのみによる電気自動車の航続距離を延長し、ひいては低騒音性の向上が図れるハイブリッド電気自動車の補助電源バッテリ充電制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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の補助電源バッテリ充電制御装置は、メインバッテリと補助電源バッテリとの間に接続され、メインバッテリの出力電圧を変換して補助電源バッテリへ出力するコンバータと、メインバッテリに接続され、該メインバッテリを充電するための発電機と、発電機の発電、停止を監視する発電機動作監視手段と、発電機の発電中にコンバータの出力電圧を第一の所定値まで上昇させ、発電機の停止中にコンバータの出力電圧を第一の所定値よりも低い第二の所定値まで低下させるコンバータ制御手段とを備えて成ることを主な特徴とする。
【０００８】
本発明のハイブリッド電気自動車の補助電源バッテリ充電制御装置では、発電機動作監視手段が発電機の発電／停止動作を監視していて、コンバータ制御手段がこの発電機の発電中はコンバータの出力電圧を上昇させてメインバッテリから補助電源バッテリへ充電を行い、発電機の停止中はコンバータの出力電圧を低下させ、発電機の停止中にメインバッテリが補助電源バッテリ充電のために消費する電力を抑制し、もっぱら走行用モータに供給するようにする。
【０００９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、発電機停止中にメインバッテリが補助電源バッテリの充電のために消費する電力を抑制し、もっぱら走行用モータへ電力供給させることによってメインバッテリのみでの航続距離を延ばし、ひいては発電機駆動のためのエンジン起動回数を低減させ、電気自動車の低騒音性を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。この実施の形態の特徴は、図４に示した従来例の回路構成において、さらにメインバッテリ４の残存容量を監視し、所定値以下まで低下した時にエンジン１に起動指令を与え、またメインバッテリ４が所定容量まで充電されるとエンジン１を停止させる制御をなし、またエンジン１の起動／停止動作を監視し、発電機作動により発電機が発電中はＤＣ／ＤＣコンバータ９の出力電圧を高（１４．５Ｖ）に設定し、エンジン停止中はＤＣ／ＤＣコンバータ９の出力電圧を低（１３Ｖ）に設定する制御用マイクロコンピュータ（Ｃ／Ｕ）１０を設けた点にあり、その他の構成要素は図４に示した従来回路の構成要素と共通である。
【００１１】
この実施の形態のハイブリッド電気自動車の補助電源バッテリ充電制御装置は、次のように動作する。図２のフローチャートに示すように、制御用マイクロコンピュータ１０はメインバッテリ４の残存容量が低下すると（ステップＳ１）、エンジン１に起動指令を与えてエンジン１を始動させて発電機２を作動させ（ステップＳ２，Ｓ３）、ＤＣ／ＤＣコンバータ９の出力電圧を１４．５Ｖの高電圧に設定し（ステップＳ４）、ＤＣ／ＤＣコンバータ９はメインバッテリ４からの電力を１４．５Ｖの直流電力にＤＣ／ＤＣ変換して補助電源バッテリ８に出力して充電する（ステップＳ５）。
【００１２】
そして図３のフローチャートに示すように、制御用マイクロコンピュータ１０はメインバッテリ４の容量が所定値以上まで増加すると（ステップＳ１１）、エンジン１に停止指令を出力してエンジン１を停止させて発電機２の発電を停止させる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。そしてＤＣ／ＤＣコンバータ９に対してその出力電圧を１３Ｖの低電圧に設定し（ステップＳ１４）、ＤＣ／ＤＣコンバータ９から補助電源バッテリ８へ出力する電圧を低下させる（ステップＳ１５）。
【００１３】
これによって特に、メインバッテリ４の残存容量が低下している時にその残り少ない電力の一部を補助電源バッテリ８の充電にために放電するのを極力抑制し、その分だけ走行用モータ６の電源電力に振向けることができ、メインバッテリ４のみで車両を走行させる航続距離を従来よりも長くすることができ、頻繁にエンジン始動、発電機回転が繰返されることによって損われていた低騒音性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態の回路ブロック図。
【図２】上記の実施の形態における発電機作動時のＤＣ／ＤＣコンバータ制御のフローチャート。
【図３】上記の実施の形態における発電機停止時のＤＣ／ＤＣコンバータ制御のフローチャート。
【図４】従来例の回路ブロック図。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 発電機
３ 充電用インバータ
４ メインバッテリ
５ 走行用インバータ
６ 走行用モータ
７ １２Ｖ負荷
８ 補助電源バッテリ
９ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１０ 制御用マイクロコンピュータ

Claims (2)

  1. 車両の走行用モータに電力を供給するメインバッテリと、
    該メインバッテリと補助電源バッテリとの間に接続され、前記メインバッテリの出力電圧を変換して前記補助電源バッテリへ出力して、前記補助電源バッテリを充電するコンバータと、
    前記メインバッテリに接続され、車両のエンジンに駆動されることによって発電を行い、該メインバッテリを充電する発電機と、
    前記メインバッテリの残存容量が所定容量以下となった場合にのみ、前記エンジンを起動することで、前記発電機に前記メインバッテリの充電を行わせる発電制御手段と、
    前記発電機の発電、停止を監視する発電機動作監視手段と、
    前記発電機動作監視手段による監視の結果に基づいて、前記発電機の発電中に前記コンバータの出力電圧を第一の所定値まで上昇させ、前記発電機の停止中に前記コンバータの出力電圧を前記第一の所定値よりも低い第二の所定値まで低下させるコンバータ制御手段とを備えて成るハイブリッド電気自動車の補助電源バッテリ充電制御装置。
  2. 前記発電機動作監視手段は、前記エンジンの起動、停止を監視することによって前記発電機の発電、停止を監視す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の補助電源バッテリ充電制御装置。
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