JP4131451B2

JP4131451B2 - Hybrid drive type moving device

Info

Publication number: JP4131451B2
Application number: JP24092199A
Authority: JP
Inventors: 裕水野
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP2001069613A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発電手段とバッテリを電源手段として電動モータを駆動するようにした自動車、自動二輪車、小型船舶等のハイブリッド駆動式移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、燃料電池と発電機、あるいは内燃機関と発電機からなる発電手段と、バッテリからなる電源手段と、この電源手段により駆動される電動モータからなるハイブリッド式の駆動装置の提案がある。
【０００３】
このようなハイブリッド式の駆動装置では、バッテリの寿命を維持するために、バッテリの充電状態が許容充電域の下限に近づくと発電手段の発電量を増加し、バッテリの充電状態が許容充電域の上限に近づくと発電手段の発電量を減少するように制御することが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、単にバッテリの充電状態を許容充電域にするだけでは、ハイブリッド駆動式移動装置に適用する場合には、特に加速性が悪くなってしまう等十分な駆動力を得られないことがある。
【０００５】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、バッテリの寿命を維持し、かつ十分な駆動力が得られるハイブリッド駆動式移動装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【０００７】
請求項１に記載の発明は、『発電手段と、推進手段に連結される電動モータと、バッテリと、前記発電手段の出力電流を前記バッテリに供給可能とする第１の電力供給路と、前記バッテリからの出力電流を前記電動モータに供給可能とする第２の電力供給路と、出力設定手段の出力設定値に基づき前記電動モータの出力を制御する制御手段と、前記バッテリの充電状態を検知する検知手段とを備え、
前記バッテリの第１の許容充電領域と、この第１の許容充電領域内において、同域内の上限寄りに第２の許容充電領域を設定し、
前記出力設定値の増加割合が所定値未満の時、前記出力設定値に基づく前記電動モータの出力値を満たすようにバッテリ出力を制御するとともに、
前記検知手段により検知された充電状態検知値が前記第２の許容充電領域の下限値を下回る時、発電出力の所定の出力範囲内において、前記発電出力を増加し、
前記充電状態検知値が前記第２の許容充電領域の上限値を上回る時、前記発電出力を前記所定の出力範囲内において、減少させて保持するように、前記発電出力を制御し、
前記出力設定値の増加割合が所定値以上の時、前記充電状態検知値が前記第１の許容充電領域の下限値を下回らない範囲内で、前記出力設定値に基づく前記電動モータの出力値以上の出力を満たすようにバッテリ出力を制御するとともに、
前記所定の出力範囲内において、前記発電出力を増加するように、前記発電出力を制御するようにしたことを特徴とするハイブリッド駆動式移動装置。』である。
【０００８】
この請求項１に記載の発明によれば、定常状態、緩加速状態においては、バッテリの充電状態が許容充電域内を維持するので、バッテリの寿命が短くなることはない。しかも、発電出力を増加し、バッテリの充電状態が許容充電域の上限値に近い領域を維持するので、放電出力に余裕がある。
【０００９】
また、急加速状態においては、余裕のある放電出力を利用することができるので高い加速性を得ることができる。しかも、発電手段の発電量を急激に増加することなく可能であるので、燃料電池や内燃機関等において、発電量の増加制御において時定数が大きいものも使用可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、『発電手段と、推進手段に連結される電動モータと、バッテリと、前記発電手段の出力電流を前記バッテリに供給可能とする第１の電力供給路と、前記バッテリからの出力電流を前記電動モータに供給可能とする第２の電力供給路と、出力設定手段の出力設定値に基づき前記電動モータの出力を制御する制御手段と、前記バッテリの充電状態を検知する検知手段とを備え、
前記バッテリの第１の許容充電領域と、この第１の許容充電領域内において、同域内の上限寄りに第２の許容充電領域を設定し、
前記出力設定値の増加割合が所定値未満の時、前記出力設定値に基づく前記電動モータの出力値を満たすようにバッテリ出力を制御するとともに、
前記検知手段により検知された充電状態検知値が前記第２の許容充電領域の下限値を下回る時、発電出力の所定の出力範囲内において、前記発電出力を一定とするように、前記発電出力を制御し、
前記出力設定値の増加割合が所定値以上の時、前記充電状態検知値が前記第１の許容充電領域の下限値が下回らない範囲内で、前記出力設定値に基づく前記電動モータの出力値以上の出力を満たすようにバッテリ出力を制御するとともに、
前記所定の出力範囲内において、前記発電出力を増加するように、前記発電出力を制御するようにしたことを特徴とするハイブリッド駆動式移動装置。』である。
【００１１】
この請求項２に記載の発明によれば、定常状態、緩加速状態においては、バッテリの充電状態が許容充電域内を維持するので、バッテリの寿命が短くなることはない。しかも、発電出力を一定としているので、定常的な発電の時間が長くなって安定した制御が可能になるとともに、バッテリの充電状態が許容充電域の上限値に近い領域を維持するので、放電出力に余裕がある。
【００１２】
また、急加速状態においては、余裕のある放電出力を利用することができるので高い加速性を得ることができる。しかも、発電手段の発電量を急激に増加することなく可能であるので、燃料電池や内燃機関等において、発電量の増加制御において時定数が大きいものも使用可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、『前記充電状態検知値が、前記第１の許容充電領域の上限値に近づく程、前記充電状態検知値の上昇速度を減少させるように、前記発電出力を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド駆動式移動装置。』である。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、充電状態検知値が、第１の許容充電領域の上限値に近づく程、充電状態検知値の上昇速度を減少させて許容充電域内を維持する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、『前記充電状態検知値が、前記第１の許容充電領域の上限値を越える時、前記充電状態検知値を低下させるように、前記発電出力を制御するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド駆動式移動装置。』である。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、充電状態検知値が、第１の許容充電領域の上限値を越える時、充電状態検知値を低下させて過充電を防止する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のハイブリッド駆動式移動装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１はハイブリッド駆動式移動装置としての一つの事例であるハイブリッド駆動式の自動二輪車１の概略構成図である。自動二輪車１には、ハイブリッド駆動装置２が備えられている。ハイブリッド駆動装置２は、電動モータユニット３、変速機４、電動車両コントローラ５、バッテリユニット６及び燃料電池ユニット７を有している。燃料電池ユニット７は、シート８の後方で駆動輪９の上方位置に配置されている。シート８の前方で、操向輪１１を操向するフロントフォーク１２との間には、メタノールタンク１３が配置されている。メタノールタンク１３には、燃料注入キャップ１４が設けられている。駆動輪９は自動二輪車を移動推進するための推進手段として機能する。
【００２１】
燃料電池ユニット７の燃料電池とバッテリユニット６のバッテリとによるハイブリッド式により電動モータユニット３の電動モータを駆動し、変速機４を介して駆動輪９を回転させる。
【００２２】
図２は自動二輪車１に搭載される動力伝達系、制御系の全体の概略構成図である。自動二輪車１には、メインスイッチＳＷ１、シート８、スタンド２０、フットレスト２１、アクセルグリップ２２、ブレーキ２３、表示装置２４、灯火器やウインカ等のランプユニット２５、ユーザ入力装置２６、不揮発性メモリ２７、タイマ２８が備えられ、さらに電動モータユニット３、変速機４、電動車両コントローラ５、バッテリユニット６及び燃料電池ユニット７が備えられている。
【００２３】
メインスイッチＳＷ１からＯＮ／ＯＦＦ信号が電動車両コントローラ５へ送られ、電動車両が駆動される。またシート８、スタンド２０、フットレスト２１及びブレーキ２３には、それぞれセンサＳ１〜Ｓ４が設けられ、このセンサＳ１〜Ｓ４からＯＮ／ＯＦＦ信号が電動車両コントローラ５へ送られ、それぞれの動作状態が検知される。
【００２４】
アクセルグリップ２２は出力設定手段を構成し、このアクセルグリップ２２にはアクセル開度センサＳ５が設けられ、ユーザのグリップ操作によりアクセル開度センサＳ５からアクセル開度信号が電動車両コントローラ５へ送られる。アクセル開度に応じて電動モータの制御が行なわれる。電動車両コントローラ５は、アクセルグリップ２２により構成される出力設定手段の出力設定値に基づき電動モータの出力を制御する制御手段を構成する。
【００２５】
ユーザ入力装置２６からユーザは、種々のデータを電動車両コントローラ５へ入力でき、例えば車両の運転特性等を変更することができる。また不揮発性メモリ２７及びタイマ２８と電動車両コントローラ５との間でデータの授受が行なわれ、車両運転停止時にその時の運転状態情報を不揮発性メモリ２７に記憶し、運転開始時に記憶されている運転状態情報を電動車両コントローラ５に読み込み制御する。
【００２６】
表示装置２４は、電動車両コントローラ５から表示ＯＮ／ＯＦＦ信号により駆動され、表示装置２４には電動車両の運転状態が表示される。灯火器やウインカ等のランプユニット２５は、ＤＣ／ＤＣ変換器２５ａ、灯火器やウインカ等のランプ２５ｂから構成される。電動車両コントローラ５から起動ＯＮ／ＯＦＦ信号によりＤＣ／ＤＣ変換器２５ａを駆動してランプ２５ｂを点灯する。
【００２７】
電動モータユニット３には、モータドライバ３０、駆動輪に連結される電動モータ３１、エンコーダ３２、回生電流センサＳ１及び回生エネルギ制御手段３３が備えられている。電動車両コントローラ５からのデューティ信号によりモータドライバ３０が電動モータ３１を制御し、この電動モータ３１の出力により駆動輪９が駆動される。電動モータ３１の磁極位置及び回転数をエンコーダ３２が検出する。エンコーダ３２からモータ回転数情報が電動車両コントローラ５へ送られる。電動モータ３１の出力は変速機４により変速して駆動輪９を駆動し、変速機４は電動車両コントローラ５からの変速命令信号により制御される。電動モータ３１にはモータ電圧センサまたはモータ電流センサ７が設けられ、このモータ電圧またはモータ電流の情報を電動車両コントローラ５へ送る。
【００２８】
バッテリユニット６には、バッテリ６０、バッテリコントローラ６１及びバッテリリレー６２が備えられ、燃料電池ユニット７には、発電手段を構成する燃料電池７０、燃料電池コントローラ７１、逆流防止素子７２及び燃料電池リレー７３が備えられる。燃料電池７０の出力電流をバッテリ６０に供給可能とする第１の電力供給路Ｌ１と、バッテリ６０からの出力電流を電動モータ３１に供給可能とする第２の電力供給路Ｌ２とが備えられ、電力調整部８０を介して電力が供給される。
【００２９】
バッテリコントローラ６１には、バッテリ６０の充電状態を検知する検知手段が備えられ、この検知手段はバッテリ温度センサＳ１２、バッテリ電圧センサＳ１３、バッテリ電流センサＳ１４から構成され、これらの情報が電動車両コントローラ５へ入力される。バッテリリレー６２は電動車両コントローラ５からのＯＮ／ＯＦＦ信号により作動して第２の電力供給路Ｌ２からの電力供給を制御する。
【００３０】
燃料電池コントローラ７１へ電動車両コントローラ５から通信データが送られ、これにより燃料電池コントローラ７１が燃料電池７０を制御する。燃料電池コントローラ７１には、燃料電池７０の状態を検知する検知手段が備えられ、この検知手段は各種温度センサＳ２１、燃料電池電圧センサＳ２２、燃料電池電流センサＳ２３から構成され、これらの情報が電動車両コントローラ５へ入力される。燃料電池リレー７３は電動車両コントローラ５からのＯＮ／ＯＦＦ信号により作動して第１の電力供給路Ｌ１からの電力供給を制御する。
【００３１】
図３は燃料電池ユニットの実施例を示す構成図である。
【００３２】
この実施の形態の燃料電池ユニット７は、メタノールタンク１０２、改質装置１０３、シフトコンバータ１０４、選択酸化反応器１０５、燃料電池７０、水分回収熱交換器１０７、水タンク１０８及び燃料電池コントローラ７１等から構成され、これらの構成部品は一つのケーシング７ａの内に収容されている。ケーシング７ａには、換気口７ｂが開口している。
【００３３】
燃料電池コントローラ７１は、バルブ、ポンプ、ファン等の各機器及びセンサと接続されている。改質装置１０３、シフトコンバータ１０４、選択酸化反応器１０５、燃料電池７０の各部には温度センサＴｒ、Ｔｂ、Ｔｓ、Ｔｐ、Ｔｃ、Ｔａが備えられ、これらの温度検出により各部が燃料電池コントローラ７１によって適正温度に制御される。
【００３４】
改質装置１０３には、加熱器１１０、蒸発器１１１、触媒層１１２等が備えられている。加熱器１１０には、温度センサＴｂの温度検出によりバーナーポンプ１１３が駆動されてメタノールタンク１０２からメタノールが供給され、またバーナーファン１１４の駆動で取入口２００からケーシング７ａ内の空気が供給され、これらで燃焼されて蒸発器１１１を加熱する。蒸発器１１１には、メタノールポンプ１１５の駆動でメタノールタンク１０２から供給されるメタノールと、また水ポンプ１１６の駆動で水タンク１０８から供給される水が混合して供給される。加熱器１１０により蒸発器１１１を加熱してメタノールと水の混合燃料を気化し、この蒸発器１１１で気化した燃料を触媒層１１２に供給する。
【００３５】
この改質装置１０３により、原料を改質して水素を製造し、温度センサＴｒの温度検出により得られた水素をシフトコンバータ１０４、選択酸化反応器１０５を介して燃料電池７０に供給する。改質装置１０３とシフトコンバータ１０４との間には、バッファタンク１１７及び切換弁１１７ａ、１１７ｂが設けられ、この切換弁１１７ａ、１１７ｂの作動で水素が改質装置１０３の加熱器１１０に戻される。シフトコンバータ１０４は温度センサＴｓの温度検出により冷却用空気ファン１１８で冷却される。シフトコンバータ１０４と選択酸化反応器１０５との間には、バッファタンク１２４及び切換弁１２４ａ、１２４ｂが設けられ、この切換弁１２４ａ、１２４ｂの作動で水素が改質装置の加熱器１１０に戻される。
【００３６】
シフトコンバータ１０４から送られる水素に、反応用空気ポンプ１１９の駆動で供給される空気を混合して選択酸化反応器１０５に供給される。選択酸化反応器１０５は温度センサＴｐの温度検出により冷却用空気ファン１２０で導かれる取入口２００からの空気によって冷却される。選択酸化反応器１０５と燃料電池７０との間には、バッファタンク１２１及び切換弁１２１ａ、１２１ｂが設けられ、この切換弁１２１ａ、１２１ｂの作動で水素が改質装置１０３の加熱器１１０に戻される。
【００３７】
燃料電池７０には、冷却加湿ポンプ１２２の駆動で水タンク１０８から水が供給され、また温度センサＴｃの温度検出により加圧空気ポンプ１２３の駆動で水分回収熱交換器１０７から取入口２００からケーシング７ａの内の空気が供給され、これらの水、空気及び水素から燃料電池７０で発電を行う。燃料電池７０で用いられた水及び発電により生成した水は、水分回収熱交換器１０７で熱交換により水を得て水タンク１０８に戻される。また、燃料電池７０で発電のために用いられた水素の余剰分は、改質装置１０３の加熱器１１０に戻される。
【００３８】
図中２０１ａは、改質装置１０３内の加熱器１１０での燃焼排ガスと、選択酸化反応器１０５を冷却するために用いられた空気とをケーシング７ａの外に導くための排ガス排出路であり、２０１ｂは燃料電池７０で発電に供されなかった余剰空気の排出路である。
【００３９】
燃料電池ユニット７では、加熱器１１０によって蒸発器１１１を加熱し、この蒸発器１１１で気化した原料を触媒層１１２に供給するようにした改質装置１０３により、原料を改質して水素を製造し、得られた水素をシフトコンバータ１０４及び選択酸化反応器１０５を介して燃料電池７０に供給して発電を行う。
【００４０】
燃料電池７０の出力は、逆流防止素子７２を介して電力調整部８０に接続され、この電力調整部８０はバッテリ６０と電動モータ３１と接続される。
【００４１】
電動車両コントローラ５は、バッテリ６０の第１の許容充電領域と、この第１の許容充電領域内において、同域内の上限寄りに第２の許容充電領域を設定する。
【００４２】
請求項１に記載の発明では、定常状態、緩加速状態においては、アクセルグリップ２２により構成される出力設定手段の出力設定値の増加割合が所定値未満の時には、出力設定値に基づく電動モータ３１の出力値を満たすようにバッテリ出力を制御するとともに、充電状態検知値に基づき、充電状態検知値が第２の許容充電領域の下限値を下回る時、発電出力の所定の出力範囲内において、発電出力を増加し、充電状態検知値が第２の許容充電領域の上限値を上回る時、発電出力を所定の出力範囲内において、減少させて保持するように、発電出力を制御する。
【００４３】
急加速状態においては、出力設定値の増加割合が所定値以上の時、充電状態検知値が第１の許容充電領域の下限値を下回らない範囲内で、出力設定値に基づく電動モータ３１の出力値以上の出力を満たすようにバッテリ出力を制御するとともに、発電出力の所定の出力範囲内において、発電出力を増加するように発電出力を制御する。
【００４４】
このように定常状態、緩加速状態においては、バッテリ６０の充電状態が許容充電域内を維持するので、バッテリ６０の寿命が短くなることはない。しかも、発電出力を増加し、バッテリ６０の充電状態が許容充電域の上限値に近い領域を維持するので、放電出力に余裕がある。
【００４５】
また、急加速状態においては、余裕のある放電出力を利用することができるので高い加速性を得ることができる。しかも、燃料電池７０の発電量を急激に増加することなく可能であるので、燃料電池７０において、発電量の増加制御において時定数が大きいものも使用可能となる。
【００４６】
また、請求項２に記載の発明では、定常状態、緩加速状態においては、アクセルグリップ２２により構成される出力設定手段の出力設定値の増加割合が所定値未満の時には、出力設定値に基づく電動モータ３１の出力値を満たすようにバッテリ出力を制御するとともに、充電状態検知値に基づき、充電状態検知値が第２の許容充電領域の下限値を下回る時、発電出力の所定の出力範囲内において、発電出力を一定とするように、発電出力を制御する。
【００４７】
急加速状態においては、出力設定値の増加割合が所定値以上の時、充電状態検知値が第１の許容充電領域の下限値が下回らない範囲内で、出力設定値に基づく電動モータ３１の出力値以上の出力を満たすようにバッテリ出力を制御するとともに、発電出力の所定の出力範囲内において、発電出力を増加するように発電出力を制御する。
【００４８】
このように定常状態、緩加速状態においては、バッテリ６０の充電状態が許容充電域内を維持するので、バッテリ６０の寿命が短くなることはない。しかも、発電出力を一定としているので、定常的に発電の時間が長くなって安定した制御が可能となるとともに、バッテリ６０の充電状態が許容充電域の上限値に近い領域を維持するので、放電出力に余裕がある。
【００４９】
また、急加速状態においては、余裕のある放電出力を利用することができるので高い加速性を得ることができる。しかも、燃料電池７０の発電量を急激に増加することなく可能であるので、燃料電池７０において、発電量の増加制御において時定数が大きいものも使用可能となる。
【００５０】
請求項３に記載の発明では、充電状態検知値が、第１の許容充電領域の上限値に近づく程、充電状態検知値の上昇速度を減少させるように発電出力を制御し、許容充電域内を維持する。また、請求項４に記載の発明では、充電状態検知値が、第１の許容充電領域の上限値を越える時、充電状態検知値を低下させるように発電出力を制御し、過充電を防止する。
【００５１】
図４は電動車両コントローラ５により実施される制御のフローチャートである。メインスイッチＳＷ１をＯＮするとバッテリ６０が接続され、初期化を行ない（ステップａ１）、不揮発性メモリ２７からの電動車両の過去の運転情報の読み込みを行ない（ステップａ２）、さらにバッテリ６０の容量管理を行なう（ステップａ３）。
【００５２】
ステップａ４でタイマ２８の管理を行ない、所定時間後にメインスイッチＳＷ１の状態を判断し（ステップａ５）、ＯＮの場合にはシート８、スタンド２０、フットレスト２１及びブレーキ２３のセンサＳ１〜Ｓ４からＯＮ信号の入力、またユーザのグリップ操作によりアクセル開度センサＳ５からのアクセル開度信号の入力、エンコーダ３２からのモータ回転数情報の入力、ユーザ入力装置２６からの種々のデータの入力を行ない電動車両の運転が行なわれる（ステップａ６）。
【００５３】
ステップａ７において、電動モータ３１を駆動し回生電流の入力により、回生エネルギー制御を行ない（ステップａ８）、ユーザの予約イベントの登録を行なう（ステップａ９）。またステップａ５において、メインスイッチＳＷ１がＯＦＦの場合に充電の要否を判断し、充電不要の状態の場合ステップａ２３へ移行し、充電が必要な場合にはステップａ１１へ移行する。
【００５４】
ユーザの予約イベントの登録した後、また充電が必要な場合には、ステップａ１１でバッテリ温度センサＳ１２、バッテリ電圧センサＳ１３、バッテリ電流センサＳ１４から情報が入力され、ステップａ１２で燃料電池７０の発電量の計算を行ない、発電命令を送信し燃料電池７０を発電させる。ステップａ１３では、モータ電圧またはモータ電流の情報が入力され、電動車両の負荷の記録更新を行ない（ステップａ１４）、ステップａ１５へ移行する。
【００５５】
ステップａ１５では、バッテリ６０の容量管理を行ない、ステップａ４での入力情報から乗車チェックの判断を行ない（ステップａ１６）、乗車の場合には燃料電池７０の異常の判断を行ない（ステップａ１７）、異常がない場合には燃料電池リレー７３をＯＮする（ステップａ１８）。さらに、バッテリ６０の異常の判断を行ない（ステップａ１９）、異常がない場合にはバッテリリレー６２をＯＮし（ステップａ２０）、電動モータ３１の出力値を計算し、さらにこの指令値を計算し（ステップａ２１）、デューティ出力を行ない電動モータ３１を駆動する（ステップａ２２）。
【００５６】
ステップａ２３で電動車両を停止し、メインスイッチＳＷ１をＯＦＦしてシステムが終了か否かの判断を行ない、システムが終了の場合には不揮発性メモリ２７に終了時の電動車両の運転状態の情報を書込み終了し、システムが終了していない場合にはステップａ３へ移行する。
【００５７】
ステップａ１６で下車した場合には、燃料電池リレー７３とバッテリリレー６２の両方をＯＦＦし（ステップａ２５）、ステップａ２１へ移行する。またステップａ１７で燃料電池７０が異常の場合には燃料電池リレー７３をＯＦＦし（ステップａ２６）、ステップａ１９へ移行し、バッテリ６０の異常の判断を行ない（ステップａ１９）、バッテリ６０が異常の場合にはバッテリリレー６２をＯＦＦし（ステップａ２７）、ステップａ２１へ移行する。
【００５８】
図５は燃料電池のフローチャートである。メインスイッチＳＷ１がＯＮして電源がＯＮされると、初期化を行ない（ステップｂ１）、電動車両から発電指令受信か否かの判断を行ない（ステップｂ２）、発電指令を受信した場合には燃料電池７０の起動処理を行なう（ステップｂ３）。
【００５９】
ステップｂ４で燃料電池７０の電力供給が可能か否かの判断を行ない、電力供給が可能でない場合には温度制御を行ない（ステップｂ５）、燃料電池７０の各部の温度センサＴｒ、Ｔｂ、Ｔｓ、Ｔｐ、Ｔｃ、Ｔａからの温度情報を入力し（ステップｂ６）、温度制御を行なう（ステップｂ７）。ステップｂ８において、電動車両から発電指令受信継続か否かの判断を行ない、発電指令継続の場合にはステップｂ４へ移行する。
【００６０】
発電指令受信が途絶し発電停止の場合には、燃料電池７０の駆動処理を終了し（ステップｂ９）、システムが終了か否かの判断を行ない（ステップｂ１０）、システムが終了の場合には終了し、終了しない場合にはステップｂ２へ移行する。
【００６１】
ステップｂ４において、電力供給が可能な場合には電動車両より発電データの受信を行なう（ステップｂ１１）。ステップｂ１２で受信データが発電停止の場合にはステップｂ９へ移行し、また発電指令、発電量のデータが受信されると、燃料電池の発電処理を行ない（ステップｂ１６）、ステップｂ１１へ移行する。
【００６２】
ステップｂ１２において、受信異常の場合には異常時間を計測し（ステップｂ１３）、ステップｂ１４で異常時間が所定時間経過すると異常表示を行ない（ステップｂ１５）、ステップｂ９へ移行する。
【００６３】
上記の実施の形態においては、ハイブリッド駆動式移動装置として自動二輪車を取り上げたが、３輪あるいは４輪の自動車においても同様に上記の実施の形態の動力伝達系、制御系のシステム及び制御ソフトの適用が可能である。同様に変速機４の替わりに前後進切換装置、駆動輪９の替わりに、推進プロペラを搭載する小型船舶にも上記の実施の形態の動力伝達系、制御系のシステム及び制御ソフトの適用が可能である。
【００６４】
【発明の効果】
前記したように、請求項１に記載の発明では、定常状態、緩加速状態においては、バッテリの充電状態が許容充電域内を維持するので、バッテリの寿命が短くなることはない。しかも、発電出力を増加し、バッテリの充電状態が許容充電域の上限値に近い領域を維持するので、放電出力に余裕がある。
【００６５】
また、急加速状態においては、余裕のある放電出力を利用することができるので高い加速性を得ることができる。しかも、発電手段の発電量を急激に増加することなく可能であるので、燃料電池や内燃機関等において、発電量の増加制御において時定数が大きいものも使用可能となる。
【００６６】
請求項２に記載の発明では、定常状態、緩加速状態においては、バッテリの充電状態が許容充電域内を維持するので、バッテリの寿命が短くなることはない。しかも、発電出力を一定としているので、定常的な発電の時間が長くなって安定した制御が可能になるとともに、バッテリの充電状態が許容充電域の上限値に近い領域を維持するので、放電出力に余裕がある。
【００６７】
また、急加速状態においては、余裕のある放電出力を利用することができるので高い加速性を得ることができる。しかも、発電手段の発電量を急激に増加することなく可能であるので、燃料電池や内燃機関等において、発電量の増加制御において時定数が大きいものも使用可能となる。
【００６８】
請求項３に記載の発明では、充電状態検知値が、第１の許容充電領域の上限値に近づく程、充電状態検知値の上昇速度を減少させて許容充電域内を維持する。
【００６９】
請求項４に記載の発明では、充電状態検知値が、第１の許容充電領域の上限値を越える時、充電状態検知値を低下させて過充電を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハイブリッド駆動式移動装置の一事例の自動二輪車の概略構成図である。
【図２】全体システムの概略構成図である。
【図３】燃料電池ユニットの実施例を示す構成図である。
【図４】制御のフローチャートである。
【図５】燃料電池のフローチャートである。
【符号の説明】
３電動モータユニット
４変速機
５電動車両コントローラ
６バッテリユニット
７燃料電池ユニット
９駆動輪
２２アクセルグリップ
２６ユーザ入力装置
２７不揮発性メモリ
３１電動モータ
６０バッテリ
６１バッテリコントローラ
６２バッテリリレー
７０燃料電池
７１燃料電池コントローラ
７２逆流防止素子
７３燃料電池リレー
８０電力調整部
Ｓ５アクセル開度センサ
Ｌ１第１の電力供給路
Ｌ２第２の電力供給路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid drive type moving apparatus such as an automobile, a motorcycle, a small ship, and the like that drives an electric motor using a power generation means and a battery as power supply means.
[0002]
[Prior art]
For example, there is a proposal of a hybrid type drive device including a power generation unit including a fuel cell and a generator, or an internal combustion engine and a generator, a power source unit including a battery, and an electric motor driven by the power source unit.
[0003]
In such a hybrid drive device, in order to maintain the life of the battery, when the battery charge state approaches the lower limit of the allowable charge range, the power generation amount of the power generation means is increased, and the battery charge state is within the allowable charge range. It can be considered that the power generation amount of the power generation means is controlled to decrease when the upper limit is approached.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the state of charge of the battery is simply set within the allowable charge range, when applied to a hybrid drive type mobile device, sufficient driving force may not be obtained, such as particularly poor acceleration.
[0005]
The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to provide a hybrid drive type moving apparatus that maintains the life of the battery and can obtain a sufficient driving force.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is configured as follows.
[0007]
The invention according to claim 1 is: “a power generation unit, an electric motor coupled to the propulsion unit, a battery, a first power supply path capable of supplying an output current of the power generation unit to the battery, A second power supply path capable of supplying an output current from the battery to the electric motor; a control means for controlling the output of the electric motor based on an output set value of the output setting means; and detecting a state of charge of the battery Detecting means for
In the first allowable charging area of the battery and the first allowable charging area, a second allowable charging area is set near the upper limit in the same area,
When the increase rate of the output set value is less than a predetermined value, Above Based on output settings Above While controlling the battery output to meet the output value of the electric motor,
The state of charge detected by the detection means Detection value is Above When falling below the lower limit value of the second allowable charging range, within a predetermined output range of the power generation output, Above Increase power generation output,
The state of charge Detection value is Above When exceeding the upper limit of the second allowable charging range, Above Power generation output within the predetermined output range Decrease in To hold Above Control power generation output,
When the increase rate of the output set value is a predetermined value or more, The state of charge Detection value is Above Within a range that does not fall below the lower limit of the first allowable charging range, Above Based on output settings Above While controlling the battery output to meet the output of the electric motor more than the output value,
Above Within the specified output range, Above To increase power generation output The above A hybrid drive type moving apparatus characterized by controlling a power generation output. ].
[0008]
According to the first aspect of the present invention, in the steady state and the slow acceleration state, the state of charge of the battery is maintained within the allowable charge range, so that the life of the battery is not shortened. In addition, since the power generation output is increased and the state where the battery charge state is close to the upper limit value of the allowable charge range, there is a margin in the discharge output.
[0009]
Moreover, in the rapid acceleration state, since a sufficient discharge output can be used, high acceleration can be obtained. In addition, since the power generation amount of the power generation means can be increased without abrupt increase, it is possible to use a fuel cell, an internal combustion engine, or the like that has a large time constant in the increase control of the power generation amount.
[0010]
The invention according to claim 2 is: “a power generation unit, an electric motor coupled to the propulsion unit, a battery, a first power supply path that can supply an output current of the power generation unit to the battery, and A second power supply path capable of supplying an output current from the battery to the electric motor; a control means for controlling the output of the electric motor based on an output set value of the output setting means; and detecting a state of charge of the battery Detecting means for
In the first allowable charging area of the battery and the first allowable charging area, a second allowable charging area is set near the upper limit in the same area,
When the increase rate of the output set value is less than a predetermined value, Above Based on output settings Above While controlling the battery output to meet the output value of the electric motor,
The state of charge detected by the detection means Detection value is Above When falling below the lower limit value of the second allowable charging range, within a predetermined output range of the power generation output, Above To keep power generation output constant And said Power generation output System Good,
When the increase rate of the output set value is a predetermined value or more, The state of charge Detection value is Above Within the range where the lower limit of the first allowable charging range is not less than Above Based on output settings Above While controlling the battery output to meet the output of the electric motor more than the output value,
Above Within the specified output range, Above To increase the power generation output, Above Power generation output System A hybrid drive type moving device characterized by being controlled. ].
[0011]
According to the second aspect of the present invention, in the steady state and the slow acceleration state, the state of charge of the battery is maintained within the allowable charge range, so that the battery life is not shortened. Moreover, since the power generation output is constant, the steady power generation time becomes longer and stable control is possible, and the battery charge state is maintained close to the upper limit of the allowable charge range, so the discharge output Can afford.
[0012]
Moreover, in the rapid acceleration state, since a sufficient discharge output can be used, high acceleration can be obtained. In addition, since the power generation amount of the power generation means can be increased without abrupt increase, it is possible to use a fuel cell, an internal combustion engine, or the like that has a large time constant in the increase control of the power generation amount.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, “the charge state detection value is Above The closer to the upper limit of the first allowable charging area, Above To decrease the rate of increase of charge state detection value The above The hybrid drive type moving apparatus according to claim 1 or 2, wherein the power generation output is controlled. ].
[0016]
According to the third aspect of the present invention, as the charge state detection value approaches the upper limit value of the first allowable charge region, the rising speed of the charge state detection value is decreased to maintain the allowable charge region.
[0017]
According to the invention of claim 4, “the charge state detection value is Above When the upper limit of the first allowable charging range is exceeded, Above To lower the charge state detection value The above The hybrid drive type moving apparatus according to claim 1 or 2, wherein the power generation output is controlled. ].
[0018]
According to the fourth aspect of the present invention, when the state of charge detection value exceeds the upper limit value of the first allowable charging range, the state of charge detection value is lowered to prevent overcharge.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the hybrid drive type moving apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid drive type motorcycle 1 as an example of a hybrid drive type moving apparatus. The motorcycle 1 includes a hybrid drive device 2. The hybrid drive device 2 includes an electric motor unit 3, a transmission 4, an electric vehicle controller 5, a battery unit 6, and a fuel cell unit 7. The fuel cell unit 7 is disposed behind the seat 8 and above the drive wheel 9. A methanol tank 13 is disposed in front of the seat 8 and between the front fork 12 that steers the steering wheel 11. A fuel injection cap 14 is provided in the methanol tank 13. The drive wheel 9 functions as a propulsion unit for moving and propelling the motorcycle.
[0021]
The electric motor of the electric motor unit 3 is driven by a hybrid system using the fuel cell of the fuel cell unit 7 and the battery of the battery unit 6, and the drive wheels 9 are rotated via the transmission 4.
[0022]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire power transmission system and control system mounted on the motorcycle 1. The motorcycle 1 includes a main switch SW1, a seat 8, a stand 20, a footrest 21, an accelerator grip 22, a brake 23, a display device 24, a lamp unit 25 such as a lighting device and a blinker, a user input device 26, a nonvolatile memory 27, A timer 28 is provided, and an electric motor unit 3, a transmission 4, an electric vehicle controller 5, a battery unit 6, and a fuel cell unit 7 are further provided.
[0023]
An ON / OFF signal is sent from the main switch SW1 to the electric vehicle controller 5 to drive the electric vehicle. The seat 8, the stand 20, the footrest 21 and the brake 23 are provided with sensors S1 to S4, respectively, and ON / OFF signals are sent from the sensors S1 to S4 to the electric vehicle controller 5 to detect the respective operation states. The
[0024]
The accelerator grip 22 constitutes an output setting means. The accelerator grip 22 is provided with an accelerator opening sensor S5, and an accelerator opening signal is sent from the accelerator opening sensor S5 to the electric vehicle controller 5 by a user's grip operation. The electric motor is controlled according to the accelerator opening. The electric vehicle controller 5 constitutes control means for controlling the output of the electric motor based on the output setting value of the output setting means constituted by the accelerator grip 22.
[0025]
The user can input various data to the electric vehicle controller 5 from the user input device 26, and can change the driving characteristics of the vehicle, for example. Further, data is exchanged between the nonvolatile memory 27 and the timer 28 and the electric vehicle controller 5, and the driving state information at that time is stored in the nonvolatile memory 27 when the vehicle operation is stopped, and the operation stored at the start of the operation is stored. The state information is read into the electric vehicle controller 5 and controlled.
[0026]
The display device 24 is driven by a display ON / OFF signal from the electric vehicle controller 5, and the operation state of the electric vehicle is displayed on the display device 24. The lamp unit 25 such as a lighting device or turn signal is composed of a DC / DC converter 25a and a lamp 25b such as a lighting device or turn signal. The electric vehicle controller 5 drives the DC / DC converter 25a by a start ON / OFF signal to light the lamp 25b.
[0027]
The electric motor unit 3 includes a motor driver 30, an electric motor 31 coupled to the drive wheels, an encoder 32, a regenerative current sensor S 1, and regenerative energy control means 33. The motor driver 30 controls the electric motor 31 based on the duty signal from the electric vehicle controller 5, and the drive wheels 9 are driven by the output of the electric motor 31. The encoder 32 detects the magnetic pole position and the rotational speed of the electric motor 31. Motor rotation number information is sent from the encoder 32 to the electric vehicle controller 5. The output of the electric motor 31 is shifted by the transmission 4 to drive the drive wheels 9, and the transmission 4 is controlled by a shift command signal from the electric vehicle controller 5. The electric motor 31 is provided with a motor voltage sensor or a motor current sensor 7, and sends information on the motor voltage or motor current to the electric vehicle controller 5.
[0028]
The battery unit 6 includes a battery 60, a battery controller 61, and a battery relay 62, and the fuel cell unit 7 includes a fuel cell 70, a fuel cell controller 71, a backflow prevention element 72, and a fuel cell relay 73 that constitute power generation means. Is provided. A first power supply path L1 capable of supplying the output current of the fuel cell 70 to the battery 60; and a second power supply path L2 capable of supplying the output current from the battery 60 to the electric motor 31; Power is supplied via the power adjustment unit 80.
[0029]
The battery controller 61 is provided with detection means for detecting the state of charge of the battery 60, and this detection means includes a battery temperature sensor S12, a battery voltage sensor S13, and a battery current sensor S14. Is input. The battery relay 62 is actuated by an ON / OFF signal from the electric vehicle controller 5 to control power supply from the second power supply path L2.
[0030]
Communication data is sent from the electric vehicle controller 5 to the fuel cell controller 71, whereby the fuel cell controller 71 controls the fuel cell 70. The fuel cell controller 71 is provided with detection means for detecting the state of the fuel cell 70, and this detection means includes various temperature sensors S21, a fuel cell voltage sensor S22, and a fuel cell current sensor S23. Input to the vehicle controller 5. The fuel cell relay 73 is operated by an ON / OFF signal from the electric vehicle controller 5 to control power supply from the first power supply path L1.
[0031]
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the fuel cell unit.
[0032]
The fuel cell unit 7 of this embodiment includes a methanol tank 102, a reformer 103, a shift converter 104, a selective oxidation reactor 105, a fuel cell 70, a moisture recovery heat exchanger 107, a water tank 108, a fuel cell controller 71, and the like. These components are accommodated in one casing 7a. A ventilation opening 7b is opened in the casing 7a.
[0033]
The fuel cell controller 71 is connected to devices such as valves, pumps, fans, and sensors. Each part of the reformer 103, the shift converter 104, the selective oxidation reactor 105, and the fuel cell 70 is provided with temperature sensors Tr, Tb, Ts, Tp, Tc, and Ta. Is controlled to an appropriate temperature.
[0034]
The reformer 103 includes a heater 110, an evaporator 111, a catalyst layer 112, and the like. The heater 110 is driven by the burner pump 113 by detecting the temperature of the temperature sensor Tb and supplied with methanol from the methanol tank 102, and the burner fan 114 is driven to supply the air in the casing 7a from the intake port 200. And the evaporator 111 is heated. Methanol supplied from the methanol tank 102 by driving the methanol pump 115 and water supplied from the water tank 108 by driving the water pump 116 are mixed and supplied to the evaporator 111. The evaporator 111 is heated by the heater 110 to vaporize the mixed fuel of methanol and water, and the fuel vaporized by the evaporator 111 is supplied to the catalyst layer 112.
[0035]
The reformer 103 reforms the raw material to produce hydrogen, and supplies the hydrogen obtained by detecting the temperature of the temperature sensor Tr to the fuel cell 70 via the shift converter 104 and the selective oxidation reactor 105. A buffer tank 117 and switching valves 117a and 117b are provided between the reforming apparatus 103 and the shift converter 104, and hydrogen is returned to the heater 110 of the reforming apparatus 103 by the operation of the switching valves 117a and 117b. The shift converter 104 is cooled by the cooling air fan 118 by detecting the temperature of the temperature sensor Ts. A buffer tank 124 and switching valves 124a and 124b are provided between the shift converter 104 and the selective oxidation reactor 105, and hydrogen is returned to the heater 110 of the reformer by the operation of the switching valves 124a and 124b.
[0036]
Hydrogen supplied from the shift converter 104 is mixed with air supplied by driving the reaction air pump 119 and supplied to the selective oxidation reactor 105. The selective oxidation reactor 105 is cooled by the air from the inlet 200 guided by the cooling air fan 120 when the temperature sensor Tp detects the temperature. A buffer tank 121 and switching valves 121 a and 121 b are provided between the selective oxidation reactor 105 and the fuel cell 70, and hydrogen is returned to the heater 110 of the reformer 103 by operation of the switching valves 121 a and 121 b. .
[0037]
Water is supplied from the water tank 108 to the fuel cell 70 by driving the cooling / humidifying pump 122, and from the moisture recovery heat exchanger 107 to the casing 200 from the intake port 200 by driving the pressurized air pump 123 by detecting the temperature of the temperature sensor Tc. The air in 7a is supplied, and electricity is generated by the fuel cell 70 from these water, air and hydrogen. The water used in the fuel cell 70 and the water generated by power generation are heat exchanged by the moisture recovery heat exchanger 107. By Water is obtained and returned to the water tank 108. Further, surplus hydrogen used for power generation in the fuel cell 70 is returned to the heater 110 of the reformer 103.
[0038]
201a in the figure is an exhaust gas discharge passage for guiding the combustion exhaust gas in the heater 110 in the reformer 103 and the air used for cooling the selective oxidation reactor 105 to the outside of the casing 7a. Reference numeral 201b denotes a discharge path for surplus air that has not been used for power generation by the fuel cell 70.
[0039]
In the fuel cell unit 7, the evaporator 111 is heated by the heater 110, and the raw material vaporized by the evaporator 111 is supplied to the catalyst layer 112 to reform the raw material to produce hydrogen. Then, the obtained hydrogen is supplied to the fuel cell 70 through the shift converter 104 and the selective oxidation reactor 105 to generate power.
[0040]
The output of the fuel cell 70 is connected to the power adjustment unit 80 via the backflow prevention element 72, and the power adjustment unit 80 is connected to the battery 60 and the electric motor 31.
[0041]
The electric vehicle controller 5 sets a second allowable charging area near the upper limit in the first allowable charging area of the battery 60 and in the first allowable charging area.
[0042]
In the first aspect of the invention, in the steady state and the slow acceleration state, the electric motor 31 based on the output set value is obtained when the increase rate of the output set value of the output setting means constituted by the accelerator grip 22 is less than a predetermined value. The battery output is controlled to satisfy the output value of State of charge When the detected value falls below the lower limit value of the second allowable charging range, the power generation output is increased within a predetermined output range of the power generation output, State of charge When the detected value exceeds the upper limit of the second allowable charging range, Predetermined Within output range In Decrease Let me The power generation output is controlled so as to hold it.
[0043]
In the rapid acceleration state, when the increase rate of the output set value is greater than or equal to the predetermined value, State of charge The battery output is controlled so as to satisfy the output that is equal to or higher than the output value of the electric motor 31 based on the output set value within a range where the detected value does not fall below the lower limit value of the first allowable charging range, and a predetermined output of the power generation output Within the range, the power generation output is controlled to increase the power generation output.
[0044]
Thus, in the steady state and the slow acceleration state, the state of charge of the battery 60 is maintained within the allowable charge range, so that the life of the battery 60 is not shortened. In addition, since the power generation output is increased and the state where the battery 60 is charged is close to the upper limit value of the allowable charge range, there is a margin in the discharge output.
[0045]
Moreover, in the rapid acceleration state, since a sufficient discharge output can be used, high acceleration can be obtained. In addition, since the power generation amount of the fuel cell 70 can be increased without abrupt increase, it is possible to use the fuel cell 70 having a large time constant in the increase control of the power generation amount.
[0046]
In the invention according to claim 2, in the steady state and the slow acceleration state, when the increase rate of the output set value of the output setting means constituted by the accelerator grip 22 is less than a predetermined value, the electric drive based on the output set value is performed. While controlling the battery output to satisfy the output value of the motor 31, and based on the charge state detection value, State of charge When the detected value falls below the lower limit value of the second allowable charging range, the power generation output is controlled so that the power generation output is constant within a predetermined output range of the power generation output.
[0047]
In the rapid acceleration state, when the increase rate of the output set value is greater than or equal to the predetermined value, State of charge The battery output is controlled so as to satisfy the output that is equal to or higher than the output value of the electric motor 31 based on the output set value within a range where the detected value does not fall below the lower limit value of the first allowable charging range, and a predetermined output of the power generation output Within the range, the power generation output is controlled to increase the power generation output.
[0048]
Thus, in the steady state and the slow acceleration state, the state of charge of the battery 60 is maintained within the allowable charge range, so that the life of the battery 60 is not shortened. In addition, since the power generation output is constant, the power generation time is steadily prolonged and stable control is possible, and the charge state of the battery 60 is maintained in a region close to the upper limit value of the allowable charge region. There is a margin in output.
[0049]
Moreover, in the rapid acceleration state, since a sufficient discharge output can be used, high acceleration can be obtained. In addition, since the power generation amount of the fuel cell 70 can be increased without abrupt increase, it is possible to use the fuel cell 70 having a large time constant in the increase control of the power generation amount.
[0050]
In the third aspect of the invention, as the charge state detection value approaches the upper limit value of the first allowable charge range, the power generation output is controlled so as to decrease the rate of increase of the charge state detection value, and within the allowable charge range. maintain. In the invention according to claim 4, when the state of charge detection value exceeds the upper limit value of the first allowable charge range, the power generation output is controlled so as to decrease the state of charge detection value, thereby preventing overcharging. .
[0051]
FIG. 4 is a flowchart of control performed by the electric vehicle controller 5. When the main switch SW1 is turned on, the battery 60 is connected, initialization is performed (step a1), past driving information of the electric vehicle is read from the nonvolatile memory 27 (step a2), and capacity management of the battery 60 is further performed. Perform (step a3).
[0052]
In step a4, the timer 28 is managed, and the state of the main switch SW1 is determined after a predetermined time (step a5). If ON, the ON signal is sent from the sensors S1 to S4 of the seat 8, the stand 20, the footrest 21 and the brake 23. , The input of the accelerator opening signal from the accelerator opening sensor S5, the input of the motor rotational speed information from the encoder 32, and the input of various data from the user input device 26 by the user's grip operation. Operation is performed (step a6).
[0053]
In step a7, the electric motor 31 is driven to perform regenerative energy control by inputting a regenerative current (step a8), and the user's reservation event is registered (step a9). In step a5, it is determined whether or not charging is necessary when the main switch SW1 is OFF. If the charging is unnecessary, the process proceeds to step a23, and if charging is necessary, the process proceeds to step a11.
[0054]
After the user's reservation event is registered, if charging is necessary, information is input from the battery temperature sensor S12, battery voltage sensor S13, and battery current sensor S14 in step a11, and the amount of power generated by the fuel cell 70 in step a12. And the power generation command is transmitted to cause the fuel cell 70 to generate power. In step a13, information on the motor voltage or motor current is input, the record of the load of the electric vehicle is updated (step a14), and the process proceeds to step a15.
[0055]
In step a15, the capacity of the battery 60 is managed, and the boarding check is judged from the input information in step a4 (step a16). If it is a boarding, the abnormality of the fuel cell 70 is judged (step a17). If there is not, the fuel cell relay 73 is turned on (step a18). Further, the abnormality of the battery 60 is determined (step a19). If there is no abnormality, the battery relay 62 is turned on (step a20), the output value of the electric motor 31 is calculated, and this command value is calculated ( Step a21), duty output is performed to drive the electric motor 31 (step a22).
[0056]
In step a23, the electric vehicle is stopped, the main switch SW1 is turned off, and it is determined whether or not the system is terminated. If the system is terminated, information on the operating state of the electric vehicle at the time of termination is stored in the nonvolatile memory 27. When the writing is finished and the system is not finished, the process proceeds to step a3.
[0057]
When getting off at step a16, both the fuel cell relay 73 and the battery relay 62 are turned off (step a25), and the routine proceeds to step a21. If the fuel cell 70 is abnormal in step a17, the fuel cell relay 73 is turned off (step a26), the process proceeds to step a19, the abnormality of the battery 60 is determined (step a19), and the battery 60 is abnormal. Then, the battery relay 62 is turned off (step a27), and the process proceeds to step a21.
[0058]
FIG. 5 is a flowchart of the fuel cell. When the main switch SW1 is turned on and the power is turned on, initialization is performed (step b1), it is determined whether or not a power generation command is received from the electric vehicle (step b2), and fuel is generated when the power generation command is received. The starting process of the battery 70 is performed (step b3).
[0059]
In step b4, it is determined whether or not power supply to the fuel cell 70 is possible. If power supply is not possible, temperature control is performed (step b5), and temperature sensors Tr, Tb, Ts, Temperature information from Tp, Tc, Ta is input (step b6), and temperature control is performed (step b7). In step b8, it is determined whether or not the power generation command is continuously received from the electric vehicle. If the power generation command is continued, the process proceeds to step b4.
[0060]
When the power generation command reception is interrupted and the power generation is stopped, the driving process of the fuel cell 70 is terminated (step b9), whether or not the system is terminated is determined (step b10), and terminated when the system is terminated. If not, the process proceeds to step b2.
[0061]
If power can be supplied in step b4, power generation data is received from the electric vehicle (step b11). If the received data is stopped in step b12, the process proceeds to step b9, and when the power generation command and power generation amount data are received, the power generation process of the fuel cell is performed (step b16), and the process proceeds to step b11.
[0062]
In step b12, if reception is abnormal, the abnormal time is measured (step b13), and the abnormal time is determined in step b14. Time elapsed Then, abnormality display is performed (step b15), and the process proceeds to step b9.
[0063]
In the above embodiment, a motorcycle is taken up as a hybrid drive type moving device, but the power transmission system, control system and control software of the above embodiment are similarly applied to a three-wheel or four-wheel vehicle. Applicable. Similarly, the power transmission system, the control system, and the control software of the above-described embodiment can be applied to a small vessel equipped with a propeller in place of the forward / reverse switching device and the drive wheel 9 instead of the transmission 4. It is.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, in the first aspect of the invention, in the steady state and the slow acceleration state, the state of charge of the battery is maintained within the allowable charge range, so that the life of the battery is not shortened. In addition, since the power generation output is increased and the state where the battery charge state is close to the upper limit value of the allowable charge range, there is a margin in the discharge output.
[0065]
Moreover, in the rapid acceleration state, since a sufficient discharge output can be used, high acceleration can be obtained. In addition, since the power generation amount of the power generation means can be increased without abrupt increase, it is possible to use a fuel cell, an internal combustion engine, or the like that has a large time constant in the increase control of the power generation amount.
[0066]
According to the second aspect of the present invention, in the steady state and the slow acceleration state, the state of charge of the battery is maintained within the allowable charge range, so that the life of the battery is not shortened. Moreover, since the power generation output is constant, the steady power generation time becomes longer and stable control is possible, and the battery charge state is maintained close to the upper limit of the allowable charge range, so the discharge output Can afford.
[0067]
Moreover, in the rapid acceleration state, since a sufficient discharge output can be used, high acceleration can be obtained. In addition, since the power generation amount of the power generation means can be increased without abrupt increase, it is possible to use a fuel cell, an internal combustion engine, or the like that has a large time constant in the increase control of the power generation amount.
[0068]
In the invention according to claim 3, as the charge state detection value approaches the upper limit value of the first allowable charge region, the rising speed of the charge state detection value is decreased to maintain the allowable charge region.
[0069]
In the invention according to claim 4, when the charge state detection value exceeds the upper limit value of the first allowable charge region, the charge state detection value is lowered to prevent overcharge.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motorcycle as an example of a hybrid drive type moving apparatus.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire system.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of a fuel cell unit.
FIG. 4 is a flowchart of control.
FIG. 5 is a flowchart of a fuel cell.
[Explanation of symbols]
3 Electric motor unit
4 Transmission
5 Electric vehicle controller
6 Battery unit
7 Fuel cell unit
9 Drive wheels
22 Accelerator grip
26 User input device
27 Nonvolatile memory
31 Electric motor
60 battery
61 Battery controller
62 Battery Relay
70 Fuel cell
71 Fuel Cell Controller
72 Backflow prevention element
73 Fuel Cell Relay
80 Power adjustment unit
S5 Accelerator opening sensor
L1 first power supply path
L2 Second power supply path

Claims

A power generation means, an electric motor connected to the propulsion means, a battery, a first power supply path capable of supplying an output current of the power generation means to the battery, and an output current from the battery to the electric motor A second power supply path that can be supplied, a control unit that controls the output of the electric motor based on an output setting value of the output setting unit, and a detection unit that detects a state of charge of the battery,
In the first allowable charging area of the battery and the first allowable charging area, a second allowable charging area is set near the upper limit in the same area,
When increasing the ratio of the output set value is less than the predetermined value, it controls the battery output to meet the output value of the electric motor based on the output set value,
When the charging state detection value detected by said detecting means is less than the lower limit of the second allowable charge region, within a predetermined output range of the generator output increases the power output,
Wherein when the state of charge detection value exceeds the upper limit value of the second allowable charge region, within the generator output the predetermined output range, to hold reduces, controls the power generation output,
When increasing the ratio of the output set value is a predetermined value or more, within a range in which the charging state detection value does not fall below the lower limit of the first allowable charge region, or the output value of the electric motor based on the output set value The battery output is controlled to satisfy the output of
Wherein within a predetermined output range, so as to increase the power output, the hybrid-driven mobile device, characterized in that so as to control the generator output.

A power generation means, an electric motor connected to the propulsion means, a battery, a first power supply path capable of supplying an output current of the power generation means to the battery, and an output current from the battery to the electric motor A second power supply path that can be supplied, a control unit that controls the output of the electric motor based on an output setting value of the output setting unit, and a detection unit that detects a state of charge of the battery,
In the first allowable charging area of the battery and the first allowable charging area, a second allowable charging area is set near the upper limit in the same area,
When increasing the ratio of the output set value is less than the predetermined value, it controls the battery output to meet the output value of the electric motor based on the output set value,
When the charging state detection value detected by said detecting means is less than the lower limit of the second allowable charge region, within a predetermined output range of the generator output, as a constant the power output, the power output control Gyoshi,
When increasing the ratio of the output set value is a predetermined value or more, within a range in which the charging state detection value lower limit value of the first allowable charge area does not fall below, or the output value of the electric motor based on the output set value The battery output is controlled to satisfy the output of
Wherein within a predetermined output range, so as to increase the power output, the hybrid-driven mobile device being characterized in that so as to control the said generator output.

Wherein the charging state detection value, the closer to the upper limit value of the first allowable charge region, so as to reduce the rise rate of the charging state detection value, which is characterized in that so as to control the power output The hybrid drive type moving apparatus according to claim 1 or claim 2.

The charging state detection value, when exceeding the upper limit of the first allowable charge region, so reducing the charging state detection value, claim 1, characterized in that so as to control the generator output or The hybrid drive type moving apparatus according to claim 2.