JPH06296400A - 電気自動車用エンジン駆動発電機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライバーのフィーリングにあった運転環境
を作る。 【構成】 ＥＣＵ２０はモータ１４の回転数より、車速
を認識する。そして、この車速に応じて、発電機コント
ローラ２８は、界磁コイル２４ａに供給する界磁電流の
チョッピング周波数を変更する。これによって、車速に
応じた騒音を発電の効率に悪影響を与えずに発生するこ
とができる。また、車速に応じてエンジン回転数を変更
することもできる。この場合、エンジンの発電効率が、
ほとんど変わらない高効率領域内で、エンジン回転数を
変更する。このため、発電には何等悪影響を及ぼさず、
騒音を車速に応じて変更することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車用エンジン
駆動発電機の制御装置、特にドライバーのフィーリング
にあった運転環境の設定に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジン駆動発電機を搭載し
た電気自動車が知られており、電気自動車の低公害性
と、エンジン自動車の走行性能を合わせ持つものとして
注目されている。すなわち、電気自動車として走行する
ことによって、排ガスによる公害発生を抑制し、エンジ
ン駆動発電機により発電を行うことによって、バッテリ
の搭載量を少なくして走行距離を飛躍的に延ばすことが
できる。ここで、発電用のエンジンを駆動することによ
り、排ガスが発生するが、このエンジン駆動を発電のた
めだけに用いれば、一定負荷、一定回転数でのエンジン
の運転ができ、排ガス中の公害物質の量は非常に少なく
できる。また、市街地等排ガスを発生してはならない場
所において電気自動車として走行し、郊外等排ガスを発
生しても問題が少ない場所においてエンジンを駆動する
ことによって所望の走行性能を得ることもできる。

【０００３】一方、上述のように、エンジン駆動発電機
を運転する場合には、エンジン回転数を一定とする場合
が多いが、このようにすると低速走行時および車両停止
時において、エンジン騒音が気になるという問題があっ
た。すなわち、エンジン回転数が一定であると、低速走
行時や車両停止時においては、このエンジン騒音が大き
く感じられ、ドライバーが不快に感じる場合があった。

【０００４】そこで、特開昭５０−１４３２１６号公報
では、低速走行時および車両停止時において、エンジン
回転数を１／２に落とし、エンジン騒音を低減してい
る。一方、エンジン回転数を落とすと、発電電圧が下が
ってしまう。そこで、エンジンの回転数を１／２にする
と同時に、発電機の２個の巻線を並列から直列に切り換
えて２個の巻線で発電される電圧を加算し、発電電圧が
変わるのを防止している。

【０００５】これによって、発電電圧を変えることなく
車両停止時および低速走行時のエンジン回転数を低く
し、エンジン騒音を目立たなくすることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記従来例で
は、中高速走行時におけるエンジン回転数は同一であ
る。ところが、エンジン駆動発電機の運転中は、中高速
領域においても、エンジン騒音がドライバーの耳に入
る。そして、この中高速領域では、エンジン回転数は一
定である。通常のエンジン駆動自動車では、車速の増加
に伴い、エンジン騒音も変化する。そこで、車速が変化
したにもかかわらず、エンジン騒音が変化しないのは、
電気自動車のドライバーのフィーリングにあわず、奇異
に感じられるという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記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、エンジン駆動発電機にお
けるエンジン騒音がドライバーのフィーリングにあった
ものにできる電気自動車用エンジン駆動発電機の制御装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、エンジン駆動
発電機を搭載した電気自動車におけるエンジン駆動発電
機の制御装置であって、車速を検出する車速検出手段
と、エンジン駆動発電機の高効率運転領域を認識する高
効率領域認識手段と、エンジン駆動発電機が高効率領域
内で運転されるように制御する制御手段と、を含み、上
記制御手段は、上記高効率領域認識手段で認識された高
効率領域内において、発電機の界磁電流の周波数または
エンジン回転数を検出された車速に応じて変更すること
を特徴とする。

【０００９】

【作用】このように、車速が変化した場合に、発電機の
界磁電流の周波数を変更するか、または高効率領域内で
エンジン回転数を変更する。このため、発電自体は変更
せずに、発生する騒音を車速に応じたものにでき、ドラ
イバーのフィーリングにあったものにできる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。図１は、実施例の全体構成を示すブロッ
ク図であり、バッテリ１０からの直流電力がインバータ
１２に供給され、ここにおいて所定の交流電流に変換さ
れ、交流誘導モータであるモータ１４に供給される。そ
こで、モータ１４は、インバータ１２から供給される電
力に応じた出力で駆動されることになる。モータ１４の
出力回転軸はギア１６を介し、タイヤ１８に接続されて
いる。従って、インバータ１２からの出力電流に応じ
て、車両が走行する。

【００１１】ここで、インバータ１２にはＥＣＵ２０が
接続されており、このＥＣＵ２０はアクセル開度等の情
報より、モータ出力トルクを算出し、モータ１４の出力
がこれに応じてものになるようにインバータ１２のスイ
ッチングを制御して、モータの出力を制御する。インバ
ータ１２は、ＰＷＭ制御される。また、ＥＣＵ２０には
モータ１４の回転数情報（この回転数は車速に対応す
る）などに供給されており、ＥＣＵ２０はこれも考慮し
てインバータ１２のスイッチングを制御する。

【００１２】一方、バッテリ１０には、整流器２２を介
し、発電機２４が接続されており、発電機２４の発電電
力によって、バッテリ１０が充電できるようになってい
る。また、発電機２４は、エンジン２６によって駆動さ
れる。

【００１３】そして、発電機２４には発電機コントロー
ラ２８が接続され、この発電機コントローラが発電機２
４の界磁コイル２４ａに流れる界磁電流Ｉf を制御す
る。また、エンジン２６には、エンジンコンピュータ３
０が接続されており、このエンジンコンピュータ３０が
エンジンのスロットル開度、ガソリン噴射量を制御し
て、エンジン回転数を制御する。ここで、エンジンコン
ピュータ３０には、エンジン２６の回転数も入力される
ようになっており、エンジンコンピュータ３０は、エン
ジン２６の回転数をフィードバック制御する。そして、
エンジンコンピュータ３０は、エンジン回転数Ｎe を発
電機コントローラ２８に供給する。

【００１４】また、発電機コントローラ２８には、整流
器２２からバッテリ１０に流れる発電電流ＩG および発
電時におけるバッテリ１０の電位である発電電圧ＶG も
供給されるようになっている。そして、発電コントロー
ラ２８およびエンジンコンピュータ３０には、ＥＣＵ２
０からモータ１４の回転数（車速）を含む制御情報も供
給されるようになっている。そこで、発電機コントロー
ラ２８およびエンジンコンピュータ３０は、入力される
各種情報に応じて発電機２４およびエンジン２６の運転
を制御する。

【００１５】すなわち、発電機コントローラ２８は、電
圧ＶG が所定値以下になったことを検出した場合には、
発電機２４に対する界磁電流の供給を開始すると共に、
この情報をＥＣＵ２０を介し、エンジンコンピュータ３
０に伝え、エンジン２６を始動する。これによって、発
電によるバッテリ１０の充電が開始される。そして、バ
ッテリ１０の充電が終了した場合には、エンジン２６が
停止されると共に発電機２４が停止され、発電が停止さ
れる。なお、車両によっては、通常時は常にエンジン駆
動発電機による発電を行い、必要な場合にのみ発電を中
止するようにしてもよい。

【００１６】そして、発電の際に、発電機コントローラ
２８による車速に応じた界磁電流制御またはエンジンコ
ンピュータ３０によるエンジンの回転数制御が行われ
る。なお、これらの制御は組み合わせてもよいが、一方
のみでもよい。

【００１７】界磁電流制御 まず、発電機２４における界磁電流Ｉf の制御について
説明する。この界磁電流制御は、通常トランジスタによ
るチョッピング制御によって行う。このための界磁回路
を図２に示す。このように、界磁回路は、三角波発生回
路４０、コンパレータ４２およびトランジスタ４４を有
し、発電機２４の界磁コイル２４ａに対する界磁電流Ｉ
f の供給を制御する。すなわち、三角波発生回路４０は
所定の三角波を出力し、コンパレータ４２は、この三角
波と所定レベルの制御信号を比較し、三角波の方が制御
信号より低い時に高レベルとなる信号を出力する。例え
ば、制御信号が図３（ａ）の高電圧の信号Ａであった場
合には、図３（ｂ）のようにデューティ比の高い信号を
出力し、制御信号が図３（ｂ）の低電圧の信号Ｂであっ
た場合には、図３（ｃ）のようにデューティ比の低い信
号を出力する。そして、このコンパレータ４２からの比
較結果の信号がＮＰＮ型のトランジスタ４４のベースに
供給されるため、このトランジスタ４４がコンパレータ
４２の比較結果の信号に応じてオンオフされ、この電流
が界磁コイル２４ａに流れる界磁電流となる。そこで、
制御信号の電圧値を変更することによって界磁電流を変
更することが発電を制御することができる。そこで、発
電機コントローラ２８は発電機２４における発電量を制
御することができる。

【００１８】ここで、本実施例では、三角波発生回路４
０に車速信号（またはモータ１４の回転数信号）が供給
されている。そして、この三角波発生回路４０の周波数
を図４に示すように変更する。これによって、発電機２
４のチョッピング周波数が車速に応じて変更され、これ
に応じた騒音が発生する。このため、ドライバーは車速
に応じて、変化する騒音を聞くことになり、騒音がドラ
イバーのフィーリングにあったものになる。そして、チ
ョッピング周波数の変更は、発電効率には何等影響しな
いため、発電の効率やエンジン排ガスに対する影響なし
に、騒音の制御を行うことができる。

【００１９】なお、三角波発生回路４０が、ＲＯＭから
三角波形の波高値を読み出すデジタルタイプであれば、
この読み出し周波数を変更することで、三角波の周波数
を容易に変更することができる。

【００２０】エンジン回転数制御 また、エンジンコンピュータ３０により、エンジン２６
の回転数を車速に応じて変更することもできる。まず、
スロットル開度を一定とした場合のエンジン出力と効率
の関係を図５に示す。エンジン２６は、比較的高回転で
効率が高いため、スロットル開度の大きな点が選ばれる
場合が多い。そして、このような高回転領域では、回転
数に対する出力の変化が比較的少ない。

【００２１】通常の発電は、最も効率の高い点を選ぶこ
とから、通常の場合は点Ａが選ばれ、これによりエンジ
ン２６の回転数が決定される。ところが、同一効率のエ
リアは楕円形であり、ほどんど同じ効率の点がいくつか
存在する。そこで、本実施例では、ＸとＹの２点を選
び、この２点間で車速に応じてエンジン２６の回転数を
変更する。

【００２２】すなわち、図６に示すように、車速に応じ
て目標回転数をスロットル開度一定のままＸ〜Ｙの間で
変化させる。試験の結果ではＸは１４００ｒｐｍ、Ｙは
１２００ｒｐｍ程度とするのが好適であった。ここで、
エンジン回転数の差は２００ｒｐｍしかなく、通常のエ
ンジン回転数の差と比べると非常に小さい。しかし、高
負荷状態のため、この差が体感上大きく感じられ、ドラ
イバーは車速にあった騒音の変動を感じることができ
る。また、車速変化に対し、実際のエンジン２６の回転
数変化は少ないため、排ガス中の公害物質が増加するこ
とはほとんどない。さらに、目標回転数を変化させても
スロットル開度が一定であるため、出力の変動はほとん
どなく、発電制御に与える影響も少ない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電気
自動車用エンジン駆動発電機の制御装置によれば、発電
機の界磁電流の周波数を変更するか、または高効率領域
内でエンジン回転数を変更する。このため、発電自体は
変更せずに、発生する騒音を車速に応じたものにでき、
ドライバーのフィーリングにあったものにできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の全体構成を示すブロック図である。

【図２】発電機コントローラの界磁回路の構成を示す図
である。

【図３】界磁回路の動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。

【図４】車速とチョッピング周波数の関係を示す特性図
である。

【図５】エンジン回転数および出力とエネルギー効率の
関係を示す特性図である。

【図６】車速とエンジン回転数の関係を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

１０ バッテリ １２ インバータ １４ モータ ２０ ＥＣＵ ２４ 発電機 ２６ エンジン ２８ 発電機コントローラ ３０ エンジンコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン駆動発電機を搭載した電気自動
   車におけるエンジン駆動発電機の制御装置であって、 車速を検出する車速検出手段と、 エンジン駆動発電機の高効率運転領域を認識する高効率
   領域認識手段と、 エンジン駆動発電機が高効率領域内で運転されるように
   制御する制御手段と、 を含み、 上記制御手段は、上記高効率領域認識手段で認識された
   高効率領域内において、発電機の界磁電流の周波数また
   はエンジン回転数を検出された車速に応じて変更するこ
   とを特徴とする電気自動車用エンジン駆動発電機の制御
   装置。