JPH0879914A - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド自動車の制御装置

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JPH0879914A
JPH0879914A JP7916695A JP7916695A JPH0879914A JP H0879914 A JPH0879914 A JP H0879914A JP 7916695 A JP7916695 A JP 7916695A JP 7916695 A JP7916695 A JP 7916695A JP H0879914 A JPH0879914 A JP H0879914A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型の装置で、アクセルの離反によって十分
な制動力を確保する。 【構成】 内燃機関３によって駆動される発電機２に発
電機用インバータ１０を設けて、発電機２によって内燃
機関３を強制的に回転駆動できるようにし、電動機４の
回生動作時に生じる電流がバッテリ１に吸収されない場
合に、発電機用インバータ１０によって発電機２を通電
して電動機として作動させて、内燃機関３を駆動する。
電源コンデンサ１Ａを発電機用インバータ１０と走行用
インバータ２０とで共用する。内燃機関３のスロットル
開度を絞り、燃料カットして発電機２を駆動すると、連
続的にエネルギーを消費させることができるので、電動
機４の回生動作を常時可能にし車両の制動性能を確保す
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、車載電源として、内燃
機関によって駆動される発電機とバッテリとを備え、ア
クセルの操作状態に応じて走行駆動用の電動機を駆動す
るシリーズ式のハイブリッド自動車の制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関自動車の排気ガス対策として電
気自動車があるが、電気自動車は、バッテリのエネルギ
ー密度が小さく一充電による走行可能距離が短い。この
ため、さらに走行距離の増大が望まれており、電気自動
車に代わるものとして、電気自動車にさらに車載電源と
しての発電機と、発電機を駆動するための内燃機関とを
搭載したシリーズ式のハイブリッド自動車が特開昭６２
−６４２０１号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、シリーズ式の
ハイブリッド自動車は、内燃機関のみの自動車に比べて
排気ガス対策が容易であるが、バッテリと内燃機関とを
ともにエンジンルーム内に搭載しなければならないた
め、電気自動車と比べて小さなバッテリを搭載する必要
がある。また、加速時や登坂路に走行用電動機を十分に
駆動できるような大きな容量を確保するためには、バッ
テリの充電状態を十分に高く設定しておく必要がある。
この結果、例えば、長い下り坂を走行するような場合
に、走行用電動機の回生制動を行うと、回生制動により
生じる電流によるバッテリの充電が進み、バッテリが容
易に満充電状態に達する。このため、バッテリが満充電
状態に達した以降には、走行用電動機の回生動作を行っ
ても、バッテリへの充電ができないため電流値が小さく
なるため、走行用電動機の制動力が低下し、車両として
十分な制動を確保することができない。
【０００４】こうした、回生制動のために、特開昭６２
−６４２０１号公報の如く、抵抗器を設けて、走行用電
動機で回生される電流を抵抗器へ流すことが考えられる
が、抵抗器の高電圧に対する絶縁を確保し、同時に抵抗
器の放熱のために十分大きな空間を設けることは、大き
さが限られたエンジンルームにおいては不可能である。
また、特開平４−３２２１０５号公報のように、走行用
の電動機の回生制動のときバッテリの容量が大きい場合
には、回生電流をインバータによって発電機に流して内
燃機関を回転駆動させることによって、電動機の制動力
を確保するものがあるが、電動機を駆動するためのイン
バータと発電機を駆動するためのインバータとを設ける
必要があるとともに、また、各インバータの動作安定の
ためには、重量及び体格の大きな電源コンデンサが必要
であるため、制御回路が大型化するという問題がある。
【０００５】本発明は、内燃機関によって駆動される発
電機とバッテリとを備えたシリーズ式のハイブリッド自
動車において、長い下り坂などにも十分に対応できる制
動力を確保し、且つ、制御回路系統が簡略化された小型
のハイブリッド自動車の制御装置を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１で
は、内燃機関によって駆動される発電機と、該発電機を
制御する発電機用インバータと、前記発電機の出力を充
電するバッテリとを備え、該バッテリの電力をアクセル
の操作状態に応じて走行駆動用の電動機を駆動する走行
用インバータを有するシリーズ式ハイブリッド自動車の
制御装置において、前記走行用インバータの電源コンデ
ンサと、前記発電機用インバータの電源コンデンサとを
共用したことを技術的手段とする。請求項２は、請求項
１において、前記発電機用インバータは、前記発電機を
内燃機関駆動用電動機として回転駆動可能に制御すると
ともに、前記電動機の回生制動時に前記バッテリの容量
が所定量以上の場合には、前記発電機用インバータによ
り前記発電機を通電して回転駆動させ、該発電機の回転
によって前記内燃機関を回転駆動する制御手段を具備す
ることを技術的手段とする。
【０００７】請求項３は、内燃機関によって駆動される
発電機と、該発電機の出力を充電するバッテリと、該バ
ッテリの電力をアクセルの操作状態に応じて走行駆動用
の電動機を駆動する走行用インバータを有するシリーズ
式ハイブリッド自動車の制御装置において、前記内燃機
関の始動時に、前記走行用インバータにより前記発電機
を通電して回転駆動させ、該発電機の回転によって前記
内燃機関を回転駆動する制御手段を備えることを技術的
手段とする。請求項４は、請求項３において、前記制御
手段は、前記走行用インバータと前記発電機の整流回路
とを接続切替え制御する切替え手段を有することを技術
的手段とする。
【０００８】請求項５は、内燃機関によって駆動される
発電機と、該発電機を内燃機関駆動用電動機として回転
駆動可能に制御する発電機用インバータと、前記発電機
の出力を充電するバッテリと、該バッテリの電力をアク
セルの操作状態に応じて走行駆動用の電動機を駆動する
走行用インバータとを有し、前記電動機の前記回生制動
時に前記バッテリの容量が所定量以上の場合には、前記
発電機用インバータにより前記発電機を通電して回転駆
動させ、該発電機の回転によって前記内燃機関を回転駆
動する制御手段を備えたハイブリッド自動車の制御装置
において、前記制御手段は、前記内燃機関の停止制御を
検出する停止制御検出手段と、前記発電機のコイルに流
れる電流を検出する電流検出手段とを備え、前記内燃機
関が停止制御のとき、前記電流検出手段の検出電流に基
づいて前記発電機用インバータによる前記発電機の昇圧
回生制動制御を行うことを技術的手段とする。
【０００９】請求項６は、内燃機関によって駆動される
発電機と、該発電機を内燃機関駆動用電動機として回転
駆動可能に制御する発電機用インバータと、前記発電機
の出力を充電するバッテリと、該バッテリの電力をアク
セルの操作状態に応じて走行駆動用の電動機を駆動する
走行用インバータとを有し、前記発電機用インバータ
は、前記発電機を制御するとともに、前記電動機の前記
回生制動時に前記バッテリの容量が所定量以上の場合に
は、前記発電機用インバータにより前記発電機を通電し
て回転駆動させ、該発電機の回転によって前記内燃機関
を回転駆動する制御手段を備えたハイブリッド自動車の
制御装置において、前記制御手段は、前記内燃機関の停
止制御を検出する停止制御検出手段と、前記発電機のコ
イルに流れる電流を検出する電流検出手段とを備え、前
記内燃機関が停止制御のとき、前記電流検出手段の検出
電流に基づいて前記発電機用インバータによる前記発電
機の逆転制動制御を行うことを技術的手段とする。
【００１０】
【作用】本発明は、請求項１では、発電機が内燃機関に
よって駆動されると、発電機の出力が発電機用インバー
タにより制御されてバッテリが充電され、バッテリの電
力は、アクセルの操作状態に応じて走行用インバータに
よって走行駆動用の電動機に供給されて、電動機が駆動
される。走行用インバータの電源コンデンサと、発電機
用インバータの電源コンデンサとは共用されていて、発
電機の出力がバッテリに充電されるとき、電源コンデン
サによって平滑され、同じ電源コンデンサを介して走行
用インバータへ電流が供給される。請求項２では、走行
中、例えば、長い下り坂に遭遇した場合に、アクセルを
離反させると、電動機により走行駆動が停止され、駆動
輪によって電動機が回転させられるため、電動機は回生
制動を行う。このとき電動機からは回生電流が生じ、バ
ッテリに充電され、バッテリの容量が所定量以上になる
と、発電機を内燃機関駆動用電動機として回転駆動する
ために発電機用インバータへの通電が行われる。発電機
には内燃機関が連結されているため、内燃機関は発電機
の回転負荷となる。電動機の回生電流は、内燃機関の回
転駆動のために発電機に通電されるために消費される。
従って、電動機に対して大きな制動力を発生することが
できる。この結果、回生電流が消費され、バッテリ満充
電時においても、走行輪における回生ブレーキを実現す
ることができる。
【００１１】請求項３では、内燃機関の始動時には、走
行駆動用の電動機を駆動するための走行用インバータに
よって発電機が通電され、その回転駆動力によって、内
燃機関が始動される。走行用インバータは、電動機を通
電するために、大きな電流容量が設定されるため、内燃
機関の始動時のように、大きな起動トルクが必要な場合
にも、十分大きな電流を流すことができる。従って、ス
タータを設けなくても、内燃機関を始動させることがで
きる。内燃機関の始動後は、内燃機関の回転力によって
発電機が作動して電力を出力し、発電機の出力はバッテ
リに充電される。また、アクセルが操作されれば、アク
セルの操作状態に応じて走行用インバータが走行駆動用
の電動機を駆動する。
【００１２】請求項４では、内燃機関の始動時には、整
流回路に代えて走行用インバータを発電機に接続し、始
動後は、発電機に整流回路を接続する。走行用インバー
タは、電動機を通電するために、大きな電流容量が設定
されるため、内燃機関の始動時のように、大きな起動ト
ルクが必要な場合にも、十分大きな電流を流すことがで
きる。
【００１３】請求項５では、走行を終えて、内燃機関が
停止されるとき、停止制御検出手段によって内燃機関の
停止制御が検出されると、発電機のコイルに流れる電流
を検出する電流検出手段の検出電流に基づいて発電機の
昇圧回生制動制御が行われる。このため、発電機は、自
らの逆起電力による短絡電流によって制動力を発生し、
慣性モーメントによって回転を続けている内燃機関は、
発電機の制動力を受けて、その回転数が速やかに低下す
る。
【００１４】請求項６では、走行を終えて、内燃機関が
停止されるとき、停止制御検出手段によって内燃機関の
停止制御が検出されると、発電機のコイルに流れる電流
を検出する電流検出手段の検出電流に基づいて発電機の
逆転制動制御が行われる。このため、発電機は、発電機
用インバータの通電によって発生する逆トルクによっ大
きな制動力を発生し、慣性モーメントによって回転を続
けている内燃機関は、発電機の制動力を受けて、その回
転数が速やかに低下する。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、請求項１では、走行用インバ
ータの電源コンデンサと、発電機用インバータの電源コ
ンデンサとは共用されているため、重量および体格の大
きな電源コンデンサを省略できる。従って、制御装置の
小型化、軽量化を図ることができ、安価な装置とするこ
とができる。請求項２では、長い下り坂に遭遇した場合
などに、バッテリが満充電状態になっても、電動機で生
じる回生電流を発電機用インバータによる通電によって
放電させることができる。この結果、電動機により回生
制動を継続して行うことができるため、小型な装置によ
って、自動車の制動力を確保することができる。この場
合、各インバータの制御状態によって制動能力を調節す
ることができるため、滑らかな制動力を得ることが容易
である。
【００１６】請求項３、４では、大きな始動トルクを必
要とする内燃機関の始動時には、走行駆動用の大きな電
流容量を有する走行用インバータを発電機の通電に使用
することができるため、スタータを設けなくても、内燃
機関を始動させることができる。 従って、装置を安価
で小型なものとすことができる。請求項５、６では、内
燃機関の停止時に、内燃機関は発電機による制動力を受
けて、その回転数が速やかに低下する。このため、内燃
機関の回転を停止させるための他の制動装置の必要がな
く、装置が大型化することがない。
【００１７】
【実施例】次に本発明の第１実施例を、図１に示すシリ
ーズ式のハイブリッド自動車について説明する。図１に
示すハイブリッド自動車において、１は車載電源のひと
つとして設けられたバッテリ、２は３相交流式の発電機
で、電動機としても使用するために、例えばホール素子
等によりロータの回転位置を検出する回転センサ（図示
なし）を備えている。３は発電機２を駆動するための内
燃機関である。また、４は走行用の電動機、５は減速
機、６は駆動輪である。発電機２のステータコイルは例
えばＹ字結線されており、その出力線は、発電機用イン
バータ１０と接続されている。発電機用インバータ１０
は、発電機２の３相の各巻線に対応して設けられた６個
のダイオードＤ１と６個のスイッチング用のトランジス
タＴ１とからなりバッテリ１と接続されている。
【００１８】発電機用インバータ１０は、発電機２が内
燃機関３によって駆動されるとき、ダイオードＤ１が発
電機２の逆起電力を整流して直流電力を出力し、出力電
流をバッテリ１および後述する走行用インバータ２０へ
供給するとともに、内燃機関３の始動時あるいは車両の
制動減速時に内燃機関３を駆動する場合には、トランジ
スタＴ１が制御回路３０による所定のスイッチング動作
を行って、発電機２を電動機として作動させて発電機２
を回転駆動させる。発電機用インバータ１０の出力側に
は、発電機用インバータ１０と同様の構成の６個のダイ
オードＤ２と６個のトランジスタＴ２とからなる走行用
インバータ２０が並列に設けられている。走行用インバ
ータ２０は、車両の走行用に設けられた電動機４を駆動
するために、スイッチング動作を行うとともに、車両の
減速時に回生動作を行う。
【００１９】以上の発電機用インバータ１０および走行
用インバータ２０は、制御装置３０によって制御され
る。制御装置３０は、発電機２による内燃機関３の始動
制御、電動機４による走行制御、車両減速時の制動制
御、充電制御等を行う。内燃機関３の始動制御は、内燃
機関３の始動時にキースイッチ（図示なし）操作によっ
て始動が指示されると、発電機用インバータ１０を作動
させて、バッテリ１から発電機２へ電流を供給して、発
電機２を電動機として作動させ、内燃機関３を駆動して
始動を行う。
【００２０】走行制御は、アクセル７の踏込み量に応じ
て走行用インバータ２０を制御して電動機４を回転さ
せ、任意の速度で走行させる。この場合、電動機４には
ロータの回転位置を検知する回転センサ（図示なし）の
信号に応じてスイッチング動作を行って電動機４の速度
制御を行う。この速度制御では、アクセル７の登坂路や
加速時にアクセル７の踏込み量が大きくなって、電動機
４への電流が大きくなった場合など、バッテリ１の容量
が所定量より下がった場合には、内燃機関３の出力を上
げて、バッテリ１の容量不足を補うようにするために、
スロットル制御装置８を制御して、スロットル開度を大
きくして吸入空気量を増やして内燃機関３の回転数を上
げ、同時に発電機２の界磁電流を増大させて、発電機２
の出力を大きくして、バッテリ１の充電を行う。なお、
バッテリ１の容量が所定量より低下したか否かは、バッ
テリ１の電圧と電流センサ９に検知される電流値とから
推定することもできる。
【００２１】一方、アクセル７の離反に伴う車両の減速
時には、ブレーキ（図示なし）操作とは別に駆動輪６に
対して制動力を与えるように、電動機４の制動制御を行
う。この制動制御では、駆動輪６によって電動機４が逆
に駆動されることになり、この時、電動機４によって回
生制御を行うことによって、駆動輪６に対して制動力を
与えることができる。電動機４の回生制御によって生じ
た電流は、通常ではバッテリ１を充電するため、バッテ
リ１が満充電状態になりやすく、長い下り坂を走行する
場合などには、回生制御による電流をバッテリ１によっ
て吸収させることができなくなる。そのような場合に
は、発電機用インバータ１０によって発電機２を回転駆
動させて内燃機関３を強制的に回転させることにより、
エネルギーを消費させることができる。これにより、電
動機４で発生した回生電流を発電機２を電動機駆動して
消費することにより、バッテリ１の過充電を防止して連
続的に制動力を与えることができる。
【００２２】なお、発電機用インバータ１０と走行用イ
ンバータ２０とは、同一のユニットＵに組み込まれてお
り、これらに供給される電力を安定化する電源コンデン
サ１Ａは、発電機用インバータ１０と走行用インバータ
２０に共用している。また、各ダイオードＤ１、Ｄ２お
よび各トランジスタＴ１、Ｔ２の放熱器についても、各
インバータ１０、２０のダイオードおよびトランジスタ
の作動するタイミングが異なるため、共用させても十分
な放熱特性を確保され、放熱器を小型にすることができ
る。また、電源コンデンサ１Ａは共用化によって容量を
大きくする必要がない。走行用の電動機４が発電すれば
内燃機関３に直結された発電機２を電動機駆動するよう
に、走行用インバータ２０と発電機用インバータ１０と
は、必ず電流の流れが一方向であるため、電源コンデン
サ１Ａが吸収すべき電流の大きさは変化しない。
【００２３】次に、以上の構成からなる本実施例のハイ
ブリッド自動車における制御動作を、図２に基づいて説
明する。キースイッチによって内燃機関３の始動操作が
指示されると（ステップ１０１においてＹＥＳ）、制御
装置３０によって発電機用インバータ１０が制御され
て、発電機２が通電されて電動機として作動して内燃機
関３を駆動するため、内燃機関３が始動する（ステップ
１０２）。内燃機関３の回転数が所定のアイドル回転数
に達すると、発電機用インバータ１０の通電は終了し待
機状態となり、内燃機関３の回転によって発電機２が駆
動される発電制御状態となる（ステップ１０３）。内燃
機関３の作動時に、アクセル７の操作がない場合には
（ステップ１０４においてＮＯ）、自動車の車速が０ｋ
ｍであり、このときステップ１０３の発電制御を行う。
【００２４】アクセル７の操作がある場合には（ステッ
プ１０４においてＹＥＳ）、アクセル７の操作に応じて
走行用インバータ２０が制御される走行制御が行われ
（ステップ１０５）、電動機４が通電されて駆動され、
その回転が減速機５を介して駆動輪６へ伝達されて、任
意の速度で走行する。走行中に、電動機４による制動が
必要ない場合には（ステップ１０６においてＮＯ）、ス
テップ１０３以降が繰り返し行われ、アクセル７および
ブレーキの操作に応じた走行あるいは停止を行う。
【００２５】走行中に、長い下り坂に遭遇して、ブレー
キの他に、電動機３による制動が必要になった場合には
（ステップ１０６においてＹＥＳ）、走行用インバータ
２０によって電動機４の回生制御が行われ（ステップ１
０７）、また、内燃機関３についてはスロットルが閉じ
られて、吸入空気量が絞られ（ステップ１０８）、内燃
機関３の回転数が低下する。さらに、発電機２の界磁電
流が停止されて発電機２の出力が停止する（ステップ１
０９）。この結果、電動機４の回生制御によって生じた
電流はバッテリ１を流れるが、このとき、バッテリ１が
満充電状態か否かが、電流センサ９やバッテリ１の電圧
の検出値に基づいて判別される。
【００２６】バッテリ１が満充電でない場合には（ステ
ップ１１０においてＮＯ）、バッテリ１の電圧が低く、
電流がバッテリ１に吸収されるため、電動機４で生じた
回生電流はすべてバッテリ１に流れる。このため、電動
機４に対して制動力を与えることができ、車両の走行に
対する制動力となる。
【００２７】一方、バッテリ１が満充電の場合には（ス
テップ１１０においてＹＥＳ）、図３に示す発電機駆動
制御が行われる（ステップ１１１）。この発電機駆動制
御は、図３に示すとおり、発電機用インバータ１０を作
動状態にし（ステップ１２１）、電動機４の回生制御か
ら、回生制動によって発生する電力を算出し（ステップ
１２２）、発電機用インバータ１０の出力指令を算出さ
れた電力値に設定して（ステップ１２３）、回生制動に
よって発生した電力を発電機２において消費するように
する。従って、電動機４で生じた回生電流は、発電機２
が内燃機関３を駆動するために使われるため、電動機４
には電流が流れ、駆動輪６に対して制動力となるため、
バッテリ１に電流が流れない場合でも、十分に大きな制
動力を与えることができる。
【００２８】その後、キースイッチがオンであれば（ス
テップ１１２においてＮＯ）、継続してステップ１１２
以降が繰り返され、キースイッチがオフになった場合に
は（ステップ１１２においてＹＥＳ）、内燃機関３が停
止され、制御動作を終了する。
【００２９】以上のとおり、本実施例では、車両の走行
中にエンジンブレーキに相当する制動が必要になった場
合には、電動機４で生じた回生電流をバッテリ１に流す
ことによって制動力を与えることができ、また、バッテ
リ１が満充電の場合には、発電機２をインバータ駆動し
て内燃機関３を駆動して電力を消費させることによっ
て、バッテリ１を充電することなく電動機４の回生電流
を流すことができ、それによって、車両の制動力を確保
することができる。従って、長い下り坂などを走行する
場合でも、エンジンブレーキに相当する十分な制動力を
常に確保することができる。
【００３０】次に、図４、図５に基づいて、本発明の第
２実施例を説明する。第２実施例では、発電機用インバ
ータ１０に代えて走行用インバータ２０を発電機２へ接
続切換するための開閉器（リレー）５０を設けて、制御
装置３０によって内燃機関３の始動時のみに走行用イン
バータ２０を発電機２に接続するように切替え制御を行
ってから内燃機関３の始動制御を行うようにしている。
【００３１】以下、図５に基づいて、第２実施例の内燃
機関３の始動制御についての制御動作を説明する。キー
スイッチ操作によって、始動が指示されると、シフトレ
バーがニュートラルか否かが判別され、ニュートラルで
ない場合には、始動制御は行われない。ニュートラルの
場合には（ステップ２０１においてＹＥＳ）、発電機用
インバータ１０がパワーオフされ（ステップ２０２）、
続けて走行用インバータ２０もパワーオフされ（ステッ
プ２０３）、その後、開閉器５０の通電を行い（ステッ
プ２０４）、この通電から、所定時間待機する（ステッ
プ２０５においてＮＯ）。この開閉器５０の通電動作か
ら所定時間が経過すると（ステップ２０５においてＹＥ
Ｓ）、開閉器５０の接点が確実に切り替わる。
【００３２】その後、走行用インバータ２０をパワーオ
ンさせると（ステップ２０６）、発電機２が走行用イン
バータ２０によって電動機として駆動されるため（ステ
ップ２０７）、内燃機関３が回転駆動される。回転駆動
された内燃機関３の回転数Ｎｅが、アイドル回転数ｎｉ
以上に達して（ステップ２０８においてＹＥＳ）、内燃
機関３が始動すると、走行用インバータ２０がパワーオ
フされて（ステップ２０９）、続けて開閉器５０が遮断
されて（ステップ２１０）、再び発電機２は発電機用イ
ンバータ１０にのみ接続される。
【００３３】以上のように、第２実施例では、内燃機関
３の始動時には、大きな出力を有する走行用インバータ
２０を利用して発電機２を通電するようにしているた
め、内燃機関３を駆動する際に、大きな起動トルクが容
易に確保される。このため、発電機用インバータ１０
は、自動車の制動の際のみに発電機２を駆動できる程度
の小さな電流容量を確保するだけでよいため、上記の第
１実施例と比較して、小型のものを用いることができ
る。従って、開閉器５０のみを外付けするだけで、発電
機用インバータ１０および走行用インバータ２０とから
なるインバータユニットの大幅な小型化を図ることがで
きる。
【００３４】図６、図７に本発明の第３実施例を示す。
この実施例では、発電機用インバータは設けられておら
ず、電動機４を通電するための走行用インバータ２０と
発電機２の出力電圧を整流する整流器６０を設けるとと
もに、発電機２に対して、整流器６０に代えて走行用イ
ンバータ２０を接続切替えするための開閉器５０を設け
ている。また、制御装置３０は、図７に示すように、内
燃機関３の始動時のみに、走行用インバータ２０を発電
機２に接続するように開閉器５０を制御し、内燃機関３
の始動制御を行う。
【００３５】このとおり、本実施例では、内燃機関３の
始動時には、開閉器５０を切替えて、走行用インバータ
２０により発電機２を駆動することで、内燃機関３を始
動することができる。また、走行用インバータ２０は、
出力が大きいため、内燃機関３を駆動するための大きな
起動トルクが容易に確保できる。このように、開閉器５
０のみを外付けするだけで、スタータや発電機用インバ
ータを設けることなく内燃機関３の始動ができるため、
装置の小型化を図ることができる。
【００３６】図８に本発明の第４の実施例を示す。図８
において、１４は発電機２の回転子の回転位置を検出す
る位置検出器、１５は発電機２の相電流を検出する電流
検出器である。制御装置３０は、上記の実施例と同様に
位置検出器１４の信号に応じて発電機用インバータ１０
のトランジスタＴを順次駆動することによって、発電機
２の所定のコイルに所定の電流を流す。また、内燃機関
３の停止制御時に、位置検出器１４の信号に応じてトラ
ンジスタＴを順次駆動することによって、発電機２の所
定のコイルに所定の電流を流して、昇圧回生制動制御も
しくは逆転制動制御を行って内燃機関３に対して制動力
を発生させる。
【００３７】以下、図９に基づいて、第４実施例の内燃
機関３の停止制御時の昇圧回生制動制御の作動を説明す
る。運転者のキー操作を判定し、イグニッションキーが
オンの場合には（ステップ４１０においてＮＯ）、その
まま発電運転を継続する。イグニッションキーがオフに
されると（ステップ４１０においてＹＥＳ）、制御装置
３０により燃料カットまたは点火カットを行って、内燃
機関３を停止させる（ステップ４２０）。
【００３８】この後、発電機２による内燃機関３の制動
制御を行う。制動制御では、始めに発電機２の界磁巻線
に所定の電圧を印加して界磁電流を流し（ステップ４３
０）、次に、発電機用インバータ１０を制御する制御回
路３０を昇圧回生制御モードにセットし（ステップ４４
０）、発電機用インバータ１０を起動させる（ステップ
４５０）。この結果、内燃機関３が発電機２によって制
動され、回転数が速やかに低下する。内燃機関３の回転
数Ｎｅが所定値（所定回転数）ｎａより大きい場合には
（ステップ４６０においてＮＯ）、所定値（所定回転
数）ｎａ以下になるまで待機する。
【００３９】内燃機関３の回転数Ｎｅが所定値（所定回
転数）ｎａ以下になると（ステップ４６０においてＹＥ
Ｓ）、内燃機関３の停止と判定し、界磁巻線への印加電
圧をオフにして、界磁電流を停止させて（ステップ４７
０）、発電機用インバータ１０を停止し（ステップ４８
０）、制動制御を終了する。
【００４０】次に、上記のステップ４３０〜４５０にお
ける制動制御における発電機用インバータ１０の作動を
図１０に基づいて説明する。この制動制御は、磁極セン
サからなる位置検出器１４の位置信号と、電流センサか
らなる電流検出器１５による検出電流値とに基づいて、
発電機用インバータ１０のトランジスタＴをオン、オフ
させることによって行う。ここでは、位置検出器１４の
位置信号に基づいて検出される発電機２の回転子の位置
が、Ｕ相巻線２ＵとＷ相巻線２Ｗに逆起電力による電流
を流す位置にある場合を例にして説明する。
【００４１】発電機２が回転していて回転子が１２０°
の位置にあるとき、図１０（ａ）のように、トランジス
タＴｕをオンにして短絡させる。これにより、各巻線の
逆起電力による短絡電流を流す閉回路がダイオードＤ
（−Ｗ）を介して形成されるため、発電機２の制動が行
われ、この閉回路によって電磁エネルギが蓄積される。
電流検出器１５で検出される短絡電流値が所定電流値ま
で上昇すると、図１０（ｂ）のように、トランジスタＴ
ｕをオフにする。その結果、短絡電流がる逆起電力によ
り、ダイオードＤ（＋Ｕ）、Ｄ（−Ｗ）を介してバッテ
リ１に電流が流れて、バッテリ１が充電され、順次繰り
返される。
【００４２】さらに、回転子が回転すると作動するトラ
ンジスタと短絡電流を流す巻線が切り替わり、以後、同
様にして、以上の動作が繰り返し行われる。発電機２の
巻線に発生する逆起電力は、発電機２の回転速度に比例
するため、回転数が低下すると、逆起電力が発生しなく
なり、自動的に制動制御が停止する。この例では、発電
機２の回転数が低下すると、制動制御が自動的に終わる
ため、発電機２が逆転することがなく、また、バッテリ
１の充電を行うことができるため、エネルギを有効に使
うことができる。以上の制動制御を行うことによって、
図１１に示すように、内燃機関３の回転数が速やかに低
下して、短時間で停止させることができる。図８の実施
例は、位置検出器を用いたが、逆起電力検出回路による
位置検出を行ってもよい。
【００４３】上記実施例では、内燃機関３の停止時に、
制御装置３０において、昇圧回生制動を行うものを示し
たが、発電機２に逆回転させる回転トルクを発生するよ
うに発電機用インバータ１０を通電制御してもよい。こ
の場合には、内燃機関３が逆転しないように、発電機２
が確実に停止するように制御する必要があるが、回転数
が低下してからも、逆回転の回転トルクが低下しないた
め、内燃機関３の制動トルクが低下しない。従って、よ
り早く内燃機関３を停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すシリーズ式のハイブ
リッド自動車の制御系を示す概略回路図である。
【図２】本発明の第１実施例の作動を説明するためのフ
ローチャートである。
【図３】本発明の実施例の発電機駆動制御を説明するた
めのフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施例を示すシリーズ式のハイブ
リッド自動車の制御系を示す概略回路図である。
【図５】本発明の第２実施例の内燃機関の始動制御の作
動を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施例を示すシリーズ式のハイブ
リッド自動車の制御系を示す概略回路図である。
【図７】本発明の第３実施例の内燃機関の始動制御の作
動を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施例を示すシリーズ式のハイブ
リッド自動車の制御系を示す概略回路図である。
【図９】本発明の第４実施例の作動を説明するためのフ
ローチャートである。
【図１０】本発明の第４実施例の作動を説明するための
部分回路図である。
【図１１】本発明の第４実施例の作動を説明するための
タイムチャートである。
【符号の説明】
１ バッテリ １Ａ 電源コンデンサ ２ 発電機 ３ 内燃機関 ４ 電動機（走行駆動用の電動機） ７ アクセル １０ 発電機用インバータ １５ 電流検出器（電流検出手段） ２０ 走行用インバータ ３０ 制御装置（ハイブリッド自動車の制御装置、制御
手段，停止制御検出手段） ５０ 開閉器（切替え手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｌ 9181−5Ｈ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関によって駆動される発電機と、 該発電機を制御する発電機用インバータと、 前記発電機の出力を充電するバッテリとを備え、 該バッテリの電力をアクセルの操作状態に応じて走行駆
    動用の電動機を駆動する走行用インバータを有するシリ
    ーズ式ハイブリッド自動車の制御装置において、 前記走行用インバータの電源コンデンサと、前記発電機
    用インバータの電源コンデンサとを共用したことを特徴
    とするハイブリッド自動車の制御装置。
  2. 【請求項２】 前記発電機用インバータは、 前記発電機を内燃機関駆動用電動機として回転駆動可能
    に制御するとともに、前記電動機の回生制動時に前記バ
    ッテリの容量が所定量以上の場合には、前記発電機用イ
    ンバータにより前記発電機を通電して回転駆動させ、該
    発電機の回転によって前記内燃機関を回転駆動する制御
    手段を具備することを特徴とする請求項１記載のハイブ
    リッド自動車の制御装置。
  3. 【請求項３】 内燃機関によって駆動される発電機と、 該発電機の出力を充電するバッテリと、 該バッテリの電力をアクセルの操作状態に応じて走行駆
    動用の電動機を駆動する走行用インバータを有するシリ
    ーズ式ハイブリッド自動車の制御装置において、 前記内燃機関の始動時に、前記走行用インバータにより
    前記発電機を通電して回転駆動させ、該発電機の回転に
    よって前記内燃機関を回転駆動する制御手段を備えるこ
    とを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
  4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記走行用インバータ
    と前記発電機の整流回路とを接続切替え制御する切替え
    手段を有することを特徴とする請求項３記載のハイブリ
    ッド自動車の制御装置。
  5. 【請求項５】 内燃機関によって駆動される発電機と、 該発電機を内燃機関駆動用電動機として回転駆動可能に
    制御する発電機用インバータと、 前記発電機の出力を充電するバッテリと、 該バッテリの電力をアクセルの操作状態に応じて走行駆
    動用の電動機を駆動する走行用インバータとを有し、 前記電動機の前記回生制動時に前記バッテリの容量が所
    定量以上の場合には、前記発電機用インバータにより前
    記発電機を通電して回転駆動させ、該発電機の回転によ
    って前記内燃機関を回転駆動する制御手段を備えたハイ
    ブリッド自動車の制御装置において、 前記制御手段は、前記内燃機関の停止制御を検出する停
    止制御検出手段と、前記発電機のコイルに流れる電流を
    検出する電流検出手段とを備え、前記内燃機関が停止制
    御のとき、前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記
    発電機用インバータによる前記発電機の昇圧回生制動制
    御を行うことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装
    置。
  6. 【請求項６】 内燃機関によって駆動される発電機と、 該発電機を内燃機関駆動用電動機として回転駆動可能に
    制御する発電機用インバータと、 前記発電機の出力を充電するバッテリと、 該バッテリの電力をアクセルの操作状態に応じて走行駆
    動用の電動機を駆動する走行用インバータとを有し、 前記電動機の前記回生制動時に前記バッテリの容量が所
    定量以上の場合には、前記発電機用インバータにより前
    記発電機を通電して回転駆動させ、該発電機の回転によ
    って前記内燃機関を回転駆動する制御手段を備えたハイ
    ブリッド自動車の制御装置において、 前記制御手段は、前記内燃機関の停止制御を検出する停
    止制御検出手段と、前記発電機のコイルに流れる電流を
    検出する電流検出手段とを備え、前記内燃機関が停止制
    御のとき、前記電流検出手段の検出電流に基づいて前記
    発電機用インバータによる前記発電機の逆転制動制御を
    行うことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
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