JPH11289607A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置

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JPH11289607A
JPH11289607A JP10086065A JP8606598A JPH11289607A JP H11289607 A JPH11289607 A JP H11289607A JP 10086065 A JP10086065 A JP 10086065A JP 8606598 A JP8606598 A JP 8606598A JP H11289607 A JPH11289607 A JP H11289607A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発電電動機の回生発電動作を行う状況が少ない
ような場合でも発電電動機の電動機としての動作による
エンジンの出力の補助を十分に行ってエンジンの燃費を
向上させることがきると共に、エネルギーの利用効率を
高めることができるハイブリッド車両の制御装置を提供
する。 【解決手段】発電電動機２の発電機としての動作時にお
ける蓄電装置５の充電量積算値を、発電電動機２の電動
機としての動作における蓄電装置５の放電許容量の基本
値とするハイブリッド車両において、発電電動機２の電
動機としての動作開始時における蓄電装置５の蓄電量に
応じて放電許容量の基本値を増加側に修正し、放電許容
量を決定する。修正量は、蓄電装置５の蓄電量が所定値
以上である場合に、その蓄電量が大きい程、増加させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パラレル型のハイ
ブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】パラレル型のハイブリッド車両は、車両
の主たる推進源としてのエンジンと、電動機及び発電機
の両者の動作が可能な発電電動機と、この発電電動機と
の間で電力授受を行うバッテリやコンデンサ等の蓄電装
置とを搭載している。そして、車両の加速時等、必要に
応じて発電電動機に蓄電装置から給電して該発電電動機
を電動機として動作させることで、エンジンの出力（車
両推進力）を補助する補助出力（機械的な動力）を発電
電動機に生成させたり、車両の減速時の運動エネルギー
によって発電電動機を発電機として動作させ、その発電
電力を蓄電装置に充電することで、該発電電動機の回生
発電を行うようにしている。
【０００３】この種のハイブリッド車両では、例えば特
開平８−１８２１１３号公報に見られるように、発電電
動機の回生発電による蓄電装置への充電量を積算してな
る充電量積算値を、発電電動機の電動機としての動作時
における蓄電装置から発電電動機への放電許容量とし、
発電電動機の電動機としての動作時に蓄電装置の放電量
を積算してなる放電量積算値が上記放電許容量内に収ま
る範囲で発電電動機の電動機としての動作を行う（放電
量積算値が放電許容量に達したとき発電電動機への給電
を停止する）ようにしたものが知られている。すなわ
ち、この技術は、車両減速時の発電電動機の回生発電に
より蓄電装置に充電したエネルギーだけを使用して、車
両の加速時等に発電電動機を電動機として動作させ、エ
ネルギー収支のバランスをとるようにしたものである。
【０００４】しかるに、かかる技術によれば、発電電動
機の回生発電により蓄電装置に充電したエネルギーのみ
を使用して発電電動機の電動機としての動作（補助出力
の生成）を行うようにしているため、発電電動機の回生
発電を行う頻度が少ない状況（例えば上り坂の走行時
等）では、発電電動機の電動機としての動作によるエン
ジンの出力の補助をほとんど行うことができず、この結
果、エンジンの燃費を効果的に向上させることが困難な
ものとなってしまう。
【０００５】また、車両の運転開始時から蓄電装置が満
充電状態に近い状態である場合には、蓄電装置の過充電
の回避等のために実質的に発電電動機の回生発電を行う
ことができないため、上記と同様に発電電動機の電動機
としての動作によるエンジンの出力の補助をほとんど行
うことができないものとなってしまう。さらに、このよ
うな状況では、蓄電装置自身が元々保有しているエネル
ギーを効果的に活用することができないと共に、発電電
動機の回生発電による車両の減速エネルギーの回収を十
分に行うことができず、エネルギーの利用効率を高める
上で難点を生じるものとなっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、発電電動機の回生発電動作を行う状況が少ないよ
うな場合でも発電電動機の電動機としての動作によるエ
ンジンの出力の補助を十分に行ってエンジンの燃費を向
上させることがきると共に、エネルギーの利用効率を高
めることができるハイブリッド車両の制御装置を提供す
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車
両の制御装置はかかる目的を達成するために、車両の推
進源であるエンジンと、該エンジンの出力を補助する補
助出力を蓄電装置の電力を用いて生成する電動機として
の動作と前記蓄電装置に充電する電力を回生発電する発
電機としての動作とを行う発電電動機とを具備し、該発
電電動機の発電機としての動作時に該発電電動機から前
記蓄電装置への充電量を積算してなる充電量積算値を該
発電電動機の電動機としての動作時における前記蓄電装
置の放電許容量とし、該発電電動機の電動機としての動
作時に前記蓄電装置の放電量を積算してなる放電量積算
値を前記放電許容量内に制限するハイブリッド車両の制
御装置において、前記発電電動機の電動機としての動作
開始時における前記蓄電装置の蓄電量に応じて前記放電
許容量を修正する放電許容量修正手段を備えたことを特
徴とする。
【０００８】かかる本発明によれば、前記発電電動機の
電動機としての動作時、すなわち、エンジンの出力を補
助する補助出力（車両の補助推進力）の生成時における
前記蓄電装置の放電（発電電動機への給電）は、その放
電量積算値の上限を前記放電許容量に制限して行われ
る。このとき、前記放電許容量は、発電電動機の電動機
としての動作前に行われた発電機としての動作時に求め
られる前記充電量積算値（これは基本的には発電電動機
の発電量の積算値に等しい）を基本値として、これを電
動機としての動作開始時における蓄電装置の蓄電量（蓄
電装置に蓄えられている電気エネルギー量）に応じて前
記放電許容量修正手段により修正したものとなる。この
ため、発電電動機の電動機としての動作時における蓄電
装置の放電量積算値（これは基本的には発電電動機への
給電量の積算値に等しい）の上限を規定する前記放電許
容量は、発電電動機の回生発電によって蓄電装置に蓄え
られたエネルギーの他、該蓄電装置自身が保有するエネ
ルギーが反映されたものとなる。この結果、発電電動機
の電動機としての動作時には、先に発電電動機の回生発
電によって蓄電装置に蓄えられたエネルギーだけでなく
蓄電装置自身が保有するエネルギーを活用することが可
能となり、エネルギーの利用効率を高めることが可能な
る。
【０００９】かかる本発明では、より具体的には、前記
放電許容量修正手段は、前記蓄電装置の蓄電量が所定値
以上であるとき前記放電許容量をその増加側に修正す
る。
【００１０】これによれば、蓄電装置の蓄電量が比較的
多い場合には、発電電動機の発電機としての動作（回生
発電動作）を行う頻度が少ない状況であっても、エンジ
ンの出力を補助する補助出力を要する状況下では、該蓄
電装置自身が保有するエネルギーを積極的に使用して発
電電動機の電動機としての動作を行い、前記補助出力を
十分に生成することができ、ひいてはエンジンの燃費を
向上させることができる。また、蓄電装置の蓄電量が多
い場合に、発電電動機の電動機としての動作時に蓄電装
置自身が保有するエネルギーを積極的に使用すること
で、蓄電装置の蓄電量が、満充電状態よりも少ない状況
になりやすい。この結果、発電電動機の回生発電時の発
電エネルギーを蓄電装置に有効に充電することができる
と共に、それを発電電動機の電動機としての動作時には
有効に該発電電動機に給電することができ、ひいてはエ
ネルギーの利用効率を高めることができる。
【００１１】このように蓄電装置の蓄電量が所定値以上
であるとき前記放電許容量をその増加側に修正する場
合、その増加側への修正量は、前記蓄電装置の蓄電量が
多い程、増加させることが特に好ましい。
【００１２】このようにすることで、発電電動機の電動
機としての動作時に、蓄電装置の蓄電量が多い程、蓄電
装置から発電電動機に給電し得るエネルギー量が多くな
り、蓄電装置が保有するエネルギーを効果的に活用する
ことができる。
【００１３】また、本発明においては、前記放電量積算
値は、前記発電電動機の電動機としての各回の動作毎の
放電量積算値であり、前記充電量積算値は、前記発電電
動機の電動機としての動作が行われる毎に、その電動機
としての動作時に求められる前記放電量積算値を、該電
動機としての動作開始時における充電量積算値から減算
してなる値に更新される。
【００１４】これによれば、発電電動機の電動機として
の各回の動作時における前記放電許容量の基本値となる
前記充電量積算値は、電動機としての今回の動作開始前
までに発電電動機の回生発電によって蓄電装置に充電さ
れたエネルギーの総量から、電動機としての今回の動作
開始前までに蓄電装置から発電電動機への給電により消
費したエネルギーの総量を差し引いたもの、すなわち、
発電電動機の回生発電によって蓄電装置に充電されたエ
ネルギーのうちの未使用分に相当するものとなる。従っ
て、この充電量積算値を前記放電許容量の基本値とする
ことで、その発電電動機の回生発電によって蓄電装置に
充電されたエネルギーを発電電動機の電動機としての動
作のために効果的に活用することができる。
【００１５】尚、本発明は、前記蓄電装置が、電気二重
層コンデンサからなる場合に特に好適である。すなわ
ち、電気二重層コンデンサは、容量が比較的小さいが、
本発明は前述の如くエネルギーの利用効率を高めること
ができるため、蓄電装置が電気二重層コンデンサにより
構成されていても、発電電動機の電動機としての動作時
における該発電電動機への給電（蓄電装置の放電）と、
発電電動機の発電機としての動作時（回生発電時）にお
ける蓄電装置の充電とを支障なく効率よく行うことがで
きる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
７を参照して説明する。
【００１７】図１は本実施形態の制御装置を具備したハ
イブリッド車両の全体的システム構成を模式化して示し
ており、図中、１はエンジン、２は発電電動機、３はク
ラッチ４を含む変速装置、５は蓄電装置、６は車両走行
用の駆動輪、７はエンジンコントローラ、８は発電電動
機コントローラ、９は変速装置コントローラ、１０は蓄
電装置コントローラ、１１は統括管理コントローラであ
る。
【００１８】エンジン１は、車両の主たる推進源であ
り、その出力を図示しない出力軸（クランク軸）から発
電電動機２及び変速装置３を介して駆動輪６に伝達する
ことで、車両を走行させる。
【００１９】このエンジン１には、該エンジン１の回転
数ＮＥや吸気圧ＰＢ、機関温度ＴＷ、図示しないスロッ
トル弁（吸気制御弁）の開度θth（以下、スロットル開
度θthという）を含むエンジン１の動作状態を検出する
ための検出装置１２（以下、Ｅ／Ｇセンサ１２という）
が付設されている。このＥ／Ｇセンサ１２による回転数
ＮＥ等の検出データはエンジンコントローラ７に与えら
れる。
【００２０】さらに、エンジン１には、これを動作させ
るための駆動機構として、エンジン１に供給される燃料
及び空気の混合気に点火する点火装置１３ａや、エンジ
ン１に燃料を供給する燃料供給装置１３ｂ、スロットル
弁を駆動するスロットルアクチュエータ１３ｃが付設さ
れている。以下、これらの駆動機構１３ａ〜１３ｃを総
称的にエンジン駆動装置１３と称する。
【００２１】発電電動機２は、そのロータ（図示しな
い）がエンジン１の出力軸に同軸に連結され、また、該
発電電動機２の電機子コイル（図示しない）がレギュレ
ータ／インバータ回路等により構成された通電制御回路
１４（以下、ＰＤＵ１４という）を介して蓄電装置５に
電気的に接続されている。
【００２２】この発電電動機２は、蓄電装置５に蓄えら
れている電力をエネルギー源としてエンジン１の出力を
補助する補助出力（エンジン１の出力と併せて駆動輪６
に伝達する補助的な車両推進力）を生成する電動機とし
ての動作（以下、アシスト動作という）と、車両の減速
時に駆動輪６側から伝達される運動エネルギーやエンジ
ン１の出力の一部をエネルギー源として蓄電装置５に充
電する電力を発電（回生発電）する発電機としての動作
（以下、回生動作という）とを選択的に行うものであ
り、それぞれの動作は、蓄電装置５との間の電力授受を
上記ＰＤＵ１４を介して制御することで行われる。
【００２３】また、発電電動機２に付随して、該発電電
動機２の電機子コイルの電流Ｉgm及び電圧Ｖgmを検出す
るための検出装置１５（以下、Ｇ／Ｍセンサ１５とい
う）が備えられ、このＧ／Ｍセンサ１５による検出デー
タは、発電電動機コントローラ８に与えられる。
【００２４】蓄電装置５は、電気二重層コンデンサによ
り構成されたものである。この蓄電装置５に付随して、
該蓄電装置５の充放電電流Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂ（蓄電
装置５の正負の出力端子間の発生電圧）をそれぞれ検出
するための検出装置１６（以下、Ｕ／Ｃセンサ１６とい
う）が備えられ、このＵ／Ｃセンサ１６による検出デー
タは蓄電装置コントローラ１０に与えられる。この場
合、Ｕ／Ｃセンサ１６が検出する充放電電流Ｉｂは、蓄
電装置５に流入する充電電流と蓄電装置５から流出する
放電電流とがあり、該センサ１６は、それらの電流を区
別して検出可能としている（以下、充電電流に参照符号
Ｉbcを付し、放電電流に参照符号Ｉbdを付する）。尚、
図示は省略するが、蓄電装置５は、ＤＣ／ＤＣコンバー
タを介して１２Ｖ系バッテリやこれを電源とする車載電
装品（エアコン装置やオーディオ装置等）にも給電可能
とされている。また、本実施形態では蓄電装置５とし
て、電気二重層コンデンサを使用しているが、バッテリ
等の二次電池を使用してもよい。
【００２５】変速装置３は、クラッチ４の動作によって
エンジン１及び発電電動機２と駆動輪６との間の動力伝
達を継断したり、その動力伝達の変速を行うものであ
り、この変速動作やクラッチ４の継断動作を行わしめる
アクチュエータ１７が付設されている。さらに、該変速
装置３には、その動作状態を車両の運転者が設定するた
めの図示しない変速操作レバーの操作ポジションＳＰ
等、変速装置３の動作状態を検出する検出装置１８（以
下、Ｔ／Ｍセンサ１８という）が付設され、このＴ／Ｍ
センサ１８の検出データは変速装置コントローラ９に与
えられる。
【００２６】前記各コントローラ７〜１１は、マイクロ
コンピュータを用いて構成されたものであり、相互に各
種のデータ授受を行うことができるようにバスラインＢ
Ｌを介して接続されている。
【００２７】これらのコントローラ７〜１１の具体的な
処理機能は後述するが、エンジンコントローラ７はエン
ジン１の動作を前記エンジン駆動装置１３を介して制御
するコントローラ、発電電動機コントローラ８は発電電
動機２の動作を前記ＰＤＵ１４を介して制御するコント
ローラ、変速装置コントローラ９は変速装置３（クラッ
チ４を含む）の動作３を前記アクチュエータ１７を介し
て制御するコントローラである。また、蓄電装置コント
ローラ１０は、蓄電装置５の動作状態（具体的には蓄電
装置５の蓄電量（残容量）や、後述する放電量積算値、
充電量積算値等）の把握・監視処理を担うコントローラ
である。
【００２８】また、統括管理コントローラ１１は、本実
施形態のシステムの統括的な動作管理処理を担うコント
ローラであり、車両の要求される運転状態を把握した
り、その把握した運転状態に対応したエンジン１や発電
電動機２の目標動作状態（具体的にはエンジン１の目標
出力や、発電電動機２のアシスト動作時の目標補助出力
あるいは回生動作時の目標発電出力）を決定して、それ
をエンジンコントローラ７や発電電動機コントローラ８
に指示する等の処理を行う。この統括管理コントローラ
８には、その処理を行うために、車速Ｖcar を検出する
センサ１９や車両の図示しないアクセルペダルの操作量
Ａｐ（以下、アクセル操作量Ａｐという）を検出するセ
ンサ２０の検出データが与えられる。
【００２９】次に、本実施形態のハイブリッド車両の走
行時の基本的作動を説明する。
【００３０】車両の走行時において、前記統括管理コン
トローラ１１は、図２のフローチャートに示すような処
理を所定の制御サイクルで行う。
【００３１】すなわち、統括管理コントローラ１１は、
前記センサ１９から与えられる車速Ｖcar の検出データ
から、図３の実線ｒに示すようにあらかじめ設定された
データテーブルにより現在車速Ｖcar における車両の走
行抵抗（検出された車速Ｖcar を維持して車両を走行さ
せるために必要な車両推進出力）を求める（ＳＴＥＰ２
−１）。
【００３２】また、前記センサ２０から与えられるアク
セル操作量Ａｐの検出データと、前記Ｅ／Ｇセンサ１２
からエンジンコンローラ７を介して与えられるエンジン
１の回転数ＮＥの検出データとから、そのアクセル操作
量Ａｐに比例したスロットル開度θthと回転数ＮＥとで
エンジン１を動作させたとした場合に該エンジン１が生
成する出力（以下、エンジンパワーという）をあらかじ
め定められたマップにより求める（ＳＴＥＰ２−２）。
尚、アクセル操作量Ａｐが十分に小さい（≒０）状態に
おけるエンジンパワーは「０」である。
【００３３】さらに、アクセル操作量Ａｐの検出データ
と、エンジン１の回転数ＮＥの検出データとから、それ
らのアクセル操作量Ａｐと回転数ＮＥとから要求される
車両のトータルの目標推進出力をあらかじめ定められた
マップにより求める（ＳＴＥＰ２−３）。この目標推進
出力は、エンジン１の出力のみにより車両を走行させる
場合は、該エンジン１の目標出力に相当するものであ
り、エンジン１の出力と発電電動機２のアシスト動作に
よる補助出力とを併せて車両を走行させる場合は、エン
ジン１の出力と発電電動機２の補助出力との総和の目標
値に相当するものである。尚、この目標推進出力も、ア
クセル操作量Ａｐが十分に小さい（≒０）状態では
「０」である。
【００３４】次に、統括管理コントローラ１１は、前記
ＳＴＥＰ２で求めたエンジンパワーが「０」であるか否
かを判断し（ＳＴＥＰ２−４）、エンジンパワー＝０で
ある場合、すなわち、アクセル操作がなされていない場
合には、車両の要求される運転状態が、発電電動機２の
回生動作を行いつつ車両の減速を行う減速回生モードで
あると判断し、そのモードの制御処理を行う（ＳＴＥＰ
２−５）。
【００３５】この減速回生モードの制御処理では、統括
管理コントローラ１１は、発電電動機２の回生動作によ
る目標発電出力を、現在の車速Ｖcar とエンジン１の回
転数ＮＥ（本実施形態ではこれは発電電動機２の回転数
に等しい）とからあらかじめ定められたマップにより求
め、その目標発電出力を発電電動機コントローラ８に指
示する。また、統括管理コントローラ１１は、エンジン
１の目標出力を「０」としてこれをエンジンコントロー
ラ７に指示する。
【００３６】このとき、上記指示を与えられたエンジン
コントローラ７は、前記エンジン駆動装置１３によって
エンジンのスロットル弁の閉弁、エンジン１への燃料供
給の停止、点火処理の停止を行い、該エンジン１の出力
軸及びこれに連結された発電電動機２のロータが、車両
の駆動輪６側から伝達される車両の運動エネルギーによ
って回転駆動される状態とする。
【００３７】また、前記目標発電出力を指示された発電
電動機コントローラ８は、前記Ｇ／Ｍセンサ１５から与
えられる電機子コイルの電流Ｉgm 及び電圧Ｖgmの検出
データにより把握される発電電動機２の発電出力が、指
示された目標発電出力になるように該発電電動機２から
蓄電装置５への給電をＰＤＵ１４を介して制御する。こ
れにより発電電動機２は回生動作を行い、その回生発電
出力を蓄電装置５に充電する。
【００３８】一方、前記ＳＴＥＰ２−４の判断でエンジ
ンパワー≠０（エンジンパワー＞０）である場合、すな
わち、アクセル操作がなされている場合には、エンジン
パワーがＳＴＥＰ２−１で求めた走行抵抗よりも大きい
か否かを判断する（ＳＴＥＰ２−６）。この場合、エン
ジンパワー＞走行抵抗である場合（エンジンパワーが図
３のＡ領域に存する場合）には、統括管理コントローラ
１１は、車両の要求される運転状態が、発電電動機２の
アシスト動作を行いつつ車両の加速を行うアシスト走行
モードであると判断し、そのモードの制御処理を行う
（ＳＴＥＰ２−７）。
【００３９】このアシスト走行モードの制御処理では、
統括管理コントローラ１１は、蓄電装置コントローラ１
０において後述の如く把握される蓄電装置５の蓄電量に
応じて定めた係数と、アクセル操作量Ａｐに応じて定め
た係数と、エンジンパワーの走行抵抗に対する余裕出力
（エンジンパワーから走行抵抗を引いたもの）及び車速
Ｖcar に応じて定めた係数とを前記ＳＴＥＰ２−３で求
めた目標車両推進出力に乗算することで、該目標車両推
進出力のうち、発電電動機２のアシスト動作により分担
すべき該発電電動機２の目標補助出力を決定し、それを
発電電動機コントローラ８に指示する。そして、目標車
両推進出力から上記目標補助出力を差し引いた分を、エ
ンジン１の目標出力とし、それをエンジンコントローラ
７に指示する。
【００４０】このとき、エンジンコントローラ７は、前
記Ｅ／Ｇセンサ１２による検出データを参照しつつ、指
示された目標出力をエンジン１に生成させるようにエン
ジン１のスロットル開度θth、燃料供給量、点火時期を
決定し、それを前記エンジン駆動装置１３に指示するこ
とで、エンジン１の出力を制御する。
【００４１】また、発電電動機コントローラ８は、蓄電
装置５から発電電動機２に前記ＰＤＵ１４を介して給電
せしめて、該発電電動機２のアシスト動作を行わせると
共に、このとき発電電動機２が生成する補助出力が指示
された目標補助出力になるように蓄電装置５から発電電
動機２への給電量（発電電動機２への入力電力）をＰＤ
Ｕ１４により制御する。
【００４２】これにより、エンジン１及び発電電動機２
はそれぞれ前記目標出力及び目標補助出力を生成し、そ
れらを併せた出力、すなわち、前記目標車両推進出力が
変速装置３を介して駆動輪６に伝達されて車両の加速走
行がなされる。
【００４３】尚、このアシスト走行モードでは、発電電
動機２への給電を行う蓄電装置５の時々刻々の放電量
（放電電力）の積算値に上限が設定され、該積算値がそ
の上限を超えたときには、発電電動機２への給電が停止
されるのであるが、これについては後述する。
【００４４】前記ＳＴＥＰ２−６の判断において、エン
ジンパワー≦走行抵抗である場合（エンジンパワーが図
３のＢ領域に存する場合）には、統括管理コントローラ
１１は、車両の要求される運転状態が、エンジン１の出
力の一部を使用して発電電動機２の回生動作を行いつつ
車両のクルーズ走行（ほぼ定速度での走行）を行うクル
ーズ回生モードであると判断し、そのモードの制御処理
を行う（ＳＴＥＰ２−８）。
【００４５】このクルーズ回生モードの制御処理では、
統括管理コントローラ１１は、蓄電装置コントローラ１
０において後述の如く把握される蓄電装置５の現在の蓄
電量や、エンジン１の回転数ＮＥ、車速Ｖcar 等に基づ
きマップ等を用いて発電電動機２の目標発電出力を決定
し、それを発電電動機コントローラ８に指示する。ま
た、統括管理コントローラ１１は、前記ＳＴＥＰ２−３
で求めた目標車両推進出力に発電電動機２の目標発電出
力に相当する出力分を上乗せした出力をエンジン１の目
標出力として、これをエンジンコントローラ７に指示す
る。
【００４６】このとき、エンジンコントローラ７は、前
記アシスト走行モードの場合と同様にして、指示された
目標出力をエンジン１に生成させるようにエンジン１の
スロットル開度θth、燃料供給量、点火時期を決定し、
それを前記エンジン駆動装置１３に指示することで、エ
ンジン１の出力を制御する。
【００４７】また、発電電動機コントローラ８は、前記
減速回生モードの場合と同様にして、指示された目標発
電出力を発電電動機２に生成させるように該発電電動機
２から蓄電装置５への給電をＰＤＵ１４を介して制御
し、発電電動機２に回生動作を行わしめ、その回生発電
出力を蓄電装置５に充電させる。この場合、エンジン１
の出力のうち、発電電動機２の発電出力に相当する分が
該発電電動機２の回生動作のためのエネルギー源として
使用され、残りの出力（＝車両推進出力）が変速装置３
を介して駆動輪６に伝達される。
【００４８】尚、前述した減速回生モード、アシスト走
行モード及びクルーズ回生モードの各モードにおける車
両の走行時において、前記変速装置コントローラ９は、
前記Ｔ／Ｍセンサ１８により検出される変速操作レバー
の操作ポジションＳＰ等に基づき、変速装置３の変速動
作をアクチュエータ１７により行わしめる。また、車両
の走行中はクラッチ４を接続状態に保持する。
【００４９】以上説明した作動が本実施形態のハイブリ
ッド車両の走行時に基本的作動である。
【００５０】一方、本実施形態のハイブリッド車両で
は、前述のような作動時において、前記蓄電装置コント
ローラ１０は、蓄電装置５の蓄電量の把握を行ったり、
蓄電装置５から発電電動機２への給電を行う該発電電動
機２の各アシスト動作時における蓄電装置５の放電許容
量（蓄電装置５からの放出を許容するエネルギー量の上
限）を算出・設定する等の処理を行うようにしている。
そして、これらの処理を行うために、蓄電装置コントロ
ーラ１０は、図４のブロック図で示すような機能的構成
を具備している。
【００５１】すなわち、蓄電装置コントローラ１０は、
蓄電装置５の蓄電量（残容量）を把握する蓄電量把握処
理部２１と、発電電動機１の回生動作時における蓄電装
置５への充電量を積算してなる充電量積算値を発電電動
機１の各アシスト動作時における基本放電許容量（放電
許容量の基本値）として求める充電量積算処理部２２
と、発電電動機１の各アシスト動作時における蓄電装置
５の放電量を積算してなる放電量の積算値を求める放電
量積算処理部２３と、前記基本放電許容量を修正するた
めの修正量を発電電動機１のアシスト動作の開始時にお
ける蓄電装置５の蓄電量に応じて求める修正量決定処理
部２４と、該修正量を基本放電許可量に加算することで
該基本放電許可量を修正してなる放電許容量を求める放
電許容量決定処理部２５とを具備している。尚、本発明
の構成に対応させると、修正量決定処理部２４と放電許
容量決定処理部２５とは放電許容量修正手段に相当する
ものである。
【００５２】前記蓄電量把握処理部２１は、例えば次の
ようにして蓄電装置５の時々刻々の蓄電量（残容量）を
把握する。すなわち、蓄電量把握処理部２１は、前記Ｕ
／Ｃセンサ１６から与えられる蓄電装置５の充放電電流
Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂの検出値の積、すなわち、充放電
電力を所定の制御サイクル毎に求め、その充放電電力に
制御サイクルの周期時間を乗算してなる値（これは各制
御サイクルにおける蓄電装置５の充電エネルギー量ある
いは放電エネルギー量に相当する）を蓄電装置５の満充
電状態から上記制御サイクル毎に積算（累積加算）して
いく。このとき、蓄電装置５の放電電力を例えば正極
性、充電電力を負極性とすることで、上記の積算によっ
て、満充電状態から行われた蓄電装置５の充放電の総量
（蓄電装置５が放電したエネルギーの総量から充電され
たエネルギーの総量を差し引いたもの）が求められる。
そして、蓄電量把握処理部２１は、このようにして求め
た充放電の総量を、蓄電装置５がその満充電状態から放
出可能な全エネルギー量（満充電状態での容量）から減
算することで、蓄電装置５の蓄電量（残容量）を把握す
る。尚、蓄電装置５の蓄電量を把握するための手法は、
この他にも種々の手法があり、例えば蓄電装置５の温度
に応じた補正を行いつつ蓄電量を把握してもよく、ある
いは、蓄電装置５の端子電圧Ｖｂのみにより蓄電量を把
握するようにしてもよい。
【００５３】また、放電量積算処理部２３は、発電電動
機２のアシスト動作時にＵ／Ｃセンサ１６から与えられ
る蓄電装置５の充放電電流Ｉｂのうちの放電電流Ｉbdと
端子電圧Ｖｂの検出値の積、すなわち、放電電力を所定
の制御サイクル毎に求め、この放電電力に制御サイクル
の周期時間を乗算してなる値（各制御サイクルにおける
放電エネルギー量）を制御サイクル毎に積算（累積加
算）する。そして、この積算値を放電量積算値として求
め、この求めた放電量積算値を逐次前記発電電動機コン
トローラ８に与える。この場合、放電量積算処理部２３
は、車両運転開始時に放電量積算値を「０」にセット
し、また、発電電動機２のアシスト動作の開始時に、前
回のアシスト動作時に求めて保持した放電量積算値を充
電量積算処理部２２に受け渡した後、該放電量積算値を
「０」にリセットする。尚、蓄電装置コントローラ１０
には、発電電動機コントローラ８から発電電動機２の動
作状態（アシスト動作中であるか、回生動作中であるか
等）を表すデータ（以下、Ｇ／Ｍ動作データという）が
与えられ、放電量積算処理部２３は、このＧ／Ｍ動作デ
ータによって発電電動機２のアシスト動作時であるか否
かを認識する。
【００５４】充電量積算処理部２２は、前記Ｇ／Ｍ動作
データによって認識される発電電動機２の回生動作時
に、Ｕ／Ｃセンサ１６から与えられる蓄電装置５の充放
電電流Ｉｂのうちの充電電流Ｉbcと端子電圧Ｖｂの検出
値の積、すなわち、充電電力を所定の制御サイクル毎に
求め、この充電電力に制御サイクルの周期時間を乗算し
てなる値（各制御サイクルにおける充電エネルギー量）
を該制御サイクル毎に積算（累積加算）していくこと
で、充電量積算値（基本放電許容量）を求める。この場
合、充電量積算処理部２２は、車両運転開始時に放電量
積算値を「０」にセットし、また、発電電動機２のアシ
スト動作の開始時に、充電量積算処理部２２から与えら
れる放電量積算値を、先に行われた発電電動機２の回生
動作時に求めた充電量積算値から減算することで、該充
電量積算値を更新する。そして、次に発電電動機２の回
生動作が行われる際には、上記のように更新された充電
量積算値を初期値として充電電力の積算を行う。
【００５５】修正量決定処理部２４は、前記Ｇ／Ｍ動作
データによって発電電動機２のアシスト動作の開始が認
識されたときに、蓄電量把握処理部２１によって把握さ
れた蓄電量から、例えば図５に示す如くあらかじめ定め
られたデータテーブルにより基本放電許容量の修正量を
求める。この修正量は、充電量積算値により定まる基本
放電許容量に対する上乗せ量（増量分）を表すものであ
り、蓄電装置５の蓄電量が所定値Ｃｘ以下の少ない状態
では、該修正量は「０」に設定され、蓄電量が所定値Ｃ
x 以上の多い状態において、基本的には、該蓄電量が大
きい程、該修正量が大きくなるように設定されている。
【００５６】また、放電許容量決定処理部２５は、発電
電動機２のアシスト動作の開始時に、修正量決定処理部
２４により決定された修正量を、その時点で充電量積算
処理部２２により算出・保持されている充電量積算値
（基本放電許容量）に加算することで、発電電動機２の
今回のアシスト動作に際しての最終的な放電許容量を決
定し、それを発電電動機コントローラ８に与える。この
ようにして放電許容量決定することで、図６（ａ）に示
すように、蓄電装置５の蓄電量が所定値Ｃｘ以下の少な
い状態では、充電量積算値（基本放電許容量）がそのま
ま放電許容量として決定され、また、図６（ｂ）に示す
ように、蓄電装置５の蓄電量が所定値Ｃｘ以上の多い状
態では、充電量積算値（基本放電許容量）に修正量（＞
０）を上乗せしたものが放電許容量として決定される。
【００５７】以上のような機能を有する蓄電装置コント
ローラ１０と前記発電電動機コントローラ８とによっ
て、車両走行時に図７のフローチャートに示す処理が所
定の制御サイクルで行われる。
【００５８】すなわち、蓄電装置コントローラ１０の蓄
電量把握処理部２１によって、前述の如く蓄電装置５の
現在の蓄電量が求められる（ＳＴＥＰ７−１）。
【００５９】次いで、蓄電装置コントローラ１０は、発
電電動機コントローラ８から与えられる前記Ｇ／Ｍ動作
データによって認識される発電電動機２の動作状態が回
生動作（これは前記減速回生モードあるいはクルーズ回
生モードにおいて行われる）であるか否かを判断する
（ＳＴＥＰ７−２）。
【００６０】このとき、発電電動機２の回生動作である
場合には、前記充電量積算処理部２２によって前述の如
く蓄電装置５の充電電力（≒発電電動機２の回生発電出
力）と制御サイクルの周期時間との積が積算され（ＳＴ
ＥＰ７−３）、今回の制御サイクルの処理が終了され
る。尚、この積算は、前回の制御サイクルにおける充電
量積算値に、今回の制御サイクルで求められた充電電力
と制御サイクルの周期時間との積を加算することで行わ
れる。
【００６１】前記ＳＴＥＰ７−２において発電電動機２
の動作状態が回生動作でない場合には、蓄電装置コント
ローラ１０は、次に発電電動機２の動作状態がアシスト
動作（これは前記アシスト走行モードにおいて行われ
る）であるか否かを前記Ｇ／Ｍ動作データによって判断
する（ＳＴＥＰ７−４）。
【００６２】このとき、発電電動機２のアシスト動作で
ない場合（この場合、回生動作でもない）には、今回の
制御サイクルの処理が終了される。
【００６３】また、このとき、発電電動機２のアシスト
動作である場合には、蓄電装置コントローラ１０は、例
えば前回の制御サイクルにおけるＧ／Ｍ動作データと今
回のＧ／Ｍ動作データとの比較することで、発電電動機
２のアシスト動作の開始タイミングであるか否かを判断
する（ＳＴＥＰ７−５）。そして、アシスト動作の開始
タイミングでない場合（アシスト動作の継続中である場
合）には、以下に説明するＳＴＥＰ７−６〜７−１１の
処理が省略されてＳＴＥＰ７−１２の処理が行われる。
【００６４】一方、アシスト動作の開始タイミングであ
る場合には、まず、前記充電量積算処理部２２は、現在
保持している充電量積算値から、放電量積算処理部２３
が現在保持している放電量積算値（車両の走行開始後、
最初に発電電動機２のアシスト動作が開始される際の放
電量積算値の初期値は「０」である）を減算することで
該充電量積算値を更新する（ＳＴＥＰ７−６）。このと
き、放電量積算処理部２３は、更新した充電量積算値が
「０」よりも小さいか否かを判断し（ＳＴＥＰ７−
７）、「０」よりも小さい場合には、充電量積算値を
「０」にリセットする（ＳＴＥＰ７−８）。次いで、放
電量積算処理部２３は放電量積算値を「０」にリセット
する（ＳＴＥＰ７−９）。尚、ＳＴＥＰ７−６〜７−９
の処理は、発電電動機２のアシスト動作が終了した時に
行うようにしてもよい。
【００６５】次いで、前記修正量決定処理部２４が、Ｓ
ＴＥＰ７−１で蓄電量把握処理部２１により求められた
蓄電装置５の蓄電量から図５のデータテーブルを用いて
前記修正量を求める（ＳＴＥＰ７−１０）。さらに、前
記放電許容量決定処理部２５が、上記修正量を、充電量
積算処理部２２により現在保持されている充電量積算値
（基本放電許容量）に加算することで、放電許容量を求
めた後（ＳＴＥＰ７−１１）、ＳＴＥＰ７−１２の処理
が行われる。尚、ＳＴＥＰ７−１１で求められる放電許
容量は、蓄電装置５の蓄電量が前記所定値Ｃｘ以下の少
ない状態では、充電量積算値に一致し（修正量＝０）、
該蓄電量が前記所定値Ｃｘ以上の多い状態では、充電量
積算値よりも修正量（＞０）分だけ増加されることとな
る。また、求められた放電許容量は、発電電動機コント
ローラ８に与えられる。
【００６６】前記ＳＴＥＰ７−１２では、前記放電量積
算処理部２３によって、前述の如く蓄電装置５の放電電
力（≒発電電動機２のアシスト動作のために該発電電動
機２の供給する電力）と制御サイクルの周期時間との積
を積算する。尚、この積算は、放電量積算値の現在値
に、今回の制御サイクルで求められた放電電力と制御サ
イクルの周期時間との積を加算することで行われる。そ
して、このように求められた放電量積算値は、制御サイ
クル毎に発電電動機コントローラ８に与えられる。
【００６７】上記のように発電電動機２のアシスト動作
時に放電許容量と放電量積算値とが与えられる発電電動
機コントローラ８にあっては、放電許容量と放電量積算
値とを比較し（ＳＴＥＰ７−１３）、放電許容量≧放電
量積算値である場合、すなわち、発電電動機２のアシス
ト動作に際して蓄電装置５が放電したエネルギー量がま
だ放電許容量に達しない場合には、発電電動機２のアシ
スト動作を継続したまま今回の制御サイクルの処理を終
了する。
【００６８】一方、放電量積算値が放電許容量を超え、
放電許容量＜放電量積算値となった場合には、発電電動
機２への給電を前記ＰＤＵ１４を介して停止せしめるこ
とで、発電電動機２のアシスト動作を解除し（ＳＴＥＰ
７−１４）、今回の制御サイクルの処理を終了する。こ
れにより、発電電動機２の各回のアシスト動作時におけ
る蓄電装置５の放電エネルギーの総量（≒発電電動機２
に供給するエネルギーの総量）は、放電許容量を上限と
して制限される。尚、発電電動機２のアシスト動作の解
除後も、車両の要求される運転状態がアシスト走行モー
ドで継続した場合には、前記統括管理コントローラ１１
は、前記目標車両推進出力をエンジンの目標出力とし
て、エンジン１の出力をエンジンコントローラ７により
目標出力に制御させる。
【００６９】以上、説明した如く、本実施形態のハイブ
リッド車両では、発電電動機２の回生動作時における蓄
電装置５への充電量積算値を、発電電動機２のアシスト
動作における蓄電装置５の基本放電許容量（蓄電装置５
からの放電を許容するエネルギーの基本の上限値）とす
るが、発電電動機２のアシスト動作の開始時に蓄電装置
５の蓄電量が比較的多く、該蓄電装置５自身が保有する
エネルギーに余裕がある場合には、該蓄電量に応じた修
正量を上記基本放電許容量に上乗せしたものが、発電電
動機２のアシスト動作に際しての実際の放電許容量とな
る。しかも、この上乗せを行う修正量は、蓄電量が大き
い程、増加される。このため、発電電動機２の回生発電
によって蓄電装置５に蓄えられたエネルギーだけでな
く、蓄電装置５自身が保有するエネルギーの余裕分を使
用して、発電電動機２のアシスト動作を行うことがで
き、該アシスト動作で要求されるエネルギー量や該アシ
ストが要求される時間が比較的多い場合であっても、発
電電動機２のアシスト動作を十分に行うことができる。
そして、ひいては、エンジン１の燃料消費をできるだけ
抑えることができる。さらに、蓄電装置５の蓄電量が比
較的多い場合には、上記の如く、蓄電装置５自身が保有
するエネルギーの余裕分も発電電動機２のアシスト動作
のために使用し得るようにするため、蓄電装置５の蓄電
量が満充電状態よりも少なめなものに維持されやすい。
このため、前記減速回生モードの運転が頻繁に行われる
ような状況（例えば長い下り坂の走行時等）において
も、蓄電装置５の過充電を予防することができると同時
に、車両の減速時の運動エネルギーを使用した発電電動
機２の回生動作による発電エネルギーを蓄電装置５に十
分に蓄えることができる。従って車両の高いエネルギー
効率を確保することができ、このことは、本実施形態で
蓄電装置５として採用している電気二重層コンデンサに
おいて特に効果的である。
【００７０】また、アシスト動作の開始時に蓄電装置５
の蓄電量が比較的少ない場合には、発電電動機２の回生
発電によって蓄電装置５に蓄えられたエネルギー（充電
量積算値）のみを発電電動機２のアシスト動作に使用す
るため、蓄電装置５が過剰に放電し、劣化してしまよう
な事態を回避することができる。
【００７１】また、前記放電量積算処理部２３が求める
放電量積算値は、発電電動機２の各回のアシスト動作毎
の放電量積算値であり、前記基本放電許容量となる前記
充電量積算値は、発電電動機２のアシスト動作が開始さ
れる毎に、その時点までに求められた充電量積算値から
放電量積算値を減算した値に更新されるので、前記基本
放電量量は発電電動機２の動作開始前までに発電電動機
２の回生動作によって蓄電装置５に充電されたエネルギ
ーの総量から発電電動機２のアシスト動作時に放電した
エネルギーの総量を差し引いたものとなる。このため、
発電電動機２の回生動作により蓄電装置５に蓄えられる
エネルギーを、アシスト動作時のエネルギー源とて効果
的に活用することができる。
【００７２】尚、本実施形態では、前記放電許容量は、
蓄電装置５の蓄電量が比較的多い場合にのみ、該基本放
電許容量から増加させる側に修正することで決定した
が、蓄電装置５の蓄電量が比較的少ない場合には、上記
と逆に基本放電許容量から減少させる側に修正すること
で放電許容量を決めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハイブリッド車両の制御装置の一実施
形態のシステム構成図。
【図２】図１の装置の基本的作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【図３】図１の装置の基本的作動を説明するための線
図。
【図４】図１の装置の要部の機能を表すブロック図。
【図５】図１の装置の要部の作動を説明するための線
図。
【図６】図１の装置の要部の作動を説明するための線
図。
【図７】図１の装置の要部の作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【符号の説明】
１…エンジン、２…発電電動機、５…蓄電装置、２４…
修正量決定処理部（放電許容量修正手段）、２５…放電
許容量決定処理部（放電許容量修正手段）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０１Ｇ 9/00 ３０１Ｚ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】車両の推進源であるエンジンと、該エンジ
    ンの出力を補助する補助出力を蓄電装置の電力を用いて
    生成する電動機としての動作と前記蓄電装置に充電する
    電力を回生発電する発電機としての動作とを行う発電電
    動機とを具備し、該発電電動機の発電機としての動作時
    に該発電電動機から前記蓄電装置への充電量を積算して
    なる充電量積算値を該発電電動機の電動機としての動作
    時における前記蓄電装置の放電許容量とし、該発電電動
    機の電動機としての動作時に前記蓄電装置の放電量を積
    算してなる放電量積算値を前記放電許容量内に制限する
    ハイブリッド車両の制御装置において、 前記発電電動機の電動機としての動作開始時における前
    記蓄電装置の蓄電量に応じて前記放電許容量を修正する
    放電許容量修正手段を備えたことを特徴とするハイブリ
    ッド車両の制御装置。
  2. 【請求項２】前記放電許容量修正手段は、前記蓄電装置
    の蓄電量が所定値以上であるとき前記放電許容量をその
    増加側に修正することを特徴とする請求項１記載のハイ
    ブリッド車両の制御装置。
  3. 【請求項３】前記放電許容量の増加側への修正量は、前
    記蓄電装置の蓄電量が多い程、増加させることを特徴と
    する請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4. 【請求項４】前記放電量積算値は、前記発電電動機の電
    動機としての各回の動作毎の放電量積算値であり、前記
    充電量積算値は、前記発電電動機の電動機としての動作
    が行われる毎に、その電動機としての動作時に求められ
    る前記放電量積算値を、該電動機としての動作開始時に
    おける充電量積算値から減算してなる値に更新されるこ
    とを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハイ
    ブリッド車両の制御装置。
  5. 【請求項５】前記蓄電装置は、電気二重層コンデンサか
    らなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記
    載のハイブリッド車両の制御装置。
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