(57)【要約】【課題】キャパシターに蓄えるエネルギーをモーターに有効に供給して走行させる。【解決手段】ハイブリッドカーは、モーター２と、二次電池５を内蔵する電源装置１と、電源装置１の二次電池５を充電するゼネレータ３とを備える。電源装置１は、モーター２に電力を供給して車両を加速できる容量のキャパシター６と、キャパシター６からモーター２への電力供給を制御するキャパシタースイッチ８と、二次電池５からモーター２への電力供給を制御する電池スイッチ９と、電池スイッチ９とキャパシタースイッチ８とを制御する制御部１０と、温度を検出する温度検出部１１とを備える。制御部１０は、温度検出部１１で検出する温度が設定温度よりも低いときに、電池スイッチ９をオフにして二次電池５からモーター２への電力供給を遮断し、キャパシタースイッチ８をオンにしてキャパシター６からモーター２に電力を供給して車両を加速する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を走行させるモーター(2)と、このモーター(2)に電力を供給する二次電池(5)を内蔵する電源装置(1)と、電源装置(1)の二次電池(5)を充電するゼネレータ(3)とを備えるハイブリッドカーであって、
電源装置(1)が、モーター(2)に電力を供給して車両を加速できる容量のキャパシター(6)と、このキャパシター(6)からモーター(2)への電力供給を制御するキャパシタースイッチ(8)と、二次電池(5)からモーター(2)への電力供給を制御する電池スイッチ(9)と、電池スイッチ(9)とキャパシタースイッチ(8)とを制御する制御部(10)と、温度を検出する温度検出部(11)とを備えており、
制御部(10)は、温度検出部(11)で検出する温度が設定温度よりも低いときに、電池スイッチ(9)をオフにして二次電池(5)からモーター(2)への電力供給を遮断し、キャパシタースイッチ(8)をオンにしてキャパシター(6)からモーター(2)に電力を供給して車両を加速するようにしてなるハイブリッドカー。
【請求項２】
キャパシター(6)が電気二重層キャパシターである請求項１に記載されるハイブリッドカー。
【請求項３】
二次電池(5)がニッケル水素電池である請求項１に記載されるハイブリッドカー。
【請求項４】
キャパシター(6)の容量が１Ｆ以上である請求項１に記載されるハイブリッドカー。
【請求項５】
モーター(2)がゼネレータ(3)に併用されるモーターゼネレータである請求項１に記載されるハイブリッドカー。
【請求項６】
制御部(10)は、電池の残容量を検出し、残容量が設定容量よりも小さいときに、電池スイッチ(9)をオフにして二次電池(5)からモーター(2)への電力供給を遮断し、キャパシタースイッチ(8)をオンにしてキャパシター(6)からモーター(2)に電力を供給して車両を加速するようにしてなる請求項１に記載されるハイブリッドカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を走行させるモーターを備えるハイブリッドカーに関し、とくに、二次電池とキャパシターの両方でモーターを駆動して走行するハイブリッドカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッドカーは、車両を走行させるモーターと、このモーターに電力を供給する電源装置と、電源装置の二次電池を充電し、さらに車両を走行させるエンジンとを搭載している。モーターを駆動する電源装置は、多数の二次電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。二次電池は、ニッケル水素電池等の充電できる電池を使用している。ハイブリッドカーは、エンジンの出力と、モーターの出力の両方で車輪を駆動して走行させるパラレル方式と、エンジンで二次電池を充電し、モーターのみで車両を走行させるシリーズ方式とがある。いずれの方式のハイブリッドカーも、電池温度が低いときに、二次電池からモーターに大電流を電力を供給するのが難しい。二次電池は、温度が低くなと電気的な特性が低下して、大電流で放電できなくなるからである。
【０００３】
ところで、二次電池の瞬間放電電流を大きくするために、二次電池と並列にキャパシターを接続する技術は開発されている（特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特開平８−１９３５６４号公報
【特許文献２】特開平１０−２９４１３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の公報は、セルモーターに大電流を供給するために、二次電池と並列に大容量のキャパシターを接続している。特許文献２の公報は、電池と並列にキャパシターを接続する素子を記載している。キャパシターと二次電池は電気特性が異なり、キャパシターは、瞬間的な大電流には適しているが放電時間が短い欠点がある。また、二次電池は、放電時間は長いが、瞬間的な大電流放電には適さない特性がある。キャパシターと二次電池を並列に接続して、キャパシターから瞬間的な大電流を出力し、二次電池から継続して放電電流を出力できる。特許文献１の公報は、二次電池とキャパシターを並列に接続している電源をセルモーターに接続する。この電源は、セルモーターに接続された瞬間に、キャパシターからセルモーターに大電流が供給される。ただ、キャパシターからセルモーターに放電電流を供給できるのは、極めて短時間である。大電流で放電されたキャパシターの電圧が、二次電池の電圧まで低下すると、キャパシターからセルモーターに電流を供給できなくなるからである。
【０００５】
キャパシターは、以下の式で示すエネルギー（Ｅ）が蓄えられる。
Ｅ＝ＣＶ２／２
この式において、Ｃは静電容量、Ｖはキャパシターの電圧である。
この式から、キャパシターは、電圧の自乗と、静電容量の積の１／２のエネルギーが蓄えられる。ただ、キャパシターが蓄えているエネルギーを全て出力するには、電圧が０Ｖになるまで放電する必要がある。
【０００６】
ところが、二次電池と並列にキャパシターを接続する電源は、二次電池の電圧までキャパシターの電圧が低下すると、キャパシターから負荷に電力を出力できなくなる。このため、二次電池とキャパシターとの並列電源は、キャパシターからセルモーターに供給される電力は、蓄えるエネルギーのほんの一部に過ぎない。それは、キャパシターは放電するにしたがって電圧が低下するので、キャパシターの電圧が二次電池の電圧まて低下すると、キャパシターにチャージされたエネルギーを出力できなくなるからである。キャパシターを接続しない二次電池がセルモーターに接続されると、二次電池の出力電圧が低下するが、キャパシターの電圧がこの電圧まで低下すると、キャパシターは蓄えるエネルギーを放電できなくなる。二次電池からセルモーターに電力が供給されて、出力電圧が低下しなくなるからである。
【０００７】
このため、二次電池と並列にキャパシターを接続して、キャパシターと二次電池の両方から負荷に電流を出力できるが、キャパシターは蓄えるエネルギーのほんの一部しか出力できない。このため、大容量のキャパシターを接続するにもかかわらず、キャパシターからは負荷に大電流を供給できない欠点がある。
【０００８】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の目的は、電池温度が低くて二次電池からモーターに大電流を供給できないときに、キャパシターに蓄えるエネルギーをモーターに有効に供給して走行できるハイブリッドカーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のハイブリッドカーは、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
ハイブリッドカーは、車両を走行させるモーター２と、このモーター２に電力を供給する二次電池５を内蔵する電源装置１と、電源装置１の二次電池５を充電するゼネレータ３とを備える。電源装置１は、モーター２に電力を供給して車両を加速できる容量のキャパシター６と、このキャパシター６からモーター２への電力供給を制御するキャパシタースイッチ８と、二次電池５からモーター２への電力供給を制御する電池スイッチ９と、電池スイッチ９とキャパシタースイッチ８とを制御する制御部１０と、温度を検出する温度検出部１１とを備えている。制御部１０は、温度検出部１１で検出する温度が設定温度よりも低いときに、電池スイッチ９をオフにして二次電池５からモーター２への電力供給を遮断し、キャパシタースイッチ８をオンにしてキャパシター６からモーター２に電力を供給して車両を加速する。
【００１０】
キャパシター６は、電気二重層キャパシター６とすることができる。二次電池５は、ニッケル水素電池とすることができる。キャパシター６の容量は、１Ｆ以上とすることができる。モーター２は、ゼネレータ３に併用されるモーターゼネレータとすることができる。
【００１１】
また、本発明のハイブリッドカーは、電池温度に加えて電池の残容量も検出し、残容量が設定容量よりも小さいときには、電池スイッチ９をオフにして二次電池５からモーター２への電力供給を遮断し、キャパシタースイッチ８をオンにしてキャパシター６からモーター２に電力を供給して車両を加速するようにすることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のハイブリッドカーは、電池温度が低くて二次電池からモーターに大電流を供給できないときに、キャパシターに蓄えるエネルギーをモーターに効率よく供給して走行できる特徴がある。このため、電池温度が低いときにも、ハイブリッドカーをモーターで速やかに加速でき、しかも二次電池の劣化を少なくできる特徴がある。とくに、本発明のハイブリッドカーは、キャパシターからモーターに電力を供給するときに、二次電池をキャパシターに接続しないので、キャパシターに蓄えるエネルギーを有効にモーターに供給できる特徴がある。
【００１３】
二次電池とキャパシターとを並列に接続してモーターに電力を供給することはできる。ただ、この方式では、キャパシターの一部の電力しかモーターに供給できない。それは、二次電池を電圧が０Ｖになるまで放電できないために、二次電池に接続してるキャパシターも電圧が０Ｖになるまで放電できないからである。二次電池は、最低電圧まで放電されると、放電を停止する必要がある。このため、二次電池とキャパシターとを並列に接続している電源は、二次電池の電圧が最低電圧まで低下すると、二次電池とキャパシターの両方の放電を停止する必要がある。二次電池は、広い電圧範囲では使用できず、最低電圧を低くすると寿命が著しく短くなる。このため、最低電圧を低くできず、したがって、キャパシターを低い電圧まで放電できず、蓄えているエネルギーの一部しかモーターに供給できなくなる。
【００１４】
これに対して、本発明のハイブリッドカーは、二次電池に接続しないキャパシターからモーターに電力を供給する。ハイブリッドカーは、直流をインバータで交流に変換してモーターに供給している。このため、キャパシターの電力はインバータを介してモーターに供給される。インバータが出力電圧を調整して、キャパシターの電圧が低下しても、モーターには所定電圧の交流を供給できる。したがって、キャパシターは、インバータを介して、完全に放電されるまで、モーターに電力を供給できる。このことは、キャパシターに蓄えられるエネルギーを残らず有効にモーターに供給して、車両を有効に加速できる。また、このことは、キャパシターの容量を小さくして、実質的にモーターに供給する電力を大きくできる特徴を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのハイブリッドカーを例示するものであって、本発明はハイブリッドカーを以下のものに特定しない。
【００１６】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１７】
図１の回路図に示すハイブリッドカーは、車両を走行させるモーター２と、このモーター２に電力を供給する二次電池５を内蔵する電源装置１と、電源装置１の二次電池５を充電するゼネレータ３とを備える。図のハイブリッドカーは、モーター２をゼネレータ３に併用するモーターゼネレータである。モーターゼネレータは、二次電池５から電力を供給して車両を走行させるモーター２となる。また、エンジン４に回転され、あるいは回生制動で車輪に回転されてゼネレータ３となる。ただし、本発明のハイブリッドカーは、モーターとゼネレータを別々に設けることができる。
【００１８】
ハイブリッドカーはエンジン４を備える。モーターゼネレータのハイブリッドカーは、エンジン４で車輪を駆動して走行し、また、エンジン４でモーターゼネレータを回転させて二次電池５を充電する。モーターゼネレータは、車輪を駆動して車両を走行させる。
【００１９】
図の電源装置１は、交流を直流に、また直流を交流に変換するインバータ７と、このインバータ７の出力で充電される二次電池５及びキャパシター６と、キャパシター６からモーターゼネレータへの電力供給と、モーターゼネレータからキャパシター６への電力供給を制御するキャパシタースイッチ８と、二次電池５からモーターゼネレータへの電力供給と、モーターゼネレータから二次電池５への電力供給を制御する電池スイッチ９と、キャパシター６と二次電池５の間に接続している充電スイッチ１２と、電池温度を検出する温度検出部１１と、インバータ７と、キャパシタースイッチ８と、電池スイッチ９と、充電スイッチ１２とを制御し、かつ温度検出部１１の信号を入力している制御部１０とを備える。
【００２０】
インバータ７は、二次電池５及びキャパシター６と、モーターゼネレータとの間に接続している。インバータ７は、モーターゼネレータをモーターとして使用するときは、二次電池５やキャパシター６から出力される直流を、三相の交流に変換して、三相の交流をモーターゼネレータに供給して回転させる。モーターゼネレータをゼネレータとして使用するときは、モーターゼネレータから出力される三相の交流を直流に変換して二次電池５とキャパシター６に供給する。このとき、インバータ７の出力電圧を高くするほど充電電流は大きくなる。回生制動のときは、インバータ７の出力電圧や出力電流で制動力をコントロールする。出力電圧を高くして充電電流を大きくすると、モーターゼネレータの回転トルクが大きくなって大きな制動力が働くからである。また、二次電池５やキャパシター６の直流出力を交流に変換してモーターゼネレータに供給するときも、電圧を調整してモーターゼネレータに供給する電力を制御することができる。インバータ７の出力電圧を高くしてモーターゼネレータの出力を大きくできるからである。
【００２１】
二次電池５は、複数の素電池を直列に接続して電池モジュールとし、さらに複数の電池モジュールを直列に接続して出力電圧を高くしている。二次電池５の出力電圧は、これでモーター２を駆動して車両を走行できる電圧、たとえば１００〜４００Ｖである。二次電池５の容量は、車両の重量や用途で最適値に設定されるが、たとえば５〜１０Ａｈである。この二次電池５は、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池等の充電できる電池である。
【００２２】
キャパシター６は、容量の大きい電気二重層キャパシターである。キャパシター６は、これを放電して車両を加速できる容量のものである。好ましくは、キャパシター６の容量は、蓄えるエネルギーを放電して、車両を１０〜６０ｋｍ／時間の速度まで加速できる容量に設定される。キャパシター６に蓄えられるエネルギーは、電圧と静電容量で特定される。したがって、キャパシター６は、静電容量を大きく、耐圧を高くして、蓄えるエネルギーを大きくできる。
【００２３】
キャパシタースイッチ８は、キャパシター６の直流出力をインバータ７を介してモーターゼネレータに供給し、また、モーターゼネレータからの交流出力をインバータ７を介してキャパシター６に供給するときにオンに切り換えられ、その他のときにオフとなるスイッチである。キャパシタースイッチ８は、リレーや半導体スイッチング素子である。半導体スイッチング素子のキャパシタースイッチ８は、ＦＥＴやトランジスターである。
【００２４】
電池スイッチ９は、二次電池５の直流出力をインバータ７を介してモーターゼネレータに供給し、また、モーターゼネレータからの交流出力をインバータ７を介して二次電池５に供給するときにオンに切り換えられ、その他のときにオフとされるスイッチである。電池スイッチ９は、リレーや半導体スイッチング素子である。半導体スイッチング素子の電池スイッチ９は、ＦＥＴやトランジスターである。
【００２５】
充電スイッチ１２は、キャパシター６と二次電池５との間に接続されて、キャパシター６から二次電池５を充電し、また二次電池５がキャパシター６を充電するときにオンに切り換えられる。充電スイッチ１２は、充電電流を制限する電流制限抵抗１３を直列に接続している。電流制限抵抗１３は、電気抵抗を大きくして充電電流を小さくし、電気抵抗を小さくして充電電流を大きくできる。充電スイッチは、電流制限抵抗に代わって、充電スイッチをオンオフに切り換えるデューティーで、実質的な充電電流を調整することができる。オンオフに切り換える充電スイッチは、直列にインダクタンスとコンデンサーとを接続して、充電電流を平滑化することもできる。電流制限抵抗を使用しないで、充電スイッチをオンオフに切り換えるデューティーで充電電流を調整するものは、電流制限抵抗による熱損失がなく、効率よく充電できる。
【００２６】
図の電源装置１は、キャパシタースイッチ８と電池スイッチ９とをメインスイッチ１４を介してインバータ７に接続している。メインスイッチ１４は、モーターゼネレータが二次電池５やキャパシター６を充電するとき、あるいは二次電池５やキャパシター６がモーターゼネレータに放電電流を供給するときにオン、その他のときにオフに切り換えられる。
【００２７】
制御部１０は、電池の温度を検出するために温度検出部１１を接続している。温度検出部１１は、たとえば温度センサーである。温度検出部１１で電池の温度を検出し、電池の温度が設定温度よりも低いときに、電池スイッチ９をオフにして二次電池５からモーター２への電力供給を遮断し、キャパシタースイッチ８をオンにしてキャパシター６からモーター２に電力を供給して車両を加速する。
【００２８】
また、図の制御部１０は、電池の残容量を検出するために、電池の電圧と電流を検出する電圧電流検出部１５を接続している。制御部１０は、電圧電流検出部１５で電池の電流や電圧を検出し、電池に流れる充放電電流を積算して残容量を演算し、あるいは電池電圧から残容量を検出する。電池は残容量が小さくなると電圧が低下するので、電圧を検出して残容量を検出することができる。したがって、電池の電圧を設定電圧に比較してキャパシターと二次電池の電流をコントロールするのは、実質的には残容量を設定容量に比較してキャパシターと二次電池の電流をコントロールするのと同じである。この制御部１０は、電池の温度が設定温度よりも高い場合であっても、電池の残容量が設定容量よりも低いときには、電池スイッチ９をオフにして二次電池５からモーター２への電力供給を遮断し、キャパシタースイッチ８をオンにしてキャパシター６からモーター２に電力を供給して車両を加速する。
【００２９】
以上電源装置１は、制御部１０が図２に示すように、各々のスイッチをオンオフに切り換える。ただし、以下は、電池温度でキャパシターと二次電池の電流をコントロールする動作を記載している。電池の残容量を設定容量に比較する方法は、電池の温度が設定温度よりも低いときと同じようにしてキャパシターと二次電池の電流をコントロールできる。
【００３０】
（エンジン始動ｔ1→ｔ2→ｔ3）
電池温度が設定温度よりも低いとき、制御部１０は、充電スイッチ１２と電池スイッチ９をオフとして、キャパシタースイッチ８とメインスイッチ１４をオンに切り換える。キャパシター６が、キャパシタースイッチ８とメインスイッチ１４を介してインバータ７に接続されて、モーターゼネレータに電力を供給し、モーターゼネレータがモーター２として回転されてエンジン４を始動する。この工程に先だって、イグニッションスイッチをオンにしたときに、二次電池５がキャパシター６を充電する。二次電池５からはインバータ７を介してモーターゼネレータに電力が供給されず、二次電池５は放電されない。インバータ７を介してモーターゼネレータに電力を供給するキャパシター６は、二次電池５を並列に接続していないので、最低電圧が二次電池５の電圧に制限されず、放電されるにしたがって電圧が低下して、蓄えるエネルギーを出力する。インバータ７は、キャパシター６からの入力電圧が低下しても、モーターゼネレータへの供給電圧が低下しないように電圧を調整する。インバータ７は、入力電圧が低下しても出力電圧が低下しないように安定化させ、あるいは入力電圧の低下に対して、出力電圧の低下を少なくするようにモーターゼネレータへの出力電圧を調整する。このように、出力電圧を調整して、キャパシター６に蓄えるエネルギーを有効にモーターゼネレータに供給する。電池電圧が設定温度よりも高いときは、キャパシター６と二次電池５の両方からインバータ７を介してモーターゼネレータに電力を供給する。
エンジン４が始動されると、制御部１０は、メインスイッチ１４とキャパシタースイッチ８をオフに切り換える。
【００３１】
（キャパシター充電開始ｔ3→ｔ4）
電池温度が設定温度よりも低いとき、放電されたキャパシター６を二次電池５で充電する。このため、制御部１０は、メインスイッチ１４と電池スイッチ９とキャパシタースイッチ８をオフとして、充電スイッチ１２をオンに切り換える。二次電池５は、電流制限抵抗１３で充電電流を制限しながら、キャパシター６を充電する。このとき、二次電池５は、大電流で瞬間的にはキャパシター６を充電しないので、二次電池５が過大電流でダメージを受けることはない。キャパシター６が二次電池５の電圧まで充電されると、充電スイッチ１２をオフに切り換える。
電池温度が設定温度よりも低いとき、この工程で、二次電池５からキャパシター６を充電しない。
【００３２】
（加速開始して、平地加速走行ｔ4→ｔ5）
電池温度が設定温度よりも低いときに、車両を加速するときは、充電されたキャパシター６がインバータ７を介してモーターゼネレータに電力を供給する。このため、制御部１０は、キャパシタースイッチ８とメインスイッチ１４をオン、電池スイッチ９と充電スイッチ１２をオフとする。車両を加速するとき、インバータ７を介してモーターゼネレータには大きな電流が流れるが、この電流をキャパシター６が供給する。このため、温度の低い二次電池５からはモーターゼネレータに大電流が供給されず、二次電池５の大電流放電によるダメージを防止できる。
放電されるキャパシター６は、二次電池５を並列に接続していないので、最低電圧が二次電池５の電圧に制限されることなく低下して、蓄えているエネルギーを放出する。このときも、インバータ７は、モーターゼネレータへの供給電圧が低下しないように出力電圧を調整し、入力電圧が低下しても出力電圧を一定電圧に安定化させ、あるいは入力電圧の低下に対して、出力電圧の低下を少なくするようにする。インバータ７が出力電圧を調整して、キャパシター６に蓄えるエネルギーを有効にモーターゼネレータに供給する。
電池温度が設定温度よりも高いときは、キャパシタースイッチ８と充電スイッチ１２をオフ、電池スイッチ９とメインスイッチ１４をオンに切り換えて、鎖線で示すように、二次電池５からインバータ７を介してモーターゼネレータに電力を供給する。
【００３３】
（平地定速走行、緩やかな上りｔ5→ｔ6→ｔ6'）
平地を一定の速度で走行するとき、あるいは緩やかな上りのとき、モーターゼネレータは大電流では放電されない。このため、キャパシタースイッチ８と充電スイッチ１２をオフ、電池スイッチ９とメインスイッチ１４をオンとして、二次電池５がモーターゼネレータに電力を供給する。この工程において、パラレル方式のハイブリッドカーは、エンジン４のみで走行し、あるいはエンジン４とモーターゼネレータの両方で走行することができる。この工程で、二次電池５の残容量が設定容量よりも小さくなると、モーターゼネレータをゼネレータ３として使用して、二次電池５を設定容量まで充電する。キャパシタースイッチ８と充電スイッチ１２をオフ、メインスイッチ１４と電池スイッチ９をオンとし、モーターゼネレータはエンジン４で駆動して二次電池５を充電する。制御部１０は、二次電池５の残容量を検出しており、残容量が設定容量よりも小さくなると、以上の制御をして二次電池５を充電する。二次電池５を充電するとき、モーターゼネレータはゼネレータとして使用される。このため、モーターゼネレータをモーターとして、車両を走行させることはない。モーターゼネレータが車両を走行させない全ての工程で、モーターゼネレータをゼネレータとして使用して、二次電池５を充電できる。モーターゼネレータをエンジン４で駆動して、ゼネレータとして二次電池５を充電するとき、電池スイッチ９をオンとして二次電池５を充電し、あるいは電池スイッチ９及びキャパシタースイッチ８をオンにしてキャパシター６を二次電池５と並列に接続して、キャパシター６と二次電池５の両方を充電する。
【００３４】
（急な上りの坂道走行ｔ6'→ｔ7）
車両が急な上りを走行するとき、モーターゼネレータの出力が大きく、負荷電流は大きくなる。このとき、キャパシター６からモーターゼネレータに電力を供給して、二次電池５からは電力を供給しない。二次電池５に代わってキャパシター６から電力を供給する。キャパシター６は、大電流の放電に適しているからである。キャパシター６からモーターゼネレータに電力を供給するように、制御部１０は、キャパシタースイッチ８とメインスイッチ１４をオン、充電スイッチ１２と電池スイッチ９をオフとする。
【００３５】
（急な下りの坂道走行ｔ7→ｔ7'）
この工程で、モーターゼネレータは回生制動して車両を制動する。急な坂道を下るので、モーターゼネレータの回生制動の制動力は大きく、インバータ７を介して大きな充電電流を出力する。大電流の充電はキャパシター６が適しているので、二次電池５を充電することなく、回生制動の電力でキャパシター６を充電する。
この状態を実現するために、制御部１０はメインスイッチ１４とキャパシタースイッチ８をオン、電池スイッチ９と充電スイッチ１２をオフとする。
この工程でキャパシター６が設定電圧まで充電され、キャパシター６の電圧が二次電池５の電圧よりも高い場合は、充電スイッチ１２をオンにして、キャパシター６で二次電池５を充電することができる。
【００３６】
（穏やかな下りの坂道走行ｔ7'→ｔ8）
穏やかな坂道を下るとき、回生制動の制動力は小さい。このため、モーターゼネレータから出力される充電電流は小さくなる。小さい充電電流は二次電池５を充電する。このことを実現するために、キャパシタースイッチ８と充電スイッチ１２をオフ、メインスイッチ１４と電池スイッチ９をオンにして、インバータ７の出力で二次電池５を充電する。このとき、充電スイッチ１２をオンとし、あるいはキャパシタースイッチ８をオンにして、二次電池５と一緒にキャパシター６も充電することもできる。キャパシター６と二次電池５の電圧差が設定電圧よりも大きいとき、充電スイッチ１２をオンにして、スイッチオンのときに瞬間的に大電流が流れるのを防止する。キャパシター６と二次電池５の電圧差が設定電圧よりも小さくなり、あるいは小さいときは、電池スイッチ９をオンにして、キャパシター６と二次電池５を一緒に充電する。
【００３７】
（平地定速走行ｔ8→ｔ9）
この工程は、前述の工程と同じように、キャパシター６から放電することなく、二次電池５をからモーターゼネレータに電力を供給する。したがって、制御部１０は、電池スイッチ９とメインスイッチ１４をオン、キャパシタースイッチ８と充電スイッチ１２をオフとする。
【００３８】
（平地減速走行ｔ9→ｔ10）
二次電池５を充電することなく、キャパシター６を充電する。したがって、制御部１０は、キャパシタースイッチ８とメインスイッチ１４をオン、電池スイッチ９と充電スイッチ１２をオフにする。キャパシター６を充電するので、急ブレーキで回生制動しても、電力を有効にキャパシター６に回収できる。
【００３９】
（車両停止ｔ10→ｔ11）
イグニッションスイッチをオフにしてエンジン４のアイドリングを停止させる。このとき、キャパシター６で二次電池５を充電する。キャパシター６は、二次電池５に比較して自己放電が大きいので、イグニッションスイッチをオフにすると、蓄えている電荷を自己放電して消失する。このキャパシター６のエネルギーを無駄にしないために、二次電池５を充電して回収する。二次電池５は、キャパシター６に比較して自己放電が少なく、回収したエネルギーを保存する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例にかかるハイブリッドカーの回路図である。
【図２】図１に示すハイブリッドカーを制御部が制御する状態を示すタイミングチャート図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…電源装置
２…モーター
３…ゼネレータ
４…エンジン
５…二次電池
６…キャパシター
７…インバータ
８…キャパシタースイッチ
９…電池スイッチ
１０…制御部
１１…温度検出部
１２…充電スイッチ
１３…電流制限抵抗
１４…メインスイッチ
１５…電圧電流検出部
【図１】
2006187160.tif 000003
【図２】
2006187160.tif 000004