(57)【要約】【課題】  ハイブリッドバッテリの過放電、過充電を防止することが可能な、ハイブリッド制御装置を得る。【解決手段】  モータ（５）と、モータ（５）に電力を供給しかつ制動時にはモータ（５）によって充電されるバッテリ（９）と、主にエンジン出力により駆動されて発電しバッテリを充電する発電機（６）と、バッテリとモータおよび発電機間に接続されるインバータ回路（８）と、バッテリ（９）とインバータ回路間に接続されると共に出力電流平滑用のコンデンサ（１４）を備える昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ（７）を備えたハイブリッドシステムを制御するハイブリッド制御装置において、コンデンサ（１４）のチャージ、ディスチャージに伴う電力損失を表す補正を行って、バッテリの充放電制御を行う。【選択図】      図１
2006262638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用モータと、前記走行用モータに電力を供給しかつ制動時には前記走行用モータによって充電されるハイブリッドバッテリと、主にエンジン出力により駆動されて発電し前記ハイブリッドバッテリを充電する発電機と、前記ハイブリッドバッテリと前記走行用モータおよび発電機間に接続されるインバータ回路と、前記ハイブリッドバッテリと前記インバータ回路間に接続されると共に出力電流平滑用のコンデンサを備える昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを備えたハイブリッドシステムを制御するハイブリッド制御装置において、
前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータにおける前記コンデンサのチャージ、ディスチャージに伴う電力損失を表す補正を行い、前記走行用モータと前記発電機による前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を行うことを特徴とする、ハイブリッド制御装置。
【請求項２】
走行用モータと、前記走行用モータに電力を供給しかつ制動時には前記走行用モータによって充電されるハイブリッドバッテリと、主にエンジン出力により駆動されて発電し前記ハイブリッドバッテリを充電する発電機と、前記ハイブリッドバッテリと前記走行用モータおよび発電機間に接続されるインバータ回路と、前記ハイブリッドバッテリと前記インバータ回路間に接続される昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを備えたハイブリッドシステムを制御するハイブリッド制御装置において、
前記走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断した場合、前記モータトルク出力を優先する場合よりも小さい電圧変化量を用いて前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする、ハイブリッド制御装置。
【請求項３】
走行用モータと、前記走行用モータに電力を供給しかつ制動時には前記走行用モータによって充電されるハイブリッドバッテリと、主にエンジン出力により駆動されて発電し前記ハイブリッドバッテリを充電する発電機と、前記ハイブリッドバッテリと前記走行用モータおよび発電機間に接続されるインバータ回路と、前記ハイブリッドバッテリと前記インバータ回路間に接続される昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを備えたハイブリッドシステムを制御するハイブリッド制御装置において、
前記走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断した場合、前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ出力を予め決められた所定の電圧まで昇圧した後、前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記インバータ回路によるハイブリッド制御を開始することを特徴とする、ハイブリッド制御装置。
【請求項４】
走行用モータと、前記走行用モータに電力を供給しかつ制動時には前記走行用モータによって充電されるハイブリッドバッテリと、主にエンジン出力により駆動されて発電し前記ハイブリッドバッテリを充電する発電機と、前記ハイブリッドバッテリと前記走行用モータおよび発電機間に接続されるインバータ回路と、前記ハイブリッドバッテリと前記インバータ回路間に接続される昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ハイブリッドバッテリによって直接駆動される車載機器を備えたハイブリッドシステムを制御するハイブリッド制御装置において、
前記走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断した場合、前記ハイブリッドバッテリによって直接駆動される車載機器への通電を停止して前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記インバータ回路によるハイブリッド制御を行うことを特徴とする、ハイブリッド制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のハイブリッド制御装置において、前記車載機器は電動エアコンディショナーであることを特徴とする、ハイブリッド制御装置。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れか１項に記載のハイブリッド制御装置において、前記モータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御優先する場合は、前記ハイブリッドバッテリの内部抵抗値が通常値よりも大きい場合である、ハイブリッド制御装置。
【請求項７】
走行用モータと、前記走行用モータに電力を供給しかつ制動時には前記走行用モータによって充電されるハイブリッドバッテリと、主にエンジン出力により駆動されて発電し前記ハイブリッドバッテリを充電する発電機と、前記ハイブリッドバッテリと前記走行用モータおよび発電機間に接続されるインバータ回路と、前記ハイブリッドバッテリと前記インバータ回路間に接続されると共に出力電流平滑用のコンデンサを備える昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを備えたハイブリッドシステムを制御するための方法であって、
前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータにおける前記コンデンサのチャージ、ディスチャージに伴う電力損失を表す補正を行い、前記走行用モータと前記発電機による前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を行うことを特徴とする、ハイブリッド制御方法。
【請求項８】
走行用モータと、前記走行用モータに電力を供給しかつ制動時には前記走行用モータによって充電されるハイブリッドバッテリと、主にエンジン出力により駆動されて発電し前記ハイブリッドバッテリを充電する発電機と、前記ハイブリッドバッテリと前記走行用モータおよび発電機間に接続されるインバータ回路と、前記ハイブリッドバッテリと前記インバータ回路間に接続される昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを備えたハイブリッドシステムを制御するための方法であって、
前記走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断した場合、前記モータトルク出力を優先する場合よりも小さい電圧変化量を用いて前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを制御することを特徴とする、ハイブリッド制御方法。
【請求項９】
走行用モータと、前記走行用モータに電力を供給しかつ制動時には前記走行用モータによって充電されるハイブリッドバッテリと、主にエンジン出力により駆動されて発電し前記ハイブリッドバッテリを充電する発電機と、前記ハイブリッドバッテリと前記走行用モータおよび発電機間に接続されるインバータ回路と、前記ハイブリッドバッテリと前記インバータ回路間に接続される昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを備えたハイブリッドシステムを制御するための方法であって、
前記走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断した場合、前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ出力を予め決められた所定の電圧まで昇圧した後、前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記インバータ回路によるハイブリッド制御を開始することを特徴とする、ハイブリッド制御方法。
【請求項１０】
走行用モータと、前記走行用モータに電力を供給しかつ制動時には前記走行用モータによって充電されるハイブリッドバッテリと、主にエンジン出力により駆動されて発電し前記ハイブリッドバッテリを充電する発電機と、前記ハイブリッドバッテリと前記走行用モータおよび発電機間に接続されるインバータ回路と、前記ハイブリッドバッテリと前記インバータ回路間に接続される昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータと、前記ハイブリッドバッテリによって直接駆動される車載機器を備えたハイブリッドシステムを制御するための方法であって、
前記走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断した場合、前記ハイブリッドバッテリによって直接駆動される車載機器への通電を停止して前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記インバータ回路によるハイブリッド制御を行うことを特徴とする、ハイブリッド制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関し、特にハイブリッドバッテリの過放電、過充電を防止することが可能なハイブリッド制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、動力源としてエンジンおよび電動モータを有し、走行状況に応じてこれらの動力源を最適に組み合わせて駆動することにより、燃費の良い運転が可能なように構成されている。電動モータは、ハイブリッドバッテリと、エンジンによって駆動される発電機とによって電力が供給される。また、ハイブリッドバッテリは、エンジンによって駆動される発電機によって、さらに回生ブレーキによって発電機として駆動されるモータにより充電され、使用電力が補充されて常に一定の出力電圧を維持するように構成されている。
【０００３】
ハイブリッド車両における動力源の最適な組み合わせ、およびハイブリッドバッテリの充放電制御は、ハイブリッドＥＣＵによって行われる。ハイブリッドＥＣＵおよび電源システムの詳細については、特許文献１に開示がある。
【０００４】
上記特許文献１に示すような電源システムを有するハイブリッド車両では、ハイブリッドバッテリへの充放電制御をハイブリッドＥＣＵにおいて行っているが、このとき、発電機、モータ、電動エアコン等の負荷で消費される電力と、バッテリへの充電量とが等しくなるように、充放電制御を行う必要がある。消費電力が大きいと過放電によるバッテリ電圧の低下が発生し、充電量が大きいと過充電による過電圧状態が発生し、いずれの場合もバッテリの寿命を損なう。また、過電圧状態となると、ハイブリッドシステムにおける各種の部品が損なわれる場合もある。従って、バッテリの充放電制御は高い精度で行われなければならない。
【０００５】
上記特許文献１に示すような電源システムは、バッテリで発生する直流電力を交流電力に変換するためのインバータ回路と、モータへ高い電圧を印加するために、バッテリ電圧を昇圧する昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータとを含んでいる。モータへの印加電圧を高くすることにより、モータの高速回転時の最大トルクを大きくする。インバータ回路および昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータは、複数のスイッチングトランジスタを含んでおり、従ってその動作時に各トランジスタにおいて電力が消費される。従来のハイブリッドＥＣＵでは、このような各トランジスタにおける電力消費も考慮に入れて、充放電制御を行っている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６４８０３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記のような従来の充放電制御では、実際の運用において充放電の収支が合わず、バッテリの過充電による過電圧あるいは過放電による異常な電圧降下が往々にして発生する。これは、従来のハイブリッド制御では認識していないエネルギー消費が発生し、ハイブリッド制御で演算した充放電電力が実際の車両の充放電電力と異なっているためと考えられる。
【０００８】
本発明は、従来のハイブリッド制御システムにおける上記のような問題点を解決する目的でなされたもので、バッテリの異状電圧降下あるいは上昇を防止することが可能なハイブリッド制御方法を提供することを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、第１の発明では、走行用モータと、前記走行用モータに電力を供給しかつ制動時には前記走行用モータによって充電されるハイブリッドバッテリと、主にエンジン出力により駆動されて発電し前記ハイブリッドバッテリを充電する発電機と、前記ハイブリッドバッテリと前記走行用モータおよび発電機間に接続されるインバータ回路と、前記ハイブリッドバッテリと前記インバータ回路間に接続されると共に出力電流平滑用のコンデンサを備える昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを備えたハイブリッドシステムを制御するハイブリッド制御装置において、前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータにおける前記コンデンサのチャージ、ディスチャージに伴う電力損失を表す補正を行って、走行用モータと発電機によるハイブリッドバッテリの充放電制御を行う。
【００１０】
また、第２の発明では、前記走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断した場合、前記モータトルク出力を優先する場合よりも小さい電圧変化量を用いて前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータを駆動するようにしている。
【００１１】
また、第３の発明では、前記走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断した場合、前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ出力を予め決められた所定の電圧まで昇圧した後、前記昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータおよび前記インバータ回路によるハイブリッド制御を開始するようにしている。
【００１２】
更に、第４の発明では、ハイブリッドバッテリによって直接駆動されるエアコン等の車載機器が存在する場合であって、走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断した場合、前記の車載機器への通電を停止して昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータおよびインバータ回路によるハイブリッド制御を行うようにしている。
【００１３】
走行用モータを駆動するためのモータトルク出力よりも前記ハイブリッドバッテリの充放電制御を優先する必要があると判断する場合とは、例えば、ハイブリッドバッテリの劣化などにより、バッテリの内部抵抗値が通常の値よりも大きくなった状態である。
【発明の効果】
【００１４】
従来の充放電制御方法では、実際のバッテリ使用電力が、特にハイブリッド制御の立ち上がりにおいて、制御部で演算される値よりも大きくなり、バッテリ電圧が異常に低下することがある。これは、制御部における充放電収支演算において、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの出力平滑用コンデンサにおける電力消費を考慮していないことに基づくものと考えられる。従って上記第１の発明では、従来の充放電収支演算に対して、前記コンデンサのチャージ、ディスチャージに伴う電力損失を表す補正項を追加して修正された充放電収支演算式を形成し、これに基づいて充放電制御を行うようにしている。この結果、充放電制御演算の精度が向上し、実際のバッテリへの充放電とこの演算値とが一致し、バッテリの過放電による電圧低下、過充電による過電圧の発生が減少するので、車両部品の保護に有利となる。
【００１５】
また、特にモータによる発電電力によりバッテリを充電する場合、従来は見積もっていなかったコンデンサディスチャージに伴う電力を制御部が認識するため、その分余った電力を車両駆動力として使用することができ、車両のドライバビリティを向上させることが可能となる。
【００１６】
上記第２の発明では、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧変化量を通常のハイブリッド制御の場合よりも小さくすることによって、すなわち昇圧および降圧速度を低下させることによって実際の使用電力を低減させ、過放電によるバッテリの異常な電圧低下および過充電による過電圧を防ぐことができるので、車両部品の保護に有利である。
【００１７】
また、第３の発明では、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータの昇圧を優先し、昇圧電圧が予め決められた所定値となった場合に、通常のハイブリッド制御を開始する。これによって、昇圧時の消費電力の絶対値が下がるので、過放電によるバッテリ電圧の異常低下が防止され、部品保護に有利となる。
【００１８】
更に、第４の発明では、電力を大きく消費する、例えばエアコン等の機器の使用を強制的にオフとしてハイブリッド制御を開始するので、制御開始時の消費電力を抑えることができる。これによって、過放電によるバッテリ電圧の異常低下が防止され、部品保護に有利となる。
【００１９】
また、上記第２、第３および第４の制御方法を採用する場合を、ハイブリッドバッテリの内部抵抗値が大きくなった場合、すなわち僅かの過放電、過充電によってもバッテリの品質劣化を生じる場合に限定することにより、モータトルク出力が抑制されることによるドライバビリティの低下、エアコン使用不可によるユーザの不快感を最小限とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施形態１
図１に、本発明のハイブリッド制御方法が適用されるハイブリッド装置の構成を示す。図において、１はハイブリッドＥＣＵであり、主にエンジンの制御、モータ、発電機の制御およびハイブリッドバッテリの充放電制御を行う。具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１は、アクセル開度、シフトポジションから必要なエンジン出力、モータトルクおよび発電機トルクを算出し、これらをモータＥＣＵ２およびエンジンＥＣＵ３に伝達する。エンジンＥＣＵ３は、伝達された指令に基づいてエンジンを駆動し、モータＥＣＵ３は昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７およびインバータ８を制御して、モータ５および発電機６がハイブリッドＥＣＵ１で決定されたトルクを出力するようにする。
【００２１】
９はハイブリッドバッテリであり、低圧のバッテリを複数個組み合わせることによって、例えば２８８Ｖの高圧定格電圧を供給できるように構成されている。ハイブリッドバッテリ９の出力電圧は、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７によって昇圧され、さらにインバータ回路８によって交流に変換されて、モータ５および発電機６に供給される。１０は、ハイブリッドバッテリ９によって直接駆動される、例えば電動エアコンディショナー（以下、エアコン）のような車載機器を示す。１１はバッテリＥＣＵであって、ハイブリッドバッテリ９の充電状態の監視を行う。
【００２２】
昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、第１、第２のスイッチング用トランジスタ１２、１３と電流平滑用のコンデンサ１４およびコイル１５を備え、各トランジスタ１２、１３のスイッチングを制御することにより、入力電圧ＶＬ、例えば２８８Ｖを、例えば６５０Ｖまでの範囲の出力電圧ＶＨに昇圧する。なお、モータ５が発電機として機能する場合は、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、インバータ回路８の出力電圧ＶＨをハイブリッドバッテリ９の充電電圧ＶＬまで降圧する働きをする。
【００２３】
上記のハイブリッド制御システムでは、ハイブリッドＥＣＵ１はハイブリッドバッテリの充放電収支演算を行って、バッテリ９における消費電力が過剰となってバッテリ電圧が異常に低下しないように、あるいは過剰に充電されて電圧値が異常に高くならないように監視している。バッテリの電圧異常が生じると、バッテリに劣化が生じバッテリ寿命が低下する。あるいは、ハイブリッドバッテリによって直接駆動されるエアコン等の車載機器１０の駆動性能が低下し、過充電の場合は車両の各種電気部品が障害を受ける等の事態が発生する。従って、ハイブリッドバッテリの充放電制御は、高燃費運転を実行するためのみならず、システム保護の面でも重要である。
【００２４】
従来のハイブリッドシステムでは、ハイブリッドＥＣＵ１において、充放電収支演算を以下の式（１）に従って行い、バッテリの異常な電圧低下および過電圧を防いでいる。
【００２５】
Ｐｂ＝Ｐｇ＋Ｐｍ＋Ｐｉ＋Ｐac＋Ｐdcloss            （１）
ここで、Ｐｂ、Ｐｇ、Ｐｍ、Ｐｉ、ＰacおよびＰdclossは以下のものとして定義される。
【００２６】
Ｐｂ：ハイブリッドバッテリ充放電電力
Ｐｇ：発電機電力（トルク×回転数＋電気的損失より算出）
Ｐｍ：モータ電力（トルク×回転数＋電気的損失より算出）
Ｐｉ：インバータ回路における電気的損失
Ｐac：エアコン消費電力
Ｐdcloss：昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータにおける電気的損失
なお、上記電気的損失とは、ＩＰＭ（内部永久磁石）およびスイッチング用トランジスタにより消費される、仕事にならないエネルギーを示す。
【００２７】
ハイブリッドＥＣＵ１は、上記式（１）の右辺と左辺が等しくなるように、各消費電力を制御してハイブリッドバッテリ９の充放電の収支を合わせ、システム保護と車両駆動力とを満足させている。式（１）における左辺が右辺より大きい場合には、バッテリ９が過充電されて過電圧状態が発生し、反対の場合はバッテリ９の過放電が発生しバッテリ電圧が低下する。
【００２８】
ところが実際の走行時において、充放電収支演算が正常に行われているにもかかわらず、ハイブリッドバッテリ９の異常な電圧低下が発生する場合がある。特に、バッテリの使用許可電力が低下している低温下でのエンジンの始動時等に、バッテリ電圧の異常低下が見られる。これは、何らかの原因により実際の消費電力Ｐｂが、上記式（１）の右辺で計算される値を超えていることを意味し、結果的に従来のハイブリッド制御では認識されていないエネルギー消費が存在していることを窺わせる。
【００２９】
本発明者は、従来のハイブリッド制御における充放電収支演算の上記のような認識誤差が、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７における消費エネルギー誤差に基づいていることを見出した。すなわち、式（１）に示す従来の充放電収支演算では、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７における消費エネルギーとしてトランジスタ１２、１３のスイッチング損失のみを考慮していたが、従来では考慮されていないコンデンサ１４におけるチャージ、ディスチャージ分の影響が大きく、その結果、上記誤差が発生するものと考えられる。
【００３０】
図２は、ハイブリッド制御認識誤差によるバッテリの電圧低下を説明するための図である。図２の（ａ）は昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７における出力電圧、すなわち昇圧後の電圧ＶＨの時間変化を示し、（ｂ）はハイブリッド駆動システムにおける使用電力の時間変化を示し、さらに図（ｃ）は、バッテリ電圧のモニタ値を示す。
【００３１】
図２の（ａ）に示すように、時間Ｔ０においてハイブリッドＥＣＵ１が昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７に昇圧指令を出力すると、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７の昇圧後電圧ＶＨはバッテリ電圧であるＶＬからコンデンサ１４の充電時定数に基づいて徐々に上昇し、一定時間後に所定の電圧ＶＨに達する。この間、ハイブリッドＥＣＵ１は、モータ５、発電機６、エアコン１０を駆動するために使用される電力Ｐｂが放電許可電力ＰＫ以下を維持するように、モータ５および発電機６のトルクを制御している。そのため、ハイブリッドＥＣＵ１は、バッテリの使用電力が、図に実線で示す形状（認識使用電力Ｐｂ）で変化しているものと認識している。
【００３２】
ところが、上述したように、実際はコンデンサ１４のチャージのために電力が消費され、その結果、図（ｂ）に点線で示す実際の使用電力Ｐｂ’は一時的にバッテリの放電許可電力ＰＫを超えることがある。これにより、ハイブリッドバッテリ９の出力電圧（初期状態でこの値はほぼＶＬ）は、図２の（ｃ）に示すように、一時的にバッテリ最低電圧目標値ＶＫを割り込み、コンデンサ１４のチャージが終了するとバッテリ最低電圧目標値ＶＫを超える一定値で安定するようになる。この安定状態が、ハイブリッドＥＣＵ１における認識使用電力Ｐｂと実際の使用電力Ｐｂが一致した状態に対応する。
【００３３】
以上のように、ハイブリッドバッテリの電圧の異常低下が昇圧開始後一定時間内に起こり、昇圧後安定状態に復帰することから、電力使用量の誤差が昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７のコンデンサ１４におけるチャージに基づいて発生することが推測される。
【００３４】
なお、図２を参照した上述の説明は、ハイブリッドシステムの起動時における異常電圧低下に関してなされているが、モータ５あるいは発電機６によってハイブリッドバッテリ９を充電する場合は、コンデンサ１４にチャージされていた電荷が放電され充電電流に重畳されるため、過充電状態が発生することが容易に理解される。すなわち、コンデンサ１４のディスチャージによってもバッテリの電力消費に誤差が発生する。
【００３５】
従って本発明の実施形態１によるハイブリッド制御方法では、ハイブリッドＥＣＵ１における充放電の収支演算において、上記式（１）に代わって、コンデンサ１４のチャージ、ディスチャージ分を考慮した新たな演算式（２）を用いる。
【００３６】
Ｐｂ＝Ｐｇ＋Ｐｍ＋Ｐｉ＋Ｐac＋Ｐdcloss＋Ｐdccon            （２）
ここで、Ｐdcconは、コンデンサ１４における消費電力を示す。このコンデンサ消費電力Ｐdcconは以下のようにして算出することが可能である。
【００３７】
すなわち、Ｅdcconを昇圧もしくは降圧時にコンデンサ１４で消費される仕事量（Ｊ）とした場合、
Ｅdccon＝（１／２）×Ｃ×Ｖ２−（１／２）×Ｃ×Ｖ’２        （３）
として示される。ここでＣ、Ｖ、Ｖ’はそれぞれ以下のものを表す。
【００３８】
Ｃ：コンデンサの容量
Ｖ：今回の電圧
Ｖ’：前回の電圧
さらに、コンデンサ消費電力Ｐdcconは、
Ｐdccon＝Ｅdccon（Ｊ）／ｔ（秒）
として算出される。なお、ｔは、電圧Ｖ’からＶ’への遷移時間を示す。
【００３９】
以上から、コンデンサ１４におけるチャージ、ディスチャージに基づく消費電力Ｐdcconは、
Ｐdccon＝（１／２×Ｃ×Ｖ２−１／２×Ｃ×Ｖ’２）／ｔ        （４）
となる。
【００４０】
コンデンサ１４の容量は一定であり、さらに電圧ＶおよびＶ’もハイブリッドＥＣＵ１が認識している値である。また、時間ｔも、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７の昇圧（または降圧）速度に依存する値であるため、ハイブリッドＥＣＵ１によって認識される値である。従って、ハイブリッドＥＣＵ１は、コンデンサ１４のチャージ、ディスチャージに伴う電力消費Ｐdcconを演算することができる。
【００４１】
以上のように、ハイブリッドＥＣＵ１内の制御において、上記式（２）に示す修正された充放電収支演算式を用いてバッテリ９の充放電制御を行うことにより、バッテリの実際の使用電力Ｐｂ’が認識使用電力Ｐｂと一致するようになり、図２（ｃ）に示すようなバッテリ電圧の異常低下は発生しない。これによって、車両の駆動力とシステム保護の両者を満足する充放電制御が行える。
【００４２】
実施形態２
電圧昇圧に伴うコンデンサ１３の消費電力Ｐdcconは、式（４）から明らかなように、電圧Ｖ、Ｖ’の偏差、すなわち１回の電圧上昇量ｄＶ／ｄｔが支配的である。ここで、ｄＶ／ｄｔは、時間ｔあたりの電圧Ｖの変化量を表す。従って、ｄＶ／ｄｔを小さくするとコンデンサ消費電力が低減できることが理解される。本発明の実施形態２では、この点に着目し、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７の昇圧速度を通常の場合よりも低く設定することにより、ｄＶ／ｄｔを小さくし、バッテリの消費電力がバッテリ放電許可電力を超えないようにする。
【００４３】
しかしながら、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７においてｄＶ／ｄｔを下げると、出力電圧が昇圧後電圧目標値まで上昇するのが遅れるため、ハイブリッドＥＣＵ１からのモータトルク指令対してインバータ回路８が充分な電圧を供給することができず、その結果モータ５あるいは発電機６は充分なトルクを出せなくなってしまう。このような事態を防止するために、通常のハイブリッド制御では、ｄＶ／ｄｔの値を高めに設定している。
【００４４】
従って、実施形態２の充放電制御では、モータトルク出力応答性よりも、過放電による電圧低下および過充電による過電圧が心配される電圧性能低下時（バッテリの内部抵抗が大きい場合）に機会を限定して、バッテリが高い電圧性能を維持している場合に採用されるｄＶ／ｄｔよりも小さいｄＶ／ｄｔを採用することにより、システムの保護と車両の駆動力を満足する充放電制御を実施する。
【００４５】
図３は、上記本発明の実施形態２にかかるハイブリッド制御方法を示すフローチャートである。ハイブリッドＥＣＵ１の制御が開始されると（ステップＳ１）、ハイブリッドＥＣＵ１はまずハイブリッドバッテリ９の内部抵抗が所定値以下であるか否かを検出する（ステップＳ２）。バッテリ内部抵抗の状態推測は、ハイブリッドＥＣＵ１がバッテリＥＣＵ１１をモニタしながら、バッテリ温度、バッテリ電流、時間当たりの電圧低下量、経年劣化（始動回数、車両走行距離等により判断）を参酌して行う。
【００４６】
ステップＳ２において、ハイブリッドＥＣＵ１が、ハイブリッドバッテリ９の内部抵抗が所定値よりも大きくバッテリの性能低下が生じていると判断した場合（ステップＳ２のＮＯ）、ハイブリッドＥＣＵ１はステップＳ３に移行して、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７の制御において通常より小さいｄＶ／ｄｔを設定する。その後、上記式（１）に示す通常の充放電収支演算に基づくハイブリッド制御を実行する（ステップＳ５）。一方、ステップＳ２で、ハイブリッドバッテリ９の内部抵抗が所定値より小さい値を維持していると判断されると（ステップＳ２のＹＥＳ）、通常のｄＶ／ｄｔを採用して（テップＳ４）、通常の充放電収支演算に基づくハイブリッド制御を実行し（ステップＳ５）、処理を終了する（ステップＳ６）。
【００４７】
図４は、本実施形態の制御による効果を示すグラフである。図４の（ａ）は昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７における昇圧後電圧を示している。図示するように、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７において小さいｄＶ／ｄｔを採用することによって昇圧速度が低下し、図２の（ａ）に示す場合よりも電圧ＶＨに達するまでの時間が長くなる。しかしながら、図４（ｂ）の点線で示すように、実際のバッテリ使用電力Ｐｂ’はその分減少し、バッテリ放電許可電力Ｐｋを超えないようになる。従って、認識使用電力Ｐｂと実際の使用電力Ｐｂ’との乖離は小さく、バッテリの電圧低下は、図４（ｃ）に示すように、バッテリ最低電圧目標値ＶＫ以上を維持するようになる。これによって、バッテリの性能劣化が防止される。なお、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７が所定の電圧ＶＨを出力するようになると、実際の使用電力Ｐｂ’と認識使用電力Ｐｂとは一致し、モータおよび発電機のトルク制御に問題は生じない。
【００４８】
なお、上記の説明は、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７において出力電圧を昇圧する場合を想定しているが、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７によりインバータ回路出力を降圧し、ハイブリッドバッテリ９を充電する場合も、ｄＶ／ｄｔを小さくすることによって同様にしてバッテリ９の過充電が防止される。
【００４９】
実施形態３
バッテリ出力の異常な電圧低下は、バッテリ放電許可電力に対して実際の使用電力が大幅にオーバーした場合に著しく発生する。例えば、低温始動時のエンジンクラッキング電力と昇圧電力が重なった場合に電圧低下が著しい。従って、本実施形態３では、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７における昇圧速度は通常のままとし、ハイブリッドＥＣＵ１内の制御において、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７によるコンデンサ電力消費のタイミングと、ハイブリッド制御指令による電力消費のタイミングをずらすことによって、消費電力の絶対値を下げ、バッテリ電圧の低下を抑制する。すなわち、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７においてコンデンサ１４のチャージが終了した後、モータ、発電機に対するハイブリッド制御指令を実行する。
【００５０】
しかしながら、ハイブリッド制御のタイミングを遅らせることによって、本来要求されるモータ、発電機へのトルク指令が遅れるため、モータトルク出力応答性は低下する。従って、実施形態３の充放電制御は、モータトルク出力応答性よりも、過放電による電圧低下および過充電による過電圧が心配される電圧性能低下時（バッテリの内部抵抗が大きい場合）に機会を限定して実行する。これにより、システムの保護と車両の駆動力を満足する充放電制御が可能となる。
【００５１】
図５は、本発明の実施形態３にかかる充電制御方法の手順を示すフローチャートである。ハイブリッドＥＣＵ１の制御が開始されると（ステップＳ１１）、ハイブリッドＥＣＵ１はまずハイブリッドバッテリ９の内部抵抗が所定値以下であるか否かを検出する（ステップＳ１２）。バッテリ内部抵抗の状態推測は、ハイブリッドＥＣＵ１がバッテリＥＣＵ１１をモニタしながら、バッテリ温度、バッテリ電流、時間当たりの電圧低下量、経年劣化（始動回数、車両走行距離等により判断）を参酌して行う。
【００５２】
ステップＳ１２において、ハイブリッドＥＣＵ１が、ハイブリッドバッテリ９の内部抵抗が所定値よりも大きくバッテリの性能低下が生じていると判断した場合（ステップＳ１２のＮＯ）、ハイブリッドＥＣＵ１はステップＳ１３に移行して、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７のみを制御しその昇圧を実行する。これにより、コンデンサ１４のチャージが開始される。次に、ＥＣＵ１は、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧をモニタし、その値が予め決定した所定値ＶＨに達したか否かを検出する（ステップＳ１４）。達しない場合（ステップＳ１４のＮＯ）は、ステップＳ１３に戻って更に昇圧を続ける。ステップＳ１４でＹＥＳの場合、すなわち昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力電圧が所定値ＶＨに達してコンデンサ１４のチャージが完了した場合、ステップＳ１５においてハイブリッド制御を実行し、処理を終了する（ステップＳ１６）。
【００５３】
一方、ステップＳ１２でＹＥＳの場合、すなわち、ハイブリッドバッテリ９の内部抵抗が所定値より小さい値を維持していると判断されると、そのままステップＳ１５に進み、通常のハイブリッド制御を実行する。ステップＳ１５でのハイブリッドＥＣＵ１における充放電収支演算式は、上記式（１）を採用することができる。
【００５４】
図６は、本実施形態の制御による効果を示すグラフである。図６の（ａ）は昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７における昇圧後電圧を示している。本実施形態では、通常のｄＶ／ｄｔを採用することによって昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ７を通常の速度で昇圧する。一方、図（ｂ）に実線で示すように、コンデンサ１４のチャージが終了するまで（時間Ｔ０からＴ１まで）、ハイブリッド制御を実行しない。この結果、時間Ｔ０から時間Ｔ１において、電力消費は図（ｂ）に点線で示すコンデンサ１４のチャージ分だけとなり、使用電力がバッテリの放電許可電力ＰＫを超えることはない。従って、バッテリの出力電圧も、バッテリ最低電圧目標値ＶＫ以上を維持する。
【００５５】
実施形態４
本発明の実施形態４では、ハイブリッドＥＣＵ１において、実施形態２および３の場合と同様にモータトルク出力よりも充放電制御を優先する必要があると判断した場合、ハイブリッドバッテリ９によって直接駆動される負荷、例えばエアコンを強制的にオフとし、ハイブリッド制御を行うようにする。これによって、実際の使用電力と認識使用電力が乖離するハイブリッド制御の立ち上がりにおいて、ハイブリッド制御に関係しないエアコン等の車載機器に基づく電力消費がカットされるため、その分実際の使用電力が低下し、バッテリ電圧の低下が抑制される。
【００５６】
図７は、実施形態４の制御フローを示すフローチャートである。ステップＳ２１でＥＣＵ１の制御が開始されると、ハイブリッドＥＣＵ１はまずハイブリッドバッテリ９の内部抵抗が所定値以下であるか否かを検出する（ステップＳ２２）。バッテリ内部抵抗の状態推測は、ハイブリッドＥＣＵ１がバッテリＥＣＵ１１をモニタしながら、バッテリ温度、バッテリ電流、時間当たりの電圧低下量、経年劣化（始動回数、車両走行距離等により判断）を参酌して行う。
【００５７】
ステップＳ２２において、ハイブリッドＥＣＵ１が、ハイブリッドバッテリ９の内部抵抗が所定値よりも大きくバッテリの性能低下が生じていると判断した場合（ステップＳ２２のＮＯ）、ステップＳ２３に移動して例えばエアコンを強制的にオフとする。その後、ステップＳ２４において、ハイブリッド制御を実行する。一方、ステップＳ２２でＹＥＳの場合、ステップＳ２３をスキップしてステップＳ２４に移動し、ハイブリッド制御を実行する。エアコンの強制オフはユーザに負担をかけるため、所定時間の経過後（ステップＳ２５のＹＥＳ）、エアコン強制オフを解除し（ステップＳ２６）、処理を終了する（ステップＳ２７）。この時間は、コンデンサ１４のチャージに要する時間としても良い。
【００５８】
以上によって、ユーザに負担をかけることなく、システム保護を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の方法が適用されるハイブリッドシステムを示すブロック図。
【図２】従来システムにおける制御認識誤差に基づくバッテリ電圧の低下を説明するための図。
【図３】本発明の実施形態２にかかる方法の制御フローを示す図。
【図４】本発明の実施形態２におけるバッテリ電圧低下を示す図。
【図５】本発明の実施形態３にかかる方法の制御フローを示す図。
【図６】本発明の実施形態３にかかるバッテリ電圧低下を示す図。
【図７】本発明の実施形態４にかかる方法の制御フローを示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１    ハイブリッドＥＣＵ
２    エンジンＥＣＵ
３    モータＥＣＵ
４    エンジン
５    モータ
６    発電機
７    昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ
８    インバータ回路
９    ハイブリッドバッテリ
１０    エアコン
１１    バッテリＥＣＵ
１２、１３    トランジスタ
１４    コンデンサ
【図１】
2006262638.tif 000003
【図２】
2006262638.tif 000004
【図３】
2006262638.tif 000005
【図４】
2006262638.tif 000006
【図５】
2006262638.tif 000007
【図６】
2006262638.tif 000008
【図７】
2006262638.tif 000009