(57)【要約】【課題】  簡単な構成で精度良く余剰な回生電力のみを消費させ、回生電力を全てバッテリに充電できない場合であっても回生制動を継続できるようにした、ハイブリッド電気自動車の回生制御装置を提供する。【解決手段】  車両に搭載されたエンジン１０１に駆動されるモータ発電機１０２と、モータ発電機１０２の発電した電力により充電されるバッテリ１０３と、バッテリ１０３またはモータ発電機１０２から電力供給を受けて駆動力を発生すると共に車両を回生制動し得るように構成された駆動用モータ１０５と、回生制動時にバッテリ１０３の端子電圧が第一の所定値を超えたとき、駆動用モータ１０５から出力される回生電力の一部をモータ発電機１０２に供給してエンジン１０１を駆動させるエンジン逆駆動手段（インバータコントローラ）１２０とを備えて構成する。【選択図】        図１
2006280161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンに駆動されるモータ発電機と、
前記モータ発電機の発電した電力により充電されるバッテリと、
前記バッテリまたは前記モータ発電機から電力供給を受けて駆動力を発生すると共に前記車両を回生制動し得るように構成された駆動用モータと、
前記回生制動時に前記バッテリの端子電圧が第一の所定値を超えたとき、前記駆動用モータから出力される回生電力の一部を前記モータ発電機に供給して前記エンジンを駆動させるエンジン逆駆動手段と、
を備えたことを特徴とする、ハイブリッド電気自動車の回生制御装置。
【請求項２】
前記回生制動時に前記バッテリの端子電圧が前記第一の所定値よりも高い第二の所定値を超えたとき、前記エンジンの補助ブレーキを作動させる回生時補助ブレーキ制御手段
を備えたことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド電気自動車の回生制御装置。
【請求項３】
前記回生制動時に前記バッテリの端子電圧が前記第二の所定値を越えたとき、前記エンジンの回転数を徐々に上昇させ、前記第二の所定値よりも高い第三の所定値に達したとき、エンジンの回転数を維持する回生時エンジン制御手段
を備えたことを特徴とする、請求項２記載のハイブリッド電気自動車の回生制御装置。
【請求項４】
前記回生時エンジン制御手段は、前記バッテリの端子電圧が前記第三の所定値に達したときに前記エンジンの回転数が限界回転数となるような特性により前記バッテリの端子電圧の上昇に応じて前記エンジンの回転数を上昇させ、
前記駆動用モータは、前記バッテリの端子電圧が前記第三の所定値に達したときには、前記回生電力の発電量を前記モータ発電機に供給している電力量と等しい量の回生電力量に制御する
ことを特徴とする、請求項３記載のハイブリッド電気自動車の回生制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド電気自動車に用いられ、回生制動を制御する回生制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジン（一般には内燃機関）によって駆動する発電機、比較的高電圧のバッテリ及び駆動用モータ等を備えたハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）が実用化されており、ハイブリッド電気自動車には、エンジンの駆動力と駆動用モータの駆動力を併用して駆動輪を回転駆動させて走行するパラレル式ハイブリッド電気自動車や、エンジンによって駆動する発電機が発電した電力によって駆動用モータを駆動させて走行するシリーズ式ハイブリッド電気自動車があり、また、これらの特徴を融合させたものがある。
【０００３】
このようなハイブリッド電気自動車では、車両の制動時において、駆動輪からの動力によって駆動用モータを作動させて発電を行い、車両の制動力を発生させるとともに、駆動用モータで発電した回生電力をバッテリに充電する、いわゆる回生制動（回生ブレーキ）が広く行われている。
このような回生制動を行う場合において、バッテリの充電状態が高い場合（満充電に近い状態）や極低温時等には、バッテリに充電可能な電力量が少なく、駆動用モータで発電した全ての回生電力をバッテリに充電することはできない。
【０００４】
バッテリの充電可能量を超えた過大な回生電力がバッテリに供給されると、バッテリは回生電力を充電することができずに電圧だけが上昇するようになる。このため、このような場合には、バッテリの電圧が限界を超えて上昇することよって、バッテリに破損が生じるのを防止するために回生ブレーキをカットして、回生電力の発電によって得る制動力の代わりに摩擦ブレーキを使用して摩擦力によって車両の制動力を得るようにしている。
【０００５】
車両の制動時において回生ブレーキと摩擦ブレーキとを併用するには協調制御が用いられるが、上述の理由により回生電力をバッテリに充電することができなくなり、回生ブレーキが急激にカットされると、回生ブレーキが負担していた制動力を摩擦ブレーキで賄わなくてはならず、この摩擦ブレーキの応答遅れから、運転者のブレーキフィーリングに影響を与える可能性がある。
【０００６】
また、バッテリが劣化してくるとバッテリ容量は低下するので、回生電力をバッテリに充電できないことが多くなり摩擦ブレーキの使用頻度も多くなる。こうして摩擦ブレーキによる車両の制動を頻繁に行うと、摩擦ブレーキの摩擦材の磨耗が促進され、摩擦ブレーキの寿命が短くなることが考えられる。
そこで、摩擦ブレーキの負担の軽減やブレーキフィーリングの向上を目的として、回生制動中にバッテリに充電可能な電力及び回生電力を演算し、充電可能電力が回生電力を下回ると、バッテリに充電されない余剰の回生電力を発電機に供給して発電機をモータ作動させることでエンジンを回転させて、エンジンの回転負荷によって余剰の回生電力を消費するようにした技術が記載されている（特許文献１を参照）。
【０００７】
この技術によれば回生制動時において、例えばバッテリが満充電に近く、バッテリに充電可能な電力が少ない場合でも、余剰な回生電力がエンジンの回転負荷によって消費され、過剰充電によるバッテリの電圧上昇が抑制されて破損を防止するので、回生ブレーキをカットすることなく回生制動を継続させることができるため、摩擦ブレーキの使用を低減することができる。
【特許文献１】特開２００１−２３８３０３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１の技術では、回生制動時において、バッテリの充電レベルを検出し、検出したバッテリの充電レベルに応じてバッテリに充電可能な電力を設定するようにしている。
しかしながら、バッテリの充電可能電力はバッテリの劣化状況や温度条件によって変化するので、これを正確に把握することは難しく、これを正確に把握しようとすればバッテリの蓄電量に加えて劣化状況や温度条件までも考慮する必要があり、装置が複雑になってしまう。
【０００９】
また、装置が複雑になるとバッテリの充電可能電力を誤検出する可能性も高くなる。こうした誤検出や装置の誤作動等により、バッテリの充電可能電力を実際に充電可能な電力よりも小さく設定した場合には、検出誤差分の電力が、バッテリに充電されることなくエンジンの回転負荷によって消費されてしまい、この分の電力は無駄になってしまう。あるいは、バッテリの充電可能電力を実際に充電可能な電力よりも大きく設定した場合には、バッテリには過剰に回生電力が供給されることとなり、バッテリに破損等が発生する可能性がある。
【００１０】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、簡単な構成で精度良く余剰な回生電力のみを消費させ、回生電力を全てバッテリに充電できない場合であっても回生制動を継続できるようにした、ハイブリッド電気自動車の回生制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するために、請求項１に係る本発明の回生制御装置は、車両に搭載されたエンジンに駆動されるモータ発電機と、前記モータ発電機の発電した電力により充電されるバッテリと、前記バッテリまたは前記モータ発電機から電力供給を受けて駆動力を発生すると共に前記車両を回生制動し得るように構成された駆動用モータと、前記回生制動時に前記バッテリの端子電圧が第一の所定値を超えたとき、前記駆動用モータから出力される回生電力の一部を前記モータ発電機に供給して前記エンジンを駆動させるエンジン逆駆動手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２に係る本発明の回生制御装置は、請求項１のものにおいて、前記回生制動時に前記バッテリの端子電圧が前記第一の所定値よりも高い第二の所定値を超えたとき、前記エンジンの補助ブレーキを作動させる回生時補助ブレーキ制御手段を備えたことを特徴としている。
また、請求項３に係る本発明の回生制御装置は、請求項２のものにおいて、前記回生制動時に前記バッテリの端子電圧が前記第二の所定値を越えたとき、前記エンジンの回転数を徐々に上昇させ、前記第二の所定値よりも高い第三の所定値を超えたとき、エンジンの回転数を維持する回生時エンジン制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項４に係る本発明の回生制御装置は、請求項３のものにおいて、前記回生時エンジン制御手段は、前記バッテリの端子電圧が前記第三の所定値に達したときに前記エンジンの回転数が限界回転数となるような特性により前記バッテリの端子電圧の上昇に応じて前記エンジンの回転数を上昇させ、前記駆動用モータは、前記バッテリの端子電圧が前記第三の所定値に達したときには、前記回生電力の発電量を前記モータ発電機に供給している電力量と等しい量の回生電力量に制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
したがって、請求項１記載の本発明の回生制御装置によれば、回生制動時において、バッテリに充電可能な電力よりも大きな回生電力が発生した場合でも、バッテリの端子電圧が第一の所定値を超えたときには、エンジン逆駆動手段によって回生電力の一部がモータ発電機に供給されてエンジンを駆動させるようにしているので、簡単な構成で精度良く、余剰な回生電力をエンジンの回転負荷によって消費でき、バッテリの電圧上昇を抑制することができる。
これによって回生電力を全てバッテリに充電することができない場合にあっても、回生制動を継続させることができ、摩擦ブレーキの使用頻度を低減してブレーキフィーリングへの影響を低減するとともに摩擦ブレーキの負担を低減して摩擦ブレーキの磨耗を低減することができる。
【００１５】
また、請求項２記載の本発明の回生制御装置によれば、回生制動時において、バッテリの端子電圧が第二の所定値を越えて上昇すると、エンジンの補助ブレーキが作動されてエンジン負荷を増大させるので回生電力の消費を促進でき、余剰の回生電力が比較的大きい場合であっても回生制動をカットすることなく継続させることができる。
【００１６】
また、請求項３記載の本発明の回生制御装置によれば、回生制動時において、バッテリの端子電圧が第二の所定値を越えて上昇すると、エンジンの回転数を徐々に上昇させて、エンジン負荷を増大させ、バッテリの端子電圧が第二の所定値よりも高い第三の所定値を超えると、エンジンの回転数を維持するので、余剰な回生電力を消費しながらもエンジンが許容回転数を超えて回転するのを防止することができる。
【００１７】
また、請求項４記載の本発明の回生制御装置によれば、回生制動時において、バッテリの端子電圧が第三の所定値に達したときに、エンジンの回転数が限界回転数となるので、エンジン負荷を最大限使用して余剰な回生電力を消費できるとともに、バッテリの端子電圧が第三の所定値よりも上昇することを防止して電圧上昇によるバッテリの破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１〜４は、本発明の第１実施形態に係る回生制御装置を説明するためのものであって、図１は本発明の回生制御装置を適用したシリーズ式ハイブリッド電気自動車の要部の構成を示す模式図、図２は車両の走行時において制動力Ｔｂｒｋが一定時間継続して要求されたときの状態を示すグラフであり、図２（Ａ）は経過時間に対応した制動エネルギーＴｂｒｋの分配構成を示し、図２（Ｂ）は経過時間に対応したバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの電圧値を示し、図３は本実施形態における回生制動時の制御を示すフローチャート、図４は回生制動時におけるエンジン回転数（逆駆動）とバッテリの端子電圧及び排気バルブを示すグラフであり、（Ａ）は排気バルブの開閉を示し、（Ｂ）はバッテリの端子電圧とエンジン回転数の関係を示す。
【００１９】
図１に示すように本実施形態の回生制御装置は、エンジン１０１、モータ発電機１０２、バッテリ１０３、インバータ１０４、駆動用モータ１０５、駆動輪１０６、エンジンコントローラ１０７、モータコントローラ１０８及び発電機コントローラ１１２を備えている。
モータ発電機１０２の回転軸は、エンジン１０１の出力軸に接続されており、モータ発電機１０２はエンジン１０１の駆動により回転して発電を行うようになっている。また、モータ発電機１０２は電力供給されることでモータ作動するようになっており、モータ発電機１０２がモータ作動するとエンジン１０１はモータ発電機１０２の駆動によって燃料供給をされ燃焼を行うことなく回転するようになっている。この場合エンジン１０１はモータ発電機１０２の作動負荷となる。
【００２０】
また、モータ発電機１０２には発電機コントローラ１１２が接続されており、発電機コントローラ１１２はモータ発電機１０２の上記発電及び駆動を制御する。
駆動用モータ１０５にはモータコントローラ１０８が接続されており、モータコントローラ１０８は走行時には加速要求に合わせて駆動用モータ１０５に供給する電力を制御するとともに、駆動用モータ１０５に供給される界磁電流を制御するようになっている。
【００２１】
また、駆動用モータ１０５の駆動軸は車両の駆動輪１０６に動力伝達可能に接続されており、回生制動時には駆動輪１０６の動力によって駆動用モータ１０５の駆動軸を回転させることによって駆動用モータ１０５において回生電力が発電されるようになっている。
エンジン１０１には、エンジン回転数センサ１１１が備えられている。また、エンジン１０１の排気通路には排気の流通を制限することでエンジンブレーキ力を発生させる排気バルブ１１０が備えられ、回生制動時には排気バルブ１１０を閉じることによってエンジン１０１の回転負荷を高めてモータ発電機１０２による回生電力の消費を促進させるようになっている。即ち、ここでは排気バルブ１１０は補助ブレーキとして機能するようになっている。
【００２２】
バッテリ１０３には、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂを検知する電圧センサ１０９が備えられており、電圧センサ１０９の検出値はインバータ１０４に入力されるようになっている。
モータ発電機１０２、バッテリ１０３及び駆動用モータ１０５は、それぞれインバータ１０４を介して電気的に接続されており、モータ発電機１０２の発電電力はバッテリ１０３及び駆動用モータ１０５に供給されるようになっている。また、回生制動時には駆動用モータ１０５によって発電された回生電力がバッテリ１０３及びモータ発電機１０２に供給されるようになっている。さらに、インバータ１０４は、エンジンコントローラ１０７、モータコントローラ１０８及び発電機コントローラ１１２と通信可能に電気的に接続されている。
【００２３】
インバータ１０４は、モータ発電機１０２又はバッテリ１０３から供給される電力の電圧，電流の調整及び直流電力を交流電力に変換して、安定した電力を駆動用モータ１０５に供給するため、あるいは、後述するように回生制動時に駆動用モータ１０５によって発電した回生電力の電圧、電流の調整を行って安定した電力をバッテリ１０３に供給するための装置である。
【００２４】
また、インバータ１０４の機能手段であるインバータコントローラ１２０には、バッテリ１０３の電圧に関する第一から第三の所定値Ｖ１〜Ｖ３が予め記憶されており、また、エンジン１０１の限界回転数Ｎｅｍａｘが記憶されている。
そして、回生制動時において、電圧センサ１０９から入力されるバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの値が第１の所定値以下である場合には、インバータコントローラ１２０の制御によってインバータ１０４に入力される回生電力は全てバッテリ１０３に供給される。  
【００２５】
また、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの値が第１の所定値よりも高い場合には、インバータコントローラ１２０は、インバータ１０４に入力された回生電力の一部をモータ発電機１０２に供給するとともにモータ発電機１０２をモータ作動させるように発電機コントローラ１１２に指示する。したがって、インバータ１０４に入力された回生電力は、一部がエンジン１０１の回転負荷によって消費され、残りの一部はバッテリ１０３に供給される。即ち、ここではインバータコントローラ１２０がエンジン逆駆動手段として機能するようになっている。
【００２６】
さらに、回生制動時において、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第二の所定値よりも高い場合には、インバータコントローラ１２０の制御によってモータ発電機１０２に供給する回生電力を徐々に増加させてエンジン１０１の回転数を増加させる。このとき、インバータコントローラ１２０はエンジン回転数センサ１１１からエンジンコントローラ１０７を介して入力されるエンジン回転数Ｎｅと限界回転数Ｎｅｍａｘ及びバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂに基づいて、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第三の所定値Ｖ３に達したときにエンジン回転数Ｎｅが限界回転数Ｎｅｍａｘとなるような相関関係を予め設定し、この相関関係をマッピングしたマップに基づいて［図４（Ｂ）参照］、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇に応じて、エンジン１０１の回転数を上昇させるように制御する。
【００２７】
そして、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第三の所定値Ｖ３に達したときには、インバータコントローラ１２０によってモータ発電機１０２に供給する電力量を制御してエンジン回転数Ｎｅを限界回転数Ｎｅｍａｘに保つようになっている。また、それと同時にインバータコントローラ１２０はモータコントローラ１０８にモータ発電機１０２に供給している電力量を指示して、モータコントローラ１０８による回生電力の発電量をインバータ１０４からモータ発電機１０２に供給している電力量と等しくなるように指示をする。
【００２８】
即ち、ここではインバータコントローラ１２０はエンジン逆駆動手段及び回生時エンジン制御手段として機能するようになっている。
なお、回生制動によって発生する制動力が要求される制動力より不足する場合には、図示しない摩擦ブレーキが作動して車両の制動力を補完するようになっている。
したがって、本回生制御装置においては、車両の走行時に制動要求がなされた場合、要求される制動力（制動トルク）は、駆動用モータ１０５での回生電力の発電と摩擦ブレーキの摩擦力とによって発生し、回生電力はバッテリ１０３への蓄電に加え、エンジン１０１の回転負荷による消費によって吸収されるようになっている。つまり、車両の制動時に要求される制動トルクはバッテリ１０３、エンジン１０１及び摩擦ブレーキに分配される。
【００２９】
例えば、一定の制動トルクＴｂｒｋが一様に一定時間継続して要求された場合には、経過時間及びバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂに応じて制動トルクは図２（Ａ）（Ｂ）のように分配される。なお、図２は説明をより簡潔にする為に回生電力の発電効率については考慮せず、省略している。
図２（Ａ）に示すように、Ｔ０の時点でＴｂｒｋの制動トルクが要求されると、駆動用モータ１０５においてＴｂｒｋの制動トルクを発生する量の回生電力が発電される。
【００３０】
また、図２（Ｂ）に示すようにＴ０〜Ｔ１の期間ではバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂは第一の所定値Ｖ１以下なので、回生電力は、全てバッテリ１０３に供給される。即ちＴ０〜Ｔ１の期間では制動力Ｔｂｒｋは全てバッテリ１０３に分配される。
また、図２（Ｂ）のＴ０〜Ｔ１に示すように、バッテリ１０３が満充電などによって充電不可能な状態に近くなると、電力供給に応じてバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂは急激に上昇する。
【００３１】
Ｔ１〜Ｔ２の期間においては、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂは第一の所定値Ｖ１を超えているので、インバータコントローラ１２０の制御により回生電力の一部がモータ発電機１０２に供給されてエンジン１０１が逆駆動される。そして、エンジン回転数Ｎｅはアイドリング時の回転数Ｎｅｉになるように制御される。このため、回生電力の一部はエンジン１０１の回転負荷によって消費されるようになり、バッテリ１０３に供給される回生電力が減少する。即ち、Ｔ１〜Ｔ２の期間では、制動力Ｔｂｒｋはエンジン１０１とバッテリ１０３とに一定の割合で分配される。また、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの電圧上昇はＴ１を境にして緩やかになる。
【００３２】
Ｔ２の時点においてバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂは第二の所定値Ｖ２を超えると、エンジン１０１の排気通路にある排気バルブ１１０が閉じられ、エンジン１０１の回転負荷が増大する。このとき、エンジン回転数Ｎｅは一時的に低下するが、インバータコントローラ１２０はモータ発電機１０２に供給する回生電力を急増させるので、エンジン回転数Ｎｅの低下は抑制される。その結果、Ｔ２の時点でエンジン１０１で消費される回生電力の量が急増し、バッテリ１０３に供給される回生電力は減少するのでバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの電圧上昇はＴ２を境にしてさらに緩やかになる。
【００３３】
また、Ｔ２〜Ｔ３の期間において、インバータコントローラ１２０はバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第三の所定値Ｖ３に達したときにエンジン１０１の回転数Ｎｅが限界回転数Ｎｅｍａｘとなるように、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇に応じてエンジン１０１の回転数Ｎｅを上昇させるので、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇に応じてエンジン１０１の回転数Ｎｅも上昇し、エンジン１０１の吸収トルクが増大する。したがって、Ｔ２〜Ｔ３の期間では、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇に応じて、モータ発電機１０２に供給される回生電力が増加してエンジン１０１の吸収トルクが増加する。また、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇に応じてバッテリ１０３に供給される回生電力は減少するのでバッテリ１０３の電圧上昇は徐々に緩やかになる。
【００３４】
そして、Ｔ３の時点でバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第三の所定値Ｖ３に達すると、回生電力の発電量が、モータ発電機１０２に供給される電力量と等しくなるように低減され、摩擦ブレーキが作動する。したがって、Ｔ３の時点以降では回生電力の低減によって不足する制動トルクは摩擦ブレーキの摩擦力によって補完され、低減された回生電力は全てモータ発電機１０２に供給され、バッテリ１０３には供給されないのでバッテリ１０３の端子電圧ＶｂはＶ３から上昇する事はない。
【００３５】
本発明の一実施形態に係る回生制御装置はこのように構成されているので、車両の走行時にはモータ発電機１０２の発電電力及びバッテリ１０３の電力がインバータ１０４を介して駆動用モータ１０５に供給されて駆動用モータ１０５を駆動する。そして、駆動用モータ１０５と動力伝達可能に接続された駆動輪１０６を駆動させて走行する。
そして、運転者がアクセルペダルをオフ又はブレーキペダルをオンあるいはリターダレバーをオンとして車両の制動要求がなされると回生制動がスタートする。
【００３６】
回生制動時には、駆動輪１０６の動力によって、駆動用モータ１０５の駆動軸が回転する。このとき駆動用モータ１０５には誘電磁界を形成するための界磁電流が供給されており、駆動軸の回転によって、回生電力が発電される。なお、界磁電流の供給量は図示しないＥＣＵの指示によってモータコントローラ１０８で制御される。
そして、回生電力の発電と同時に駆動用モータ１０５の駆動軸には発電した回生電力に相当する制動トルクが発生し、発生した制動トルクが駆動輪１０６に伝達されて車両の制動が行われる。
【００３７】
この回生制動時における制御をさらに説明すると、例えば図３に示すフローチャートのような制御が行われる。図３に示す制御は所定の周期毎に行われる。
図３に示すように、回生制動がスタートするとまず、ステップＳ１０において、電圧センサ１０９が検知したバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂがインバータコントローラ１２０に入力される。
【００３８】
そして、ステップＳ２０では、インバータコントローラ１２０において、インバータ１０４に入力されたバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂと予め設定されている第一の所定値Ｖ１との大小関係が比較される。
バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第一の所定値Ｖ１以下である場合には、ステップＳ３０に進み、ステップＳ３０では、インバータ１０４によって電流，電圧が調整された回生電力がインバータコントローラ１２０の制御によってバッテリ１０３へと供給される。このとき、インバータコントローラ１２０はモータ発電機１０２に回生電力を供給しないように制御する。そして、その後は再びスタートに戻りバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂを検知する。この際、回生制動による制動力に不足がある場合は、ステップＳ１２０において、図示しない摩擦ブレーキによって制動力が補完される。
【００３９】
ステップＳ２０において、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第一の所定値Ｖ１よりも大きい場合には、ステップＳ４０へ進み、インバータ１０４は、電流，電圧を調整した回生電力をモータ発電機１０２に供給してモータ発電機１０２をモータ作動させてエンジン１０１を逆駆動させる。
そして、ステップＳ５０で改めて、ステップＳ１０で検知したバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂと第二の所定値Ｖ２とが比較される。なお、第二の所定値Ｖ２は予め設定された値であり、第一の所定値Ｖ１よりも大きい値である。
【００４０】
ステップＳ５０において、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第二の所定値Ｖ２以下である場合にはステップＳ６０へ進み、インバータコントローラ１２０はインバータ１０４からモータ発電機１０２に供給する回生電力の供給量を制御して、エンジンコントローラ１０７から入力されるエンジン回転数センサ１１１の検出値に基づいて、逆駆動したエンジン１０１の回転数がアイドリング時のエンジン回転数Ｎｅｉとなるようにフィードバック制御する。そして、その後は再びスタートに戻りバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂを検知する。その際、回生制動による制動力に不足がある場合には摩擦ブレーキによって補完される。
【００４１】
また、ステップＳ５０において、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第二の所定値Ｖ２よりも大きい場合には、ステップＳ７０へ進む。ステップＳ７０では、インバータコントローラ１２０はエンジンコントローラ１０７に排気バルブ閉指示を送出し、エンジンコントローラ１０７はエンジン１０１を制御して排気バルブを閉じる。そして、ステップＳ８０においてインバータコントローラ１２０はエンジン回転数Ｎｅと予め記憶している限界回転数Ｎｅｍａｘとバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂとに基づいて、バッテリ１０３の端子電圧ＶｂがＶ２のときはエンジン回転数ＮｅがＮｅｉとなるように、また、バッテリ１０３の端子電圧ＶｂがＶ３のときはエンジン回転数ＮｅがＮｅｍａｘとなるようにバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇に応じてインバータ１０４がモータ発電機１０２に供給する回生電力の供給量を制御してエンジン１０１の回転数を徐々に上昇させる。
【００４２】
次に、ステップＳ９０において再度、ステップＳ１０で検知したバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂと第三の所定値Ｖ３とが比較される。なお、第三の所定値Ｖ３は予め設定された値であり、第二の所定値Ｖ２よりも大きい値である。
ステップＳ９０において、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第三の所定値Ｖ３以下である場合には再びスタートに戻りバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂを検知する。その際、回生制動による制動力に不足がある場合にはステップＳ１２０において摩擦ブレーキによって補完される。
【００４３】
また、ステップＳ９０において、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第三の所定値Ｖ３よりも大きい場合には、ステップＳ１００へ進む。ステップＳ１００では、インバータコントローラ１２０の制御に基づいてインバータ１０４はモータ発電機１０２に供給する回生電力の供給量を増減させ、随時インバータ１０４に入力されるエンジン回転数センサの検出値Ｎｅに基づいて、エンジン回転数Ｎｅが限界回転数Ｎｅｍａｘになるようにフィードバック制御を行う。
【００４４】
このステップＳ１００の処理とともに、ステップＳ１１０において、インバータコントローラ１２０はモータ発電機１０２へ供給している電力値をモータコントローラ１０８に入力し、モータコントローラ１０８では、入力された電力値と駆動用モータ１０５で発電する回生電力の発電量とが等しくなるように駆動用モータ１０５に供給される界磁電流を制御する。
【００４５】
ステップＳ１１０において、駆動用モータ１０５の界磁電流が制御されると回生電力の発電量が減少し、回生制動による制動力も低下する（即ち、回生制動力がカットされる）ので、ステップＳ１２０において摩擦ブレーキが作動して駆動用モータ１０５で発生する制動トルクの不足を補完する。
したがって、回生制動時におけるバッテリ１０３の端子電圧又はエンジン１０１の回転数は図４のようになる。
【００４６】
図４に示すように、電圧センサ１０９で検知されるバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第一の所定値Ｖ１よりも小さいＶｂ＜Ｖ１の領域ではエンジンの逆駆動は行われず、回生電力は全てバッテリ１０３に供給される。
そして、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第一の所定値を超え、Ｖ１≦Ｖｂ＜Ｖ２の領域にある場合はエンジン１０１は逆駆動され、エンジン回転数はアイドリング時の回転数Ｎｅｉとなるように制御される。
【００４７】
バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第二の所定値を超え、Ｖ２≦Ｖｂ＜Ｖ３の領域に達すると、モータ発電機１０２に供給する電力量を徐々に増加させて、エンジン回転数を徐々に上昇させる。それと同時に排気バルブ１１０が閉じられ、エンジンの回転負荷が増大する。
そして、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第三の所定値に達するとその時点でのエンジン回転数Ｎｅｍａｘが記憶・保持され、Ｖ３≦Ｖｂの領域ではエンジン回転数はＮｅｍａｘの状態で維持される。また、この領域ではバッテリ１０３の端子電圧が限界まで上昇したものと判断され、駆動用モータ１０５で発電される回生電力の発電量とモータ発電機１０２に供給される電力量と略等しくなるように駆動用モータ１０５の界磁電力が制御される。この結果、回生電力の発電量は低減されて、回生制動による制動力の不足は摩擦ブレーキによって補完される。
【００４８】
また、本回生制御装置におけるバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂは、図２（Ｂ）に示すように、Ｔ０の時点で回生制動がスタートすると、回生電力がバッテリ１０３に充電される。そして、バッテリ１０３が充電不可能になると余剰の回生電力は充電されず、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが急上昇する。
そして、Ｔ１の時点で、エンジン１０１が逆駆動されると、エンジンの駆動負荷分の回生電力がエンジン１０１によって消費されるため、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇が抑制され、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの電圧上昇率はＴ１を境に緩やかになる。
【００４９】
Ｔ２の時点ではバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第二の所定値Ｖ２に達し、排気バルブ１１０が閉じられてエンジンの回転にかかる負荷が増大するので、エンジン１０１の逆駆動のために消費される回生電力が大きくなり、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの電圧上昇はさらに穏やかになる。
また、Ｔ２〜Ｔ３の期間ではバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇と共にエンジン回転数Ｎｅが上昇するため、エンジン回転数Ｎｅの上昇に応じてエンジン１０１の逆駆動のために消費される回生電力が徐々に大きくなり、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇率も徐々に緩やかになる。
【００５０】
Ｔ３の時点以降は、エンジン１０１の逆駆動にかかる電力よりも大きな回生電力は発電されないようにしているので、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂは第三の所定値Ｖ３とほぼ等しい状態で一定となりこれ以上上昇することはない。
また、図２及び図４のグラフはＴ３の時点におけるエンジン１０１での吸収トルクよりも大きな回生電力が発生した場合の一例であり、例えば余剰の回生電力がそれほど大きくなく、エンジン１０１の回転数がアイドリング回転数Ｎｅｉで回転させた場合のエンジン１０１での回転負荷程度の大きさであれば、余剰の回生電力が消費された時点でバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂは上昇することなくこれ以降の制御は行われない。
【００５１】
したがって、ステップＳ２０においてバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第一の所定値Ｖ１以下である場合には、バッテリ１０３の許容電圧までにはまだ十分に余裕があるのでエンジンの逆駆動は行なわずに回生電力は全てバッテリ１０３に供給され、エンジンの逆駆動によって回生電力が無駄に消費されることはない。
また、ステップＳ２０においてバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第一の所定値Ｖ１よりも高い場合には、バッテリ１０３に全ての回生電力を回収（充電）させることがバッテリ１０３の保守・管理の観点から好ましくない状態であり、エンジンを逆駆動させて、エンジン１０１によって余剰な回生電力を消費させることによってバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇を抑制することができる。
【００５２】
また、ステップＳ５０においてバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第二の所定値Ｖ２以下である場合には、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂはそれほど高くはなっていないので、エンジン１０１はアイドリング時のエンジン回転数であるＮｅｉで穏やかに駆動される。
また、ステップＳ５０においてバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが第二の所定値Ｖ２よりも高い場合には、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂが高く、余剰の回生電力が大きいと考えられるので、排気バルブ１１０を閉じてエンジン１０１の回転にかかる負荷を増大させ、モータ発電機１０２に供給する回生電力を増大させるのでバッテリ１０３への回生電力の供給量は減少してバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇を抑制することができる。
【００５３】
また、ステップＳ８０ではバッテリ１０３の端子電圧ＶｂがＶ３のときにエンジン１０１の回転数Ｎｅを限界回転数Ｎｅｍａｘになるようにバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇に応じて上昇させるので、エンジン１０１において消費可能な回生電力を最大限消費してバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの上昇を抑制することができる。
また、ステップＳ９０においてバッテリ１０３の端子電圧ＶｂがＶ３に達した場合には、エンジン１０１で消費可能な回生電力は限界であり、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂも限界まで上昇しているので、回生電力の発電量を減少させてエンジン１０１で消費可能な電力量と等しい量の回生電力のみを発電するようにしているので、回生電力は全てエンジン１０１で消費され、バッテリ１０３に供給されず、バッテリ１０３の端子電圧Ｖｂの電圧上昇は完全に抑制され、電圧上昇によるバッテリ１０３の破損を確実に防止することができる。
【００５４】
また、バッテリ１０３に充電されない余剰な回生電力の量をバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂに基づいて判定しているので、バッテリ１０３の充電状態や温度状態等バッテリ１０３の充電可能電力量が異なる場合でも、バッテリ１０３には充電可能な回生電力を無駄なく充電することができるとともに、余剰な回生電力によるバッテリ１０３の電圧上昇を抑制でき、バッテリ１０３が充電不可能な状態にあっても回生制動を継続して摩擦ブレーキの使用頻度を減少させることができる。
【００５５】
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態における、第一の所定値Ｖ１とはバッテリ１０３が回生電力を充電できない状態であることを検知するために予め設定された値であるが、このＶ１の値は適宜変更可能である。例えば、回生制動開始前のバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂ０を記憶しておき、Ｖｂ０よりも所定の値だけ高い値をＶ１としてもよい。
【００５６】
このようにすれば、バッテリ１０３は回生電力を充電できない状態になるとバッテリ１０３の端子電圧Ｖｂは急激に上昇するのでこのようにしてＶ１を設定しても上述の実施形態と同様の効果を得ることができる上、バッテリ１０３の充電状態や劣化状態及び温度条件等に応じて異なる値が第一の所定値Ｖ１として設定されるので、簡単な構成で、且つ、より正確にエンジン１０１を逆駆動させることによって余剰の回生電力をエンジン１０１で消費することができる。
【００５７】
なお、第二、第三の所定値についても、第二の所定値Ｖ２は第一の所定値Ｖ１よりも高く、第三の所定値Ｖ３は第二の所定値Ｖ２よりも高い値であれば適宜設定可能であるが、第三の所定値Ｖ３はバッテリ１０３の限界電圧よりも低い値を設定する必要がある。このようにすれば、本発明におけるバッテリ１０３の電圧上昇は、第三の所定値Ｖ３の近傍の値よりも高くはならないので、電圧上昇によるバッテリ１０３の破損を確実に防止することができる。
【００５８】
また、本発明はシリーズ式ハイブリッド電気自動車に限らず、エンジン、モータ発電機、駆動用モータを備え、回生制動を行うものであれば広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態に係る回生制御装置の要部を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る回生制御装置におけるエンジン回転数及びバッテリ電圧を示すタイムチャートの一例であって、（Ａ）はバッテリ電圧とエンジン回転数の関係を示し、（Ｂ）は経過時間に応じたバッテリ電圧の上昇を示すものである。
【図３】本発明の一実施形態に係る回生制御装置における回生制動時の制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る回生制御装置の回生制動時におけるバッテリの端子電圧に対するエンジン回転数（逆駆動）及び排気バルブの状態を示すグラフであって、（Ａ）は排気バルブの開閉状態を示し、（Ｂ）はエンジン回転数の状態を示す。
【符号の説明】
【００６０】
１０１  エンジン
１０２  モータコントローラ
１０３  バッテリ
１０４  インバータ
１０５  駆動用モータ
１０６  駆動輪
１０７  エンジンコントローラ
１０８  モータコントローラ
１０９  電圧センサ
１１０  排気バルブ
１１１  エンジン回転数センサ
１１２  発電機コントローラ
１２０  インバータコントローラ（エンジン逆駆動手段）
【図１】
2006280161.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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