(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、このエンジンによって駆動される発電機と、トルク指令値に基づいて前記発電機をトルク制御すると共に、前記発電機によって発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、このコンバータから直流電力が供給される直流バスと、この直流バスに直接接続されたバッテリ及び電力負荷と、を備えた車両の制御装置であって、
前記バッテリの入出力電流と出力電圧との関係を示す電流−電圧特性を記憶し、この電流−電圧特性に基づいて、前記直流バスに対して予め設定された目標電圧に対応する前記バッテリの目標電流を算出するバッテリ目標電流演算手段と、
前記直流バスの実電圧の値を取得し、取得した前記直流バスの実電圧と前記バッテリの目標電流とに基づいて、前記バッテリの目標電力を算出するバッテリ目標電力演算手段と、
前記電力負荷によって消費される消費電力の値を取得し、前記目標電力と前記消費電力に基づいて前記発電機が発電すべき要求電力を算出し、この要求電力に基づいて、前記発電機へのトルク指令値を算出する発電機トルク指令値演算手段と、
を備えた車両の制御装置。
【請求項２】
前記電流−電圧特性は、前記バッテリのＳＯＣに応じて複数設定されており、
前記バッテリ目標電流演算手段は、前記バッテリのＳＯＣを取得し、取得したＳＯＣ及び前記電流−電圧特性に基づいて、前記目標電圧に対応する前記バッテリの目標電流を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリ目標電力演算手段は、前記直流バスの実電圧と前記バッテリの目標電流とを乗算した値に基づいて、前記バッテリの目標電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記発電機トルク指令値演算手段は、前記発電機の回転数を取得し、前記要求電力を前記発電機の回転数で除した値に基づいて、前記トルク指令値を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記発電機トルク指令値演算手段は、前記目標電力と前記消費電力とを加算して前記要求電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記発電機トルク指令値演算手段は、前記目標電力と前記消費電力とを加算した合計電力に、前記コンバータの電力変換効率及び前記発電機の発電効率を考慮して前記要求電力を算出することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項７】
前記発電機へのトルク指令値を補正する補正手段を更に備え、
この補正手段は、前記実電圧と前記目標電圧の差に基づいて、前記トルク指令値を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項８】
前記補正手段は、前記実電圧が前記目標電圧よりも低い場合は前記トルク指令値を増加し、前記実電圧が前記目標電圧よりも高い場合は前記トルク指令値を減少させるように、前記トルク指令値を補正することを特徴とする請求項７に記載の車両の制御装置。
【請求項９】
前記目標電圧を設定するための電圧設定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の制御装置に関し、特に直流バスに直接接続されたバッテリ及び電力負荷を有する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、エンジン１によって駆動される発電機２と、交流／直流変換及び発電機（発電電動機）２のトルク制御を行うコンバータ３と、コンバータ３から直流電力が供給される直流バス４と、直流バス４に直接接続されたバッテリ（蓄電装置）５及び電力負荷６とを備えた車両が知られている。図４では、エンジン１及び／又は発電電動機２がトランスミッション７を介して駆動輪８を駆動するように構成されている。
【０００３】
この車両では、バッテリ５がバッテリ電力制御用の電力変換装置を介さずに、直流バス４に直接接続されているので、コンバータ３の出力電圧がバッテリ５の動作電圧になると共に、電力負荷６への供給電圧にもなる。
【０００４】
したがって、発電機２による発電量と電力負荷６の消費電力とがバランスしないと、バッテリ５の電圧が不安定になる。その結果、電力負荷６への供給電圧やコンバータ３の出力電圧が規定範囲を超えて大きく変動したり、バッテリ５が過放電や過充電を引き起こしたりするおそれがあった。例えば、発電量が消費電力に対して大き過ぎると、充電によりバッテリ５の電圧及び電力負荷６の動作電圧が上がってしまい、一方、発電量が消費電力に対して小さ過ぎると、放電によりバッテリ５の電圧及び電力負荷６の動作電圧が下がってしまう。
【０００５】
このような問題を解決するため、第１の手法として、特許文献１に記載された車両では、バッテリの充電状態と電力負荷に応じて、適切な発電量を決定するように構成されている。具体的には、特許文献１の車両は、バッテリの充電率が所定値よりも低い場合やバッテリの電力負荷が所定値よりも大きい場合に、バッテリの充電率及が所定値よりも高くなるように、及び、バッテリの電力負荷が所定値よりも小さくなるように、発電機を発電させるようになっている。これにより、特許文献１の車両では、バッテリの充電率及び電力負荷を所定範囲内に維持することが可能である。
【０００６】
また、上述の問題を解決するため、第２の手法として、車両の上位コントローラを、通常のトルク制御モード（発電機が所望の負荷トルクで作動するようにコンバータを介して発電機を制御する）から、電圧制御モード（上位コントローラ内で設定された動作電圧の目標値を達成するようにコンバータを介して発電機を制御する）に切替えて制御可能に構成することが考えられる。すなわち、電圧制御モードでは、上位コントローラは、コンバータ出力電圧（動作電圧）と、上位コントローラ内で設定された目標動作電圧との差に基づいて、制御モデルを用いて発電機のトルク指令を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３１６７８９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、第１の手法では、バッテリ電圧をある程度の範囲内に維持することは可能であると考えられるが、高精度な制御は期待できない。
また、第２の手法では、上位コントローラ側にトルク制御と電圧制御とを切替えるための追加の制御ロジックや切替えスイッチ等が必要になると共に、コンバータ内にも電力負荷にマッチングさせてパラメータ設計された制御ロジックを組み込む必要がある。このため、構造が複雑になるという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、バッテリの動作電圧を簡易な構成によって高精度に制御することが可能な車両の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、エンジンと、このエンジンによって駆動される発電機と、トルク指令値に基づいて前記発電機をトルク制御すると共に、発電機によって発電された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、このコンバータから直流電力が供給される直流バスと、この直流バスに直接接続されたバッテリ及び電力負荷と、を備えた車両の制御装置であって、バッテリの入出力電流と出力電圧との関係を示す電流−電圧特性を記憶し、この電流−電圧特性に基づいて、直流バスに対して予め設定された目標電圧に対応するバッテリの目標電流を算出するバッテリ目標電流演算手段と、直流バスの実電圧の値を取得し、取得した直流バスの実電圧とバッテリの目標電流とに基づいて、バッテリの目標電力を算出するバッテリ目標電力演算手段と、電力負荷によって消費される消費電力の値を取得し、目標電力と消費電力に基づいて発電機が発電すべき要求電力を算出し、この要求電力に基づいて、発電機へのトルク指令値を算出する発電機トルク指令値演算手段と、を備えている。
【００１１】
このように構成された本発明の車両の制御装置は、コンバータによって発電機をトルク制御させるためのトルク指令値を算出するように構成されており、このトルク指令値によって発電機が制御されることにより、直流バスを予め設定された目標電圧に精度良く維持することができる。具体的には、制御装置は、バッテリの電流−電圧特性に基づいて目標電圧に対する目標電流を算出し、続いて、バッテリがこの目標電流を充放電する際のバッテリの目標電力を算出し、さらに、目標電力と負荷消費電力から求められる、発電機が発電すべき要求電力を発電機が発電するように、発電機へのトルク指令値を算出する。
【００１２】
この構成により、本発明では、発電機が要求電力を発電することにより、負荷消費電力を除いた電力分がバッテリへ供給され、この供給電力は、現在のバッテリの電圧（すなわち、直流バスの電圧）において、上記目標電流をバッテリに充放電させる。そして、この充放電電流は、バッテリの電流−電圧特性により、バッテリに上記目標電圧を生起させる。
【００１３】
したがって、本発明では、目標電圧にバッテリ電圧及び直流バスの電圧を精度良く一致させることができ、電力負荷が接続された直流バスを目標電圧に維持して、電力負荷の動作を安定させることが可能となる。更には、本発明では、直流バスを目標電圧に維持することにより、バッテリの過放電，過充電を防止してバッテリの長寿命化を図ることができる。その際、本発明では、コンバータ側には、制御ロジックを追加する必要がなく、制御装置の制御ロジックのみで目標電圧の維持制御を達成することができる。
【００１４】
また、本発明において好ましくは、電流−電圧特性は、バッテリのＳＯＣに応じて複数設定されており、バッテリ目標電流演算手段は、バッテリのＳＯＣを取得し、取得したＳＯＣ及び電流−電圧特性に基づいて、目標電圧に対応するバッテリの目標電流を算出する。
【００１５】
バッテリの電流−電圧特性はバッテリのＳＯＣに依存して変わるが、このように構成された本発明においては、ＳＯＣを考慮した電流−電圧特性に基づいてバッテリの目標電流を算出するので、より高い精度でバッテリ電圧及びバス電圧を目標電圧に一致させることが可能となる。
【００１６】
また、具体的には、バッテリ目標電力演算手段は、直流バスの実電圧とバッテリの目標電流とを乗算した値に基づいて、バッテリの目標電力を算出する。
【００１７】
また、具体的には、発電機トルク指令値演算手段は、発電機の回転数を取得し、要求電力を前記発電機の回転数で除した値に基づいて、トルク指令値を算出する。
また、発電機トルク指令値演算手段は、目標電力と消費電力とを加算して要求電力を算出する。
【００１８】
また、本発明において好ましくは、発電機トルク指令値演算手段は、目標電力と消費電力とを加算した合計電力に、コンバータの電力変換効率及び発電機の発電効率を考慮して要求電力を算出する。
このように構成された本発明においては、コンバータの電力変換効率及び発電機の発電効率を考慮することにより、より精度よく要求電力を算出することができるので、バッテリ電圧及びバス電圧を目標電圧に一致させる精度を更に向上することが可能となる。
【００１９】
また、本発明において好ましくは、発電機へのトルク指令値を補正する補正手段を更に備え、この補正手段は、実電圧と目標電圧の差に基づいて、トルク指令値を補正する。
このように構成された本発明においては、算出したトルク指令値に誤差成分が含まれ、直流バスの実電圧が目標電圧に一致しない場合であっても、トルク指令値を補正することにより、目標電圧に対する直流バスの実電圧の差分又はずれを解消して、バス電圧を目標電圧に一致させることができる。
具体的には、補正手段は、実電圧が目標電圧よりも低い場合はトルク指令値を増加し、実電圧が目標電圧よりも高い場合はトルク指令値を減少させるように、トルク指令値を補正する。
【００２０】
また、本発明において好ましくは、目標電圧を設定するための電圧設定手段を更に備える。
このように構成された本発明においては、電圧設定手段によって、直流バスの目標電圧を任意に設定することができるので、状況に応じて好適なバス電圧を実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の車両の制御装置によれば、簡易な構成により、バッテリの動作電圧を高精度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態における車両の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における制御装置のバッテリ電圧維持制御の説明図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における制御装置のバッテリ電圧維持制御の説明図である。
【図４】従来技術の車両の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施形態による車両の制御装置を説明する。
先ず、図１に基づいて、本実施形態の車両の構成について説明する。本実施形態では、パラレル方式のハイブリッド車両を例にとって説明するが、これに限らず、シリーズ方式のハイブリッド車両等にも本発明を適用することができる。具体的には、発電機，発電機を制御するコンバータ，発電機の発電電力がコンバータを介して供給される直流バス，直流バスに直接接続されたバッテリ及び電力負荷を有する車両に本発明を適用することができる。
なお、図４と共通する要素には、同一の符号を用いる。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の車両１００は、エンジン１と、発電電動機２と、（インバータ）コンバータ３と、直流バス４と、バッテリ５と、電力負荷６と、トランスミッション７と、駆動輪８と、車両コントローラ（制御装置）１０とを備えている。
【００２５】
エンジン１は、出力トルクを出力軸及びこの出力軸に連結されたトランスミッション７を介して駆動輪８へ供給する。
発電電動機２は、バッテリ５から（インバータ）コンバータ３を介して供給される交流電力によって駆動され、出力トルクを駆動輪８へ供給することにより、エンジン１の駆動力をアシストする。また、発電電動機２は、エンジン１または車両１００の慣性力（ブレーキ）によって駆動されて交流電力を発生（回生発電）し、回生電力をコンバータ３を介して直流バス４へ供給する。
なお、以下の説明において、発電機として発電電動機２を説明する際には、発電機２と表記する場合がある。
【００２６】
コンバータ３は、発電機２に付設されており、発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑに基づいて発電機２をトルク制御して交流電力（回生電力）を発生させ、回生電力を交流から直流に変換して直流バス４へ供給する。コンバータ３は、直流バス４のバス電圧を制御することにより、バッテリ５による充放電を制御するように構成されている。
また、コンバータ３は、インバータとして機能し、バッテリ５からの直流電力を交流電力に変換して発電電動機２へ供給して、発電電動機２を駆動制御する。
【００２７】
バッテリ５は、充放電可能な二次電池であり、直流バス４の電圧に応じて、直流バス４へ直流電力を供給（放電）したり、直流バス４から直流電力を受けて充電したりするようになっている。
本実施形態では、バッテリ５は、バッテリ電力を制御する電力変換装置（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を有しておらず、直流バス４へ直接的に接続されている。本実施形態では、バッテリ電力制御用の電力変換装置を用いない構成とすることにより、車両１００の燃費と車載性を向上させている。
電力負荷６は、直流バス４に接続された車載電気機器（補機）である。したがって、電力負荷６による負荷消費電力Ｐｌｏａｄは、時間と共に変動する。
【００２８】
制御装置１０は、エンジン１，発電機２，コンバータ３等を制御するように構成されている。
本実施形態では、特に、制御装置１０は、目標電圧Ｖｒｅｑ，バッテリ充電率（ＳＯＣ），直流バス４のバス電圧Ｖｂｕｓ，負荷消費電力Ｐｌｏａｄ，発電機２の回転数ωｍｇに基づいて算出した発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑを、コンバータ３へ出力することによって、直流バス４の電圧を目標電圧Ｖｒｅｑに精度良く維持するように構成されている。
【００２９】
本実施形態では、目標電圧Ｖｒｅｑは、制御装置１０内のメモリに予め記憶されているが、これに限らず、目標電圧Ｖｒｅｑを運転者が手動で設定し、制御装置１０へ出力可能としてもよい。
例えば、運転手が操作可能な目標電圧切替スイッチ（電圧設定手段）を設けることができる。目標電圧切替スイッチは、例えば、電力負荷６を作動させるのに適した電圧設定目標値（通常モード）と、バッテリ５を高速充電するのに適した高い電圧値である電圧設定目標値（充電モード）とに切り替え可能とすることができる。また、目標電圧切替スイッチは、例えばロータリースイッチのような、任意の電圧値を運転手が選択可能な形態であってもよい。
【００３０】
バッテリ充電率（ＳＯＣ）は、バッテリ５の充電状態を表しており、バッテリ５に内蔵されたバッテリ管理ユニット（ＢＭＵ）から制御装置１０へ出力される。
なお、バッテリ充電率（ＳＯＣ）は、「バッテリの残容量／バッテリの満充電容量×１００（％）」で特定される量であり、さらに温度を考慮して補正してもよい。
【００３１】
また、バス電圧Ｖｂｕｓは、直流バス４の電圧を表すものであり、直流バス４に設けられた電圧測定センサから制御装置１０へ出力される。バス電圧Ｖｂｕｓは、バッテリ５の動作電圧（バッテリ電圧）と等しく、電力負荷６への供給電圧となる。なお、バッテリ５内のＢＭＵが、バス電圧Ｖｂｕｓに相当するバッテリ電圧を制御装置１０へ出力するように構成してもよい。
【００３２】
負荷消費電力Ｐｌｏａｄは、電力負荷６によって消費されている現在の消費電力を表すものであり、演算手段（図示せず）によって別途算出され、制御装置１０へ出力される。
発電機２の回転数ωｍｇは、発電機２の回転軸の回転数を表すものであり、発電機２に設けられた回転センサ（図示せず）から制御装置１０へ出力される。
【００３３】
次に、図２に基づいて、本実施形態の制御装置１０のバッテリ電圧維持制御について説明する。
制御装置１０は、バッテリ電圧維持制御に関連して、バッテリ目標電流演算手段１１と、バッテリ目標電力演算手段１２と、コンバータ目標出力電力演算手段１３と、発電機発電電力（要求電力）演算手段１４と、発電機トルク指令値変換手段１５とを備えている。
コンバータ目標出力電力演算手段１３，発電機発電電力演算手段１４，及び発電機トルク指令値変換手段１５は、発電機トルク指令値演算手段を構成する。
【００３４】
バッテリ目標電流演算手段１１は、バッテリ５におけるバッテリ電流とバッテリ電圧との関係を表す電流−電圧特性テーブルを有している。このテーブルは、制御装置１０のメモリ内に記憶されている。
なお、図２には、このテーブルの一例が示されている。テーブルは予め実験的に取得されたものであり、この例は、横軸をバッテリ電圧、縦軸をバッテリ電流としたグラフの形態であり、ＳＯＣ毎に、バッテリ電圧とバッテリ入出力電流の関係が示されている。この例では、ＳＯＣが高いほど、バッテリ電圧は高く、ＳＯＣが低いほど、バッテリ電圧は低くなる傾向がある。また、バッテリ出力電流が大きくなるほど（すなわち、放電電流が大きくなるほど）、バッテリ電圧が低くなり、バッテリ入力電流が大きくなるほど（すなわち、充電電流が大きくなるほど）、バッテリ電圧が高くなる傾向がある。
【００３５】
バッテリ目標電流演算手段１１は、目標電圧Ｖｒｅｑ及びＳＯＣに基づいて、上記テーブルからバッテリ５の目標電流Ｉｂａｔｔ_ｒｅｑを算出することができる。これにより、現在のバッテリ５のＳＯＣに応じて、目標電圧Ｖｒｅｑが達成されるときの目標電流Ｉｂａｔｔ_ｒｅｑが求められる。
【００３６】
バッテリ目標電力演算手段１２は、バス電圧Ｖｂｕｓと目標電流Ｉｂａｔｔ_ｒｅｑに基づいて、バッテリ５の目標電力Ｐｂａｔｔ_ｒｅｑを算出する。具体的には、バッテリ目標電力演算手段１２は、バス電圧Ｖｂｕｓに目標電流Ｉｂａｔｔ_ｒｅｑを乗算することにより、目標電力Ｐｂａｔｔ_ｒｅｑを算出する。これにより、目標電圧Ｖｒｅｑが達成されるときに、バッテリ５がバッテリ電圧（Ｖｂｕｓ）で充放電電流（Ｉｂａｔｔ_ｒｅｑ）を流した際の電力である目標電力Ｐｂａｔｔ_ｒｅｑが求められる。
なお、目標電力Ｐｂａｔｔ_ｒｅｑは、バッテリ５が充電されるときは正の値とし、バッテリ５が放電されるときは負の値としている。
【００３７】
コンバータ目標出力電力演算手段１３は、目標電力Ｐｂａｔｔ_ｒｅｑと負荷消費電力Ｐｌｏａｄに基づいて、コンバータ３から直流バス４へ供給すべきコンバータ目標出力電力Ｐｃｏｎｖ_ｒｅｑを算出する。具体的には、コンバータ目標出力電力演算手段１３は、目標電力Ｐｂａｔｔ_ｒｅｑに負荷消費電力Ｐｌｏａｄを加算することにより合計電力を算出し、この合計電力をコンバータ目標出力電力Ｐｃｏｎｖ_ｒｅｑとして出力する。これにより、目標電圧Ｖｒｅｑが達成されるときのコンバータ目標出力電力Ｐｃｏｎｖ_ｒｅｑが求められる。
なお、バッテリ５が充電される場合はバッテリ５は更なる電力負荷となるが、バッテリ５が放電する場合は電力負荷を軽減することになる。
【００３８】
発電機発電電力（要求電力）演算手段１４は、コンバータ目標出力電力Ｐｃｏｎｖ_ｒｅｑに、コンバータ３の電力変換効率ηｃｏｎｖと発電機２の発電効率ηｍｇを考慮して、発電機２の目標発電電力（要求電力）Ｐｍｇ_ｒｅｑを算出する。具体的には、発電機発電電力演算手段１４は、コンバータ目標出力電力Ｐｃｏｎｖ_ｒｅｑを電力変換効率ηｃｏｎｖ及び発電効率ηｍｇで除すことにより、要求電力Ｐｍｇ_ｒｅｑを算出する。
【００３９】
なお、コンバータ３の電力変換効率ηｃｏｎｖと発電機２の発電効率ηｍｇが、比較的良好である場合は、発電機発電電力演算手段１４による処理を省略してもよい。この場合、発電機トルク指令値変換手段１５は、コンバータ目標出力電力Ｐｃｏｎｖ_ｒｅｑを、要求電力Ｐｍｇ_ｒｅｑとして受け取る。
【００４０】
発電機トルク指令値変換手段１５は、要求電力Ｐｍｇ_ｒｅｑを発電機２が出力するように、発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑを算出する。具体的には、発電機トルク指令値変換手段１５は、要求電力Ｐｍｇ_ｒｅｑを発電機２の現在の回転数ωｍｇで除した値に基づいて、発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑを算出する。
【００４１】
このように、本実施形態では、バッテリ５の動作電圧（＝バス電圧Ｖｂｕｓ）が達成されるように、バッテリ目標電流Ｉｂａｔｔ_ｒｅｑ，バッテリ目標電力Ｐｂａｔｔ_ｒｅｑ，コンバータ目標出力電力Ｐｃｏｎｖ_ｒｅｑ，発電機目標電力Ｐｍｇ_ｒｅｑを順に求めていき、求められた発電機目標電力Ｐｍｇ_ｒｅｑに基づいて、コンバータ３へ出力する発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑを求めるように構成されている。
【００４２】
したがって、本実施形態では、求められた発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑに基づいて、コンバータ３が発電機２をトルク制御することにより、発電機２は、発電機目標電力Ｐｍｇ_ｒｅｑと等しい電力を発電する。そして、この発電電力をコンバータ３が交流／直流変換することにより、直流バス４には、コンバータ目標出力電力Ｐｃｏｎｖ_ｒｅｑと等しい電力が供給される。
【００４３】
さらに、直流バス４へ供給された電力のうち、負荷消費電力Ｐｌｏａｄは電力負荷６に振り分けられるため、バッテリ５への供給電力は、その差分（Ｐｃｏｎｖ_ｒｅｑ−Ｐｌｏａｄ）となる。差分が正の場合は、バッテリ５が充電され、差分が負の場合は、バッテリ５から放電される。
【００４４】
このとき、バス電圧はＶｂｕｓであるので、上記差分をＶｂｕｓで除した値に相当するバッテリ電流がバッテリ５へ供給される。電流が正の場合は、バッテリ５が充電され、電流が負の場合は、バッテリ５から放電される。
【００４５】
さらに、このバッテリ電流と現在のバッテリ５のＳＯＣとの関係から、バッテリ５の電圧は、目標電圧Ｖｒｅｑに等しくなる。
したがって、本実施形態では、制御装置１０によって、コンバータ３を介して発電機２をトルク制御することにより、直流バス４を目標電圧Ｖｒｅｑに高精度に維持することができる。これにより、本実施形態では、直流バス４に接続された電力負荷６に対して、常時、目標電圧Ｖｒｅｑを供給することができるので、電力負荷６の動作を安定させることが可能となる。また、本実施形態では、直流バス４を目標電圧Ｖｒｅｑに高精度に維持することにより、バッテリ５の過放電，過充電を防止し、バッテリ５の長寿命化を図ることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、直流バス４のバス電圧を固定の目標電圧に一致させるように構成されているが、これに限らず、目標電圧が時間と共に変動してもよく、バス電圧を変動する目標電圧に追従させるように構成することも可能である。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、コンバータ３に制御ロジックを追加するような変更を加えることなく、制御装置１０による制御のみによって、バッテリ５の動作電圧を目標電圧に高精度に維持することができる。
【００４８】
次に、図３に基づいて、本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、ＳＯＣの計算誤差や電力，回転数等の測定センサの検出誤差が存在しても、バッテリ５又は直流バス４の動作電圧が目標電圧Ｖｒｅｑに良好に追従するように補正手段が付加されている。
このため、図３に示された本実施形態の制御装置１１０には、第１の実施形態の制御装置１０の各手段に加えて、電圧補正出力演算手段１６と、発電機補正トルク演算手段１７と、発電機補正トルク指令値演算手段１８を備えている。
電圧補正出力演算手段１６，発電機補正トルク演算手段１７，及び発電機補正トルク指令値演算手段１８が、補正手段を構成している。
なお、第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と共通する要素には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４９】
電圧補正出力演算手段１６は、補正すべき電圧差である目標電圧Ｖｒｅｑとバス電圧Ｖｂｕｓとの差に基づいて、補正すべき電力分に相当する補正出力Ｐｄｉｆｆを算出する。具体的には、電圧補正出力演算手段１６は、目標電圧Ｖｒｅｑからバス電圧Ｖｂｕｓを差し引き、この差分を所定のゲインで調整することにより補正出力Ｐｄｉｆｆを算出している。
【００５０】
発電機補正トルク演算手段１７は、補正すべき電力差である補正出力Ｐｄｉｆｆに基づいて、補正すべきトルク差である発電機２のトルク補正値Ｔｄｉｆｆを算出する。具体的には、発電機補正トルク演算手段１７は、補正出力Ｐｄｉｆｆを発電機２の回転数ωｍｇで除した値に基づいて、トルク補正値Ｔｄｉｆｆを算出する。
【００５１】
なお、第１の実施形態では、発電機トルク指令値変換手段１５が発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑを出力していたが、第２の実施形態では、発電機トルク指令値変換手段１５の出力を、バッテリ５の電流−電圧特性に基づいて決定された発電機トルク指令値を意味するように、Ｔｍｇ_Ｉ−Ｖと表記する。
【００５２】
発電機補正トルク指令値演算手段１８は、バッテリ５の電流−電圧特性に基づいて決定された発電機トルク指令値Ｔｍｇ_Ｉ−Ｖと、電圧差分に基づいて決定されたトルク補正値Ｔｄｉｆｆとに基づいて、発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑを算出する。具体的には、発電機補正トルク指令値演算手段１８は、発電機トルク指令値Ｔｍｇ_Ｉ−Ｖにトルク補正値Ｔｄｉｆｆを加算することにより、発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑを算出する。
【００５３】
したがって、実際のバス電圧Ｖｂｕｓが、目標電圧Ｖｒｅｑよりも低い場合は、正のトルク補正値Ｔｄｉｆｆが発電機トルク指令値Ｔｍｇ_Ｉ−Ｖに加算され、増加した発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑが出力されることにより、バス電圧Ｖｂｕｓが目標電圧Ｖｒｅｑに向けて増加する。一方、実際のバス電圧Ｖｂｕｓが、目標電圧Ｖｒｅｑよりも高い場合は、負のトルク補正値Ｔｄｉｆｆが発電機トルク指令値Ｔｍｇ_Ｉ−Ｖに加算され、減少した発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑが出力されることにより、バス電圧Ｖｂｕｓが目標電圧Ｖｒｅｑに向けて減少する。
【００５４】
なお、上記実施形態では、補正手段は、バス電圧Ｖｂｕｓと目標電圧Ｖｒｅｑとの差分電圧に基づいて、電圧補正出力演算手段１６及び発電機補正トルク演算手段１７が２段階の処理によってトルク補正値Ｔｄｉｆｆを算出しているが、これに限らず、差分電圧とトルク補正値とを関連付けたテーブルによって、直接的にトルク補正値Ｔｄｉｆｆを算出するように構成してもよい。
【００５５】
このように、本実施形態では、ＳＯＣの計算誤差や測定センサの検出誤差が存在しても、実際に得られたバス電圧Ｖｂｕｓを目標電圧Ｖｒｅｑに一致させるように、発電機トルク指令値Ｔｍｇ_ｒｅｑを補正する。これにより、本実施形態では、バス電圧Ｖｂｕｓを目標電圧Ｖｒｅｑに精度よく一致させることができる。
以上のように、第２の実施形態においても、コンバータ３に制御ロジックを追加するような変更を加えることなく、制御装置１１０による制御のみによって、バッテリ５の動作電圧を目標電圧に高精度に維持することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１１  バッテリ目標電流演算手段
１２  バッテリ目標電力演算手段
１３  コンバータ目標出力電力演算手段
１４  発電機発電電力演算手段
１５  発電機トルク指令値変換手段
１６  電圧補正出力演算手段
１７  発電機補正トルク演算手段
１８  発電機補正トルク指令値演算手段
１００  車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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