(57)【要約】【課題】ジェネレータの発電電力がモータの駆動電力を上回る運転が頻繁に行われても、バッテリの充電量ＳＯＣが大幅に低下しないようにする。【解決手段】ジェネレータの発電電力とモータの駆動電力との差を時間積算し、該積算値がマイナスの所定値（１）よりも小さいときには、充電量ＳＯＣの目標値を増大変更する。一方、前記積算値がプラスの所定値（２）よりも大きいときには、充電量ＳＯＣの目標値を減少変更する。更に、前記積算値がマイナスの所定値（１）以上で、かつ、プラスの所定値（２）以下であれば、充電量ＳＯＣの目標値を基準値のままとする。そして、前記目標値に実際の充電量が一致するように、ジェネレータの発電電力をフィードバック制御する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としてのエンジン及びモータと、前記モータに電力を供給するバッテリと、前記エンジンによって駆動され前記バッテリに充電電力を供給するジェネレータとを備え、
前記バッテリの充電量に応じて前記ジェネレータの発電電力を制御するハイブリッド車両の制御装置において、
前記バッテリの充電量の目標値を、前記ジェネレータの発電電力と前記モータの駆動電力との差に応じて変更することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記モータの駆動電力が前記ジェネレータの発電電力を上回る傾向のときに、前記充電量の目標値をより大きく変更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。
【請求項３】
前記ジェネレータの発電電力と前記モータの駆動電力との差の積算値に応じて前記充電量の目標値を変更することを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータに電力を供給するバッテリの充電量を制御するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、動力源としてエンジン及びモータを備えるハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
【０００３】
前記ハイブリッド車両では、モータに電力を供給するバッテリと、エンジンによって駆動され、前記バッテリに充電電力を供給するジェネレータとを備える。ここで、前記バッテリの充電量ＳＯＣ（例えば、満充電電流量に対する残存電流量の比）を常にある特定の範囲内に維持することで、バッテリの寿命が延びることが知られており、従来から、前記充電量ＳＯＣを検出してジェネレータの発電電力を制御することが行われていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２８８０２８号公報
【非特許文献１】
岡澤正之編集，「自動車工学  １９９７年６月号」，株式会社鉄道日本社，１９９７年６月１日，ｐ３８−ｐ５２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、モータの駆動電力がジェネレータの発電電力を超える状態では、バッテリからの電力供給によって、モータに要求されるトルクを発生させることになるが、係る状態が頻繁に発生すると、充電量が目標を下回る傾向が強くなり、バッテリの寿命低下やモータ出力の低下を招く可能性があるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、モータの駆動電力がジェネレータの発電電力を超える状態が頻繁に発生しても、バッテリの充電量の低下を抑止でき、以って、バッテリの寿命低下やモータ出力の低下を回避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】
そのため、請求項１記載の発明では、バッテリの充電量の目標値を、ジェネレータの発電電力とモータの駆動電力との差に応じて変更する構成とした。
【０００８】
かかる構成によると、ジェネレータの発電電力とモータの駆動電力との差から、ジェネレータの発電電力が不足する傾向であるか否かを判断し、充電量の目標値を変更する。
【０００９】
従って、ジェネレータの発電電力が不足する傾向であるか否かの判断に基づき充電量の目標値を変更することで、予め必要充分な充電量を確保しておくことが可能となる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、モータの駆動電力がジェネレータの発電電力を上回る傾向のときに、充電量の目標値をより大きく変更する構成とした。
かかる構成によると、モータの駆動電力がジェネレータの発電電力を上回る、発電電力が不足する傾向であるときに、充電量の目標をより大きくすることで、ジェネレータの発電がより促され、予め多めの充電量を確保しておくことができる。
【００１１】
請求項３記載の発明では、ジェネレータの発電電力とモータの駆動電力との差の積算値に応じて充電量の目標値を変更する構成とした。
かかる構成によると、ジェネレータの発電電力とモータの駆動電力との差を積算することで、該積算値のプラス・マイナスからジェネレータの発電電力が不足傾向であるか過剰傾向であるかを判断することができ、該判断結果から充電量の目標を変更する。
【００１２】
従って、ジェネレータの発電電力の不足傾向・過剰傾向を、簡便かつ的確に判断できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態におけるハイブリッド車両のシステム概略図である。
【００１４】
この図１において、火花点火式ガソリンエンジン１の駆動力は、動力分割機構２によって駆動輪３の駆動力とジェネレータ４の駆動力とに分割される。
前記動力分割機構２としては、図２に示すような遊星歯車装置が用いられており、エンジン１の動力は、直結するプラネタリキャリアに伝達され、ピニオンギヤを通じてリングギヤとサンギヤとに分配される。
【００１５】
前記リングギヤの回転軸はモータ５と直結されており、減速機８を通じて駆動輪３に駆動力が伝達される一方、サンギヤの回転軸は、ジェネレータ４に直結している。
【００１６】
即ち、前記エンジン１の動力を、直結される動力分割機構２に入力させ、前記動力分割機構２の出力軸の一方をモータ５及び駆動輪３に接続し、他方をジェネレータ４に接続してある。
【００１７】
上記動力分割機構２においては、ジェネレータ４（サンギヤ）の回転をインバータ６で制御することで、エンジン１（キャリア）の回転速度を変えることができる（図３参照）。
【００１８】
また、同時に、エンジン出力の一部は、ジェネレータ４を介してモータ５に伝達して車両の駆動力に変換することで、無段変速機としての機能を持つことになる。
【００１９】
前記ジェネレータ４で発電された電力は、モータ５の駆動に直接利用されると共に、インバータ６で直流に変換されてバッテリ７に蓄えられる。
マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット９には、エンジン回転速度，アクセルペダルの踏み込み量，車速，バッテリ電圧，シフト位置などの情報が入力され、これらの情報に基づいてエンジン１に備えられる電子スロットルの開度，燃料噴射弁による燃料噴射，点火プラグによる点火を制御すると共に、前記ジェネレータ４の回転速度、更に、モータ５のトルクを制御する。
【００２０】
具体的には、停車時には、エンジン１，ジェネレータ４，モータ５が共に停止していて（図３Ａ参照）、エンジン１の効率が悪い発進時及び軽負荷時には、前記エンジン１への燃料供給を停止させておいて、モータ５のみで走行させる。
【００２１】
前記エンジン１は、発進後に燃料供給が開始され（図３Ｂ参照）、定常走行時は、主としてエンジン１の出力で行われる。
従って、定常走行時には、前記ジェネレータ４による発電は殆ど不要になる（図３Ｃ参照）。
【００２２】
定常走行から加速するときには、エンジン１の回転速度を上げると共に、ジェネレータ４に発電を行わせ、エンジン１の直接駆動力にモータ駆動力を加えて加速する（図３Ｄ参照）。
【００２３】
減速時には、駆動輪３がモータ５を駆動することで、モータ５が発電機として機能し、回生発電が行われ、回生したエネルギーはバッテリ７に蓄えられる。
また、コントロールユニット９は、バッテリ７の充電量ＳＯＣ（例えば、満充電電流量に対する残存電流量の比）を検出して、該検出結果に基づいてジェネレータ４の発電電力を制御することで、前記バッテリ７の充電量ＳＯＣを特定の範囲内に維持するフィードバック制御機能を有している。
【００２４】
即ち、図４に示すように、前記充電量ＳＯＣの目標値の前後に上限値（Ｕｐｐｅｒ）及び下限値（Ｌｏｗｅｒ）が設定され、前記充電量ＳＯＣが上限値に達すると、ジェネレータ４の発電電力を減らしてバッテリ７からの放電によってモータ５に駆動電力を供給し、逆に、前記充電量ＳＯＣが下限値に達すると、ジェネレータ４の発電電力を増やしてバッテリ７への充電量の増大を図る。
【００２５】
図５のフローチャートは、コントロールユニット９によるジェネレータ４の発電電力の制御を示す。
まず、ステップＳ１では、バッテリ７の充放電電流を時間積算することで、バッテリ７の充電量ＳＯＣを推定する。
【００２６】
ステップＳ２では、後述する図６のフローチャートに従って、前記充電量ＳＯＣの目標値を設定する。
ステップＳ３では、前記ステップＳ１で推定した実際の充電量ＳＯＣと前記ステップＳ２で設定される目標値とから、実際の充電量ＳＯＣを目標値付近に収束させるための発電補正量（フィードバック補正分）を演算する。
【００２７】
ステップＳ４では、モータ５に要求される駆動トルク及び補機駆動のためのトルクとから、基本発電量を算出する。
ステップＳ５では、前記基本発電量に前記発電補正量を加算して最終的な発電量を求める。
【００２８】
前記発電量は、図７に示すような特性でエンジン回転速度に変換され、該エンジン回転速度になるように、エンジン負荷・モータトルクが制御される。
図６のフローチャートは、前記ステップＳ２における目標充電量の設定処理を詳細に示す。
【００２９】
図６のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ２１では、基準目標値を設定する。
上記基準目標値は、固定値として予め記憶させておく。
【００３０】
次のステップＳ２２では、ジェネレータ４の発電電力とモータ５の駆動電力との差の時間積算値（＝Σ（ジェネレータ４の発電電力−モータ５の駆動電力））を演算する。
【００３１】
前記積算値は、ジェネレータ４の発電電力がモータ５の駆動電力よりも少ない傾向であるときに、マイナスの値を示すことになり、ジェネレータ４の発電電力がモータ５の駆動電力よりも多い傾向であるときに、プラスの値を示すことになる。
【００３２】
ステップＳ２３では、前記電力差の積算値が、マイナスの所定値（１）よりも小さいか否かを判別する。
前記電力差の積算値がマイナスの所定値（１）よりも小さいときには、ステップＳ２４へ進み、前記基準目標値に所定の補正分（＞０）を加算した結果を、最終的な充電量ＳＯＣの目標値にセットし、前記基準目標値よりも大きな目標値を設定する。
【００３３】
一方、前記電力差の積算値がマイナスの所定値（１）以上であるときには、ステップＳ２５へ進み、前記電力差の積算値が、プラスの所定値（２）よりも大きいか否かを判別する。
【００３４】
前記電力差の積算値がプラスの所定値（２）よりも大きいときには、ステップＳ２６へ進み、前記基準目標値から所定の補正分（＞０）を減算した結果を、最終的な充電量ＳＯＣの目標値にセットし、前記基準目標値よりも小さな目標値を設定する。
【００３５】
また、前記電力差の積算値がプラスの所定値（２）以下であると判別されたとき、即ち、前記電力差の積算値がマイナスの所定値（１）以上であって、かつ、プラスの所定値（２）以下である、電力収支が略バランスしているときには、ステップＳ２７へ進んで、前記基準目標値をそのまま充電量ＳＯＣの目標値にセットする。
【００３６】
上記のように、ジェネレータ４の発電電力がモータ５の駆動電力よりも少ない傾向であるときに、前記充電量ＳＯＣの目標値を増大変更すれば、充電可能なときに通常よりもバッテリ７に対してより多く充電させることができる。
【００３７】
従って、バッテリ７からの駆動電力の供給が要求される全開加速が頻繁に行われることがあっても、バッテリ７における充電量が大幅に低下することを回避でき、充電量の低下によるバッテリの寿命低下やモータ出力の低下を未然に回避できる。
【００３８】
更に、ジェネレータ４の発電電力がモータ５の駆動電力よりも多い傾向であるときには、前記充電量ＳＯＣの目標値が減少変更されるから、過剰にジェネレータ４の発電が行われて、燃費性能を低下させることがない。
【００３９】
尚、ジェネレータ４の発電電力がモータ５の駆動電力よりも少ない傾向（多い傾向）が継続するときに、充電量ＳＯＣの目標値を徐々により大きく（小さく）変更させる構成としても良い。
【００４０】
また、前記電力差の積算値の絶対値が大きいほど、充電量ＳＯＣの目標値をより大きく増大変更又は減少変更させても良い。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項３記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記ジェネレータの発電電力と前記モータの駆動電力との差の積算値が、マイナスの所定値よりも小さいときに前記充電量の目標値を増大変更し、プラスの所定値よりも大きいときに前記充電量の目標値を減少変更することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【００４１】
かかる構成によると、前記電力差の積算値がマイナスの所定値よりも小さい発電量不足の傾向にあるときには、充電量の目標値を増大変更し、前記電力差の積算値がプラスの所定値よりも大きい発電量過剰の傾向にあるときには、充電量の目標値を減少変更し、前記電力差の積算値がマイナスの所定値以上であって、かつ、プラスの所定値以下である、電力収支が略バランスしているときには、目標値を基準値のままとする。
【００４２】
従って、発電量の過不足に対して適切に発電量を変化させて、バッテリの充電量が大きく変動することを回避しつつ、安定的にバッテリの充放電を制御させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態におけるハイブリッド車両のシステム構成図。
【図２】実施形態における動力分割機構を構成する遊星歯車装置を示す図。
【図３】実施形態において動力分割分機構を構成する遊星歯車の軸回転数の相関を示す共線図。
【図４】実施形態におけるバッテリの充電量ＳＯＣの挙動を示すタイムチャート。
【図５】実施形態におけるバッテリの充電制御の様子を示すフローチャート。
【図６】実施形態における充電量ＳＯＣの目標値設定の様子を示すフローチャート。
【図７】実施形態における発電量とエンジン回転速度との相関を示す線図。
【符号の説明】
１…エンジン、２…動力分配機構、３…駆動輪、４…ジェネレータ、５…モータ、６…インバータ、７…バッテリ、８…減速機、９…コントロールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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