JP3047742B2

JP3047742B2 - ハイブリッド型電気自動車

Info

Publication number: JP3047742B2
Application number: JP6210225A
Authority: JP
Inventors: 正明山岡
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 2000-06-05
Anticipated expiration: 2015-06-05
Also published as: JPH0879911A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンに駆動される
発電機、または搭載されたバッテリからの電力によりモ
ータを駆動し、走行するハイブリッド型電気自動車に関
し、特に車両の運動エネルギをバッテリに回生して制動
する回生制動時の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球環境に配慮した産業設備およ
び機器の開発が盛んに行われている。自動車において
も、排気ガスの無い電気自動車の開発が行われている
が、バッテリの容量が未だに十分ではなく、この容量に
よって連続走行距離が制限されてしまうという問題があ
る。また、バッテリの充電を行う際にも長時間を要し、
一旦放電してしまうとすぐに使用できないという問題が
ある。このような問題のために、電気自動車はごく限ら
れた用途のみに使用されるに止まっている。

【０００３】このような問題を補うために、車両にエン
ジンによって駆動される発電機を搭載し、この発電機に
よって発生した電力によって車両を走行させるいわゆる
ハイブリッド型電気自動車が開発されている。このハイ
ブリッド型電気自動車は、エンジンの運転状態をある領
域に限定することができ、エンジンの最大効率点付近で
常時運転することが可能である。また、限定された運転
領域において排気ガスの有害な成分を除去する対策を採
ることは、様々な運転状態を想定した対策をするより確
実であり、その効果も大きい。

【０００４】また、電気自動車は、走行している車両の
運動エネルギを、走行モータを発電機として使用するこ
とにより電気エネルギに変換して減速を行い、一方でバ
ッテリにこの電気を充電する、いわゆる回生制動を行う
ことが可能である。これによって、連続走行距離を延ば
すことができる。

【０００５】しかしながら、回生制動を行う場合は、回
生により発生した電力と、発電機により発生した電力が
共にバッテリの端子間にかかり、バッテリの蓄電状態に
よっては、端子間電圧が許容電圧以上に上昇する場合が
ある。このように端子間に過大な電圧がかかった場合、
バッテリの電解液が分解したり、ガスが発生したり、加
熱したりして、バッテリの寿命を短くするという問題が
あった。バッテリの端子間に過大な電圧がかからないよ
うにするために、特開平４−３２２１０５号公報におい
ては、回生中にバッテリ電圧が所定値以上に上昇した場
合は、エンジンへの燃料供給を遮断してエンジンおよび
これにより駆動される発電機を停止させる技術が開示さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に開示された電気自動車においては、回生制動終了後
エンジンを再始動する必要がある。この再始動において
は、排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（Ｈ
Ｃ）などの成分が増加する傾向があるという問題があっ
た。また、スロットルバルブを絞ってエンジンおよび発
電機の回転数を低下させ発電量を低下させることも考え
られるが、この場合燃料消費率が上昇するという問題が
あった。ハイブリッド型電気自動車は、前述のように排
気ガス中の有害成分の低減でき、燃料消費率の向上でき
るという利点を有しているが、バッテリを保護するため
に、これらの利点を減じることは好ましいことではな
い。

【０００７】したがって、スロットルバルブを全開とし
たまま状態で、発電機の回転数を低下させ、発電電力を
減少させる技術が望まれる。この場合の動作例を図９に
示す。図９には、制動時の（ａ）回生電力、（ｂ）発電
機の界磁電流、（ｃ）発電機の回転数、および（ｄ）発
電電力が示されている。ブレーキペダルが操作されると
回生電力は直ちに立上がり、その後車速すなわちモータ
の回転数の減少と共に徐々に減少する。また、発電機の
発生する電力を減少させるために、発電機の回転数を減
少させる制御が行われる。この制御は、発電機の界磁電
流を増加させ、発電機を駆動するエンジンの負荷を増加
させることによって行われる。所定回転数まで低下する
と、この回転でエンジンの出力と発電機の負荷が釣り合
うように発電機の界磁電流が制御される。このような制
御が行われた場合、発電機の回転数が所定回転数まで低
下した後においては、回生による電力と発電機による電
力の和である総電力を低下させることができる。しかし
ながら、発電機の回転数を低下させつつあるとき、特に
ブレーキペダル操作直後すなわち回生開始初期において
は、発電機の界磁電流が増加しているために、発電機の
発電量が増加して総電力が却って増加してしまう。した
がって、バッテリを保護することにはならない。

【０００８】本発明は前述の問題点を解決するためにな
されたものであり、回生制動時のバッテリ端子間に過大
な電圧がかかることを防止することができるハイブリッ
ド型電気自動車を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明にかかるハイブリッド型電気自動車は、エ
ンジンにより駆動される発電機と、バッテリを搭載し、
これらからの電力により駆動されるモータによって走行
する形式のハイブリッド型電気自動車であって、ブレー
キ操作を検出するブレーキ操作検出器と、アクセルオフ
を検出するアクセルオフ検出器とを有し、ブレーキ操作
が検出されておらず、アクセルオフが検出されている場
合に、発電機の界磁電流を増加させることによりエンジ
ンおよび発電機の回転数を低下させる制御を行うエンジ
ン制御部を有している。

【００１０】また、本発明にかかる他のハイブリッド型
電気自動車は、前述のものと同様、発電機とバッテリか
らの電力によって駆動されるモータにより走行する形式
のものであって、前記のブレーキ操作検出器および前記
のアクセルオフ検出器を有し、さらに、アクセルオフ時
に回生制動制御を行うアクセルオフ制動制御部と、アク
セルオフされてからの経過時間を計時する計時手段と、
アクセルオフが検出されるまで、前記回生制動を禁止す
るアクセルオフ制動禁止部を有し、ブレーキ操作が検出
されておらず、アクセルオフが検出された場合に、エン
ジン制御部によりエンジン回転数を低下させ、一方、回
生制動はアクセルオフから所定時間経過しないうちは、
行わないように制御される。なお、このアクセルオフか
ら所定時間内の回生制動を禁止する制御は、前述のハイ
ブリッド型電気自動車にも適用することが可能である。

【００１１】また、本発明にかかるさらに他のハイブリ
ッド型電気自動車は、前述のものと同様、発電機とバッ
テリからの電力によって駆動されるモータにより走行す
る形式のものであって、前記のブレーキ操作検出器およ
び前記のアクセルオフ検出器を有し、さらにバッテリの
蓄電量を検出する蓄電量検出器と、蓄電量に基づきエン
ジンの最低回転数を定める最低回転数設定手段とを有
し、ブレーキ操作が検出されておらず、アクセルオフが
検出された場合に、エンジン制御部によりエンジン回転
数を前記最低回転数まで低下させる。なお、アクセルオ
フ時に、エンジン回転数を蓄電量に基づくエンジンの最
低回転数まで低下させる制御については前述のハイブリ
ッド型電気自動車にも適用することが可能である。

【００１２】

【作用】本発明は以上のような構成を有しており、アク
セルオフ状態が検出されるとエンジン回転数を低下させ
て発電機の発生する電力を減少させ、ブレーキが操作さ
れて回生電力が発生した場合にバッテリ端子間に過大な
電圧がかかることを防止する。

【００１３】さらに、アクセルオフが検出された後、所
定時間が経過するまではエンジンブレーキ相当の回生制
動を禁止することによって、エンジンの回転数が低下す
る時間的な余裕ができ、バッテリ端子間に過大な電圧が
かかることを防止することができる。

【００１４】さらに、バッテリの蓄電量に応じてエンジ
ンの最低回転数を設定することによって、バッテリの蓄
電量が少ないときには、発電機の発生する電力を増加さ
せて、蓄電量を早期に回復させることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に従って
説明する。

【００１６】図１は、本実施例の特に発明にかかる構成
を示すブロック図である。本実施例のハイブリッド型電
気自動車は、エンジン１０に駆動される発電機１２を搭
載し、さらに電力を蓄えるバッテリ１４を搭載してい
る。発電機１２により発電された電力およびバッテリ１
４に蓄えられた電力をインバータ１６によって、周波数
変換し、モータ１８を駆動する。また、制動時には、モ
ータ１８が発電機として機能し、発電された電力がイン
バータ１６を介して、バッテリ１４に充電される。さら
に、これらエンジン１０、発電機１２、インバータ１
６、バッテリ１４およびモータ１８を、運転者のブレー
キペダル２２やアクセルペダル２４などの操作に応じて
制御する制御部２０が備えられている。

【００１７】制御部２０は、電気自動車の走行に関する
制御を司る。たとえば、アクセルペダルが踏み込まれた
場合、その踏み込み量に応じて、エンジン１０の回転数
を上昇させたり、インバータ１６を制御して、モータの
回転数、トルクを制御する。また減速時には、インバー
タ１６を制御してモータ１８を発電機として機能させ、
発電された電力をバッテリに蓄える。

【００１８】この制御部２０の制御のうち、本発明にか
かる制御について説明する。ブレーキ操作検出器２６に
よってブレーキペダル２２が操作されていないと判断さ
れているときに、アクセルオフ検出器２８によりアクセ
ルペダル２４がオフ操作されたことが検出されると、エ
ンジン制御部３０がエンジン１０の回転数を下げる制御
を行う。この回転数の低下は、予め定められたエンジン
１０の回転数の変化割合（たとえば１秒間につき±２０
０ｒｐｍ）の制限値の限度いっぱいで行われる。また、
エンジン回転数の最低回転数が、蓄電量検出部３２に検
出されたバッテリ１４の蓄電量を基に、最低回転数設定
部３４にて設定される。最低回転数は、バッテリ１４の
蓄電量が少ないときには充電が促進されるように高めに
設定され、蓄電量が多いときにはバッテリ１４を保護す
るために低く設定されている。このように、アクセルオ
フが検出された時点でエンジン回転数をさげ、発電機の
発生する電力を低下させておくことにより、ブレーキペ
ダル２４が操作されたときに、バッテリ端子間に過大な
電圧をかけずに回生電力をより多くバッテリ１４に充電
させることができる。

【００１９】また、アクセルオフが検出されていると
き、アクセルオフ制動制御部３６によってインバータ１
６が制御され、従来のエンジンにより直接走行する自動
車のエンジンブレーキに相当する回生制動を得ている。
従来の自動車の場合、エンジンブレーキを使用すること
によりアクセルペダルの操作だけで減速を含むある程度
の速度調節が可能である。しかし、電気自動車の場合
は、モータ１８への電力供給を単に止めただけでは制動
力が生じないので、前述のようなアクセルペダルによる
速度調節、特に車両速度を減速させる調節は行えない。
これは、ブレーキ操作を頻繁に行う必要を生じさせ、運
転者にとっては繁雑な操作となる。本実施例において
は、これを避ける目的でアクセルオフによって、回生制
動を行い従来の自動車のエンジンブレーキに相当する制
動を行うように制御がなされる。しかし、アクセルがオ
フされてから直ちに回生制動を行っては、エンジン１０
の回転数が下がる前に回生電力が発生し、バッテリ１４
の蓄電状態（ＳＯＣ）によっては、バッテリ端子間の許
容電圧を越える可能性がある。これを防止するために、
計時手段３８にてアクセルオフが検出されてからの経過
時間が計時され、これが所定の時間に達するまで、アク
セルオフ制動禁止部４０によってアクセルオフ制動が禁
止される。これによって、エンジン１０の回転数がある
程度下がってから回生電力が発生することになる。本実
施例の場合、エンジンの回転数を低下させるために、発
電機の界磁電流を増加させており、エンジンの回転数を
低下制御し始めた極初期においては、一時的に発電電力
が増加する可能性がある。前述のように、本実施例にお
いては、アクセルオフ直後は回生制動を禁止することに
よって、一時的に発電電力が増加したときに回生電力も
発生することも防止している。

【００２０】図２には、本実施例のハイブリッド型電気
自動車のより具体的な構成が示されている。図１に示し
た構成と同一の構成については同一の符号を付し、その
説明を省略する。発電・回生電子制御装置４２（以後、
電子制御装置をＥＣＵと記す）、エンジンＥＣＵ４４、
モータＥＣＵ４６、バッテリＥＣＵ４８の各ＥＣＵおよ
びアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ５
０、ブレーキペダルの操作量を検出するマスタシリンダ
油圧センサ５２は、図１の制御部２０を構成する要素で
あり、アクセルセンサ５０は、図１のアクセルオフ検出
器２８の機能を含み、またマスタシリンダ油圧センサ５
２は図１のブレーキ操作検出器２６としての機能を含
む。図２には、電磁回生による電気的な制動機構に加え
て、機械的な摩擦による制動機構の構成が示されてい
る。

【００２１】摩擦制動機構は、基本的には周知の油圧ブ
レーキであるが、回生による制動トルクと摩擦による制
動トルクの割合を調整するために、差圧バルブ５４，５
６を有している。マスタシリンダ５８はブレーキペダル
２２の操作に応じた油圧を発生し、この油圧がフロント
差圧バルブ５４を介して、フロントホイールシリンダ６
０に伝えられる。フロントホイールシリンダ６０に伝達
された油圧によって、ブレーキパッド（図示しない）
が、フロントブレーキディスク６２を挟持し、これによ
って、摩擦制動トルクが発生する。なお、フロントホイ
ールシリンダ６０の圧力はフロントホイールシリンダ油
圧センサ６４によって検出され、この検出値が発電・回
生ＥＣＵ４２に送られている。リアホイールの油圧ブレ
ーキも、フロントと同様、リアホイールシリンダ６６、
リアブレーキディスク６８、リアホイールシリンダ油圧
センサ７０を含んでいる。リアの機構においては、差圧
バルブ５６の上流にプロポーションニングバルブ７２が
設けられている。これは、フロントとリアの制動トルク
の配分を調整するバルブであり、強い制動トルクを要求
する操作がなされた時は、リアの制動トルクの配分を減
少させて、リアホイールのロックを防止する機能を有す
る。以上のように、フロントとリアのブレーキ機構はほ
ぼ同等の機構を有しているので、以後の説明において特
に必要のない場合は、両者の区別をせずに説明する。

【００２２】前記の差圧バルブ５４，５６は回生制動を
行う電気自動車に特有の構成であり、発電・回生ＥＣＵ
４２の制御に基づき開閉され、マスタシリンダ油圧をホ
イールシリンダに導く可変バルブ５４ａ，５６ａと、ホ
イールシリンダ油圧がマスタシリンダに戻すリターンバ
ルブ５４ｂ，５６ｂとにより構成される。マスタシリン
ダ油圧はブレーキペダル２２の操作量に応じて変化し、
この油圧を検出することによって、発電・回生ＥＣＵ４
２は運転者の所望する制動トルクを検知する。この所望
の制動トルクを得るために、発電・回生ＥＣＵ４２は回
生制動トルクと、摩擦制動トルクの配分比を決定する。
基本的には、可能な限り回生制動トルクを大きくし、残
りを摩擦制動トルクによって得るように配分比が決定さ
れる。発電回生ＥＣＵ４２は可変バルブ５４ａ，５６ａ
を制御して、必要な摩擦制動トルクを得られるホイール
シリンダ油圧になるまで、マスタシリンダ油圧をホイー
ルシリンダに導く。したがって、このときマスタシリン
ダ油圧はホイールシリンダ油圧より高い状態にある。そ
の後、運転者がブレーキペダル２２を戻して、マスタシ
リンダ油圧が減少し始めた場合、ホイールシリンダ油圧
を減少させることができないので、発電・回生ＥＣＵ４
２は、インバータ１６ｂを制御して回生制動トルクを減
少させることで所望の制動トルクを発生させる。さら
に、マスタシリンダ油圧が低下し、ホイールシリンダ油
圧に対してリターンバルブ５４ｂ，５６ｂにより設定さ
れる差圧以下になるとホイールシリンダ油圧が低下し、
摩擦制動トルクも減少する。

【００２３】さらに、本実施例には、アクセルオフ制動
スイッチ７８が設けられている。アクセルオフ制動スイ
ッチ７８は、エンジンの駆動力により走行する従来の自
動車のエンジンブレーキに相当する制動を回生制動によ
って発生する制御を行うためのスイッチである。運転者
は、このスイッチ操作によって、アクセルオフの状態で
制動トルクがかかるか否かの選択を行うことができる。

【００２４】以上の実施例の装置の作用を図３に従って
説明する。キースイッチにより電源が投入されると初期
化処理が行われ（Ｓ１０）、さらにキースイッチが起動
位置まで回されると、スタータによってエンジン１０が
起動される（Ｓ１２）。バッテリＥＣＵ４８はバッテリ
１４の蓄電量を監視して（Ｓ１４）、蓄電量が上限値以
上となった場合には、これ以上の充電は必要ないので、
エンジンの回転数をスロットルにより調整して低下させ
る（Ｓ１６）。また、バッテリ１４の蓄電量が上限値に
満たない場合、車両が停止状態であるかが判断される
（Ｓ１８）。車両が停止していると判断された場合、前
述のステップＳ１６に移行して、エンジン回転数をスロ
ットルにより所定回転数まで低下させる。

【００２５】車両が停止していない、すなわち走行して
いると判断された場合、次にブレーキペダル２２が操作
されているかの判断が行われる（Ｓ２０）。ブレーキペ
ダルが操作されている場合には、回生制動単独または回
生制動と摩擦制動の双方によって制動をかける。この回
生と摩擦による各々の制動トルクはブレーキペダル２２
の操作量すなわちマスタシリンダ５８の油圧によって定
まる。したがって、回生電力はブレーキペダル２２の操
作量に応じて刻々と変動するため、発電機による電力は
大きな変動をさせずに安定した状態に制御することが望
ましい。前述のように、スロットルロスを発生させずに
エンジン回転数を低下させるためには、発電機の界磁電
流を増加させてこれを行うことができるが、この場合一
時的に発電機の発電電力が増加する。このため、バッテ
リ端子間に過大な電圧がかかる可能性があり、これを避
けるために、発電機の電力が大きく増加するような制御
は好ましくない。したがって、制動時のエンジン回転数
は、ブレーキペダル２２の操作が開始された時の回転数
を維持するか、または、発電機の発電電力が所定値を越
えない範囲で徐々に低下させる制御が行われる（Ｓ２
２）。

【００２６】発電・回生ＥＣＵ４２においては、マスタ
シリンダ油圧センサ５２により検出された値および、モ
ータ定格、電池電圧、インバータ温度などの条件に基づ
き発生すべき回生制動トルクを演算する（Ｓ２４）。次
に、算出された回生制動トルクと要求される制動トルク
の差に相当する制動トルクを発生するために、差圧バル
ブ５４，５６の制御指令値を演算する（Ｓ２６）。この
指令値に基づき差圧バルブが駆動される（Ｓ２８）。

【００２７】前述のように差圧バルブ５４，５６によっ
て、ホイールシリンダ油圧を減少させることはできない
ので、すでにホイールシリンダ油圧が前記制御値に比し
て高い場合には、回生制動トルクを調整することによっ
て所望の制動トルクを得る。このために、現在の摩擦制
動トルクと要求される制動トルクの差に相当する回生制
動トルクとなるように回生制動トルクを調整する（Ｓ３
０）。以上、算出された回生制動トルクの制御値に基づ
き、インバータ１６ｂを制御する（Ｓ３２）。そして、
算出されたエンジン回転数に基づき発電機・エンジンの
制御が行われる（Ｓ３３）。

【００２８】次に、ステップＳ２０にて、ブレーキペダ
ル２２の操作がなされていないと判断された場合には、
続いて、アクセルペダル２４の操作がなされているかを
判定する（Ｓ３４）。アクセルペダル２４の操作がされ
ている場合は、運転者は加速を望んでいるかまたはほぼ
定常走行を望んでいるかであり、言い換えれば積極的に
制動させる制御を望んでいない場合である。この場合
は、モータ１８は発電機１２の発生する電力またはバッ
テリ１４からの電力によって駆動制御される。また、発
電機およびエンジンの回転数は、バッテリＥＣＵ４８に
より検出されたバッテリ１４の蓄電状態（ＳＯＣ）およ
びモータへ出力される電力に基づき算出される（Ｓ３
６）。そして、ステップＳ３３に移行して、算出された
エンジン回転数に基づき、エンジンおよび発電機の駆動
制御がなされる。

【００２９】一方、ステップＳ３４にて、アクセルペダ
ル２２が操作されていないと判断された場合、バッテリ
ＥＣＵ４８によって検出されるバッテリ１４のＳＯＣに
応じたエンジン最低回転数Ｎ_minが算出される（Ｓ３
８）。このエンジン最低回転数はたとえば図４に示され
るグラフに基づき算出される。図４は、ＳＯＣが高い
（７０％以上）ときには蓄電量が比較的多く、またバッ
テリ端子間の許容電圧が低いので、エンジン最低回転数
Ｎ_minは低く（１２００ｒｐｍ）設定され、ＳＯＣが低
い（５０％）ときは、バッテリ端子間の許容電圧も高く
早期に蓄電量を回復する必要があるので、Ｎ_minは高く
（２０００ｒｐｍ）設定されていることを示している。
このような、制御を行うことによって、バッテリ端子間
の許容電圧が低い時にはバッテリを保護し、バッテリを
充電する必要がある場合には充電が十分行われる。

【００３０】エンジン最低回転数Ｎ_minが算出される
と、現在のエンジン回転数Ｎ_iがＮ_mi _nとなっているか
（Ｎ_i＝Ｎ_min）が判定される（Ｓ４０）。現在のエン
ジン回転数と最低回転数が等しい場合、エンジン回転数
の指令値はエンジン最低回転数Ｎ_minが維持される（Ｓ
４２）。また、現在のエンジン回転数と最低回転数が等
しくない場合、前回の回転数Ｎ_i-1より所定回転数ΔＮ
低い指令値Ｎ_iが新たに算出される（Ｓ４４）。この所
定回転数ΔＮによりエンジンおよび発電機の回転数の低
下速度が規定される。この低下速度は、排気ガスの成分
変化および燃料消費量の許容値を満足する速度に予め設
定されている。

【００３１】次に、アクセルオフ制動スイッチ７８がオ
ン状態かが判断される（Ｓ４６）。アクセルオフ制動ス
イッチ７８がオフ状態ならば、ステップＳ３３に移行
し、前記のエンジン回転数に基づき発電機およびエンジ
ンの駆動制御が行われる。アクセルオフ制動スイッチ７
８がオン状態の場合は、現在の発電機の電力と発電許容
電力Ｇ_ODとの比較がなされる（Ｓ４８）。発電許容電力
Ｇ_ODは、バッテリに加えられる許容電力からエンジンブ
レーキ相当の制動により発生した回生電力を差し引いた
値であり、図５に示すように、モータの回転数が増加す
るほど小さくなっている。これは、エンジンブレーキ相
当の回生制動により発生する電力がモータ回転数のほぼ
比例するためであり、モータ回転数の高い時には、発電
機により発生する電力を少なくしなければならないこと
を示している。また、バッテリ１４の許容電力はＳＯＣ
により異なるので、バッテリＥＣＵ４８により逐次算出
されている。

【００３２】現在の発電電力が発電許容電力Ｇ_OD以上の
場合、バッテリ端子間に過大な電圧がかかることにな
る。発電電力がＧ_OD未満の場合はバッテリに許容値以上
の電力が供給されることがないので、アクセルオフ制動
の回生制動トルクを演算する（Ｓ５０）。一方、発電電
力がＧ_OD以上の場合はアクセルオフかつアクセルオフ制
動スイッチオンの状態となってからの所定時間が経過し
たかが判断される（Ｓ５２）。所定時間が経過した場合
には、ステップＳ５０に移行しアクセルオフ制動による
回生制動トルクを算出する。また、ステップＳ５２にて
所定時間が経過していない場合には、アクセルオフ制動
を行わずに、ステップＳ３３に移行し、上記の指令値に
基づき発電機・エンジンの駆動制御が行われる。このよ
うに、発電機の発電電力と回生電力によって、バッテリ
１４に過大な電圧がかかる可能性がある場合、所定時間
の経過する間はアクセルオフ制動を禁止してこれを防止
する。この所定時間経過のうちにステップＳ４４などの
作用により徐々に発電機回転数が低下するので、所定時
間経過後には発電機の発生する電力は低下している。よ
って、発電機よりの電力と回生電力の双方がバッテリに
供給されても、バッテリ許容電力を大幅に上回ることは
防止できる。言い換えれば、そのような所定時間が予め
設定されている。

【００３３】以上、アクセルペダル操作、ブレーキペダ
ル操作などに応じて算出されたエンジン・発電機の回転
数によって駆動制御がなされる。そして、キースイッチ
がオンであれば（Ｓ５４）、ステップＳ１４に移行して
前述の制御フローを繰り返す。また、キースイッチがオ
フであれば（Ｓ５４）、終了処理（Ｓ５６）が実行され
終了する。

【００３４】以上の制御を行った場合の各出力値が図６
に示されている。アクセルがオフされた時点で、発電機
の界磁電流が増加してエンジン・発電機の回転数を低下
させる。アクセルオフから所定時間が経過すると、エン
ジンブレーキ相当の回生制動が開始され回生電力が立ち
上がる。発電機の発電電力は、図９の場合と同様、一時
的に増加するが徐々に減少する。ブレーキ操作がなされ
た時点で発電機の回転数が固定されるため、発電機の界
磁電流が低下し、発電電力も低下する。また、ブレーキ
操作がなされたことによって、回生制動トルクがより以
上に要求され、回生電力がさらに増加する。以上の制御
において、アクセルオフ制動が禁止される所定時間経過
後および、ブレーキ操作が行われたときの発電機の発電
電力は、アクセルオフ時点での発電電力より明らかに小
さいので、バッテリ端子間に過大な電圧が加わる状況を
発生させないか、または発生する可能性を低減させるこ
とができる。

【００３５】図７には、本発明にかかる他の実施例の構
成が示されている。図２と同一の構成については同一の
符号を付し、説明を省略する。本実施例において、特徴
的なことは、摩擦ブレーキの油圧系にいわゆるアンチロ
ックブレーキシステムの構成を用いている点にある。ブ
レーキペダル２２の操作によって発生したマスタシリン
ダ油圧はフロントおよびリアの増圧ソレノイドバルブ１
００，１０２によって、必要量だけ、ホイールシリンダ
６０，６６に導かれる。また、ホイールシリンダ６０，
６６の油圧を減少させる必要がある場合、フロントおよ
びリアの減圧ソレノイドバルブ１０４，１０６を開き、
リザーブタンク１０８に導く。リザーブタンク１０８に
導かれた作動油は、油圧ポンプ１１０によりチェックバ
ルブ１１２および切換えバルブ１１４を介して作動油タ
ンク１１６に戻される。切換えバルブ１１４は、油圧ポ
ンプ１１０からの作動油をマスタシリンダ５８に戻す
か、作動油タンク１１６に戻すかを切り換えている。ア
ンチロックブレーキ差動時にはマスタシリンダ内の油圧
を確保するために、マスタシリンダ５８に作動油を戻
す。その他の場合は、マスタシリンダ５８内の作動油量
が欠乏する程には各ソレノイドバルブが作動しないの
で、作動油タンク１１６に作動油を戻し、ブレーキペダ
ル２２の操作時にマスタシリンダ５８に給油される。

【００３６】本実施例の場合、前述の実施例とは異な
り、一旦上昇したホイールシリンダ油圧を低下して所望
の圧力に調整することができる。前述の実施例の場合、
一旦上昇したホイールシリンダの油圧は、この油圧とマ
スタシリンダ油圧との差がリターンバルブ５４ｂの設定
によって定められる所定の油圧以下にならないと減圧さ
れない。したがって、ホイールシリンダ油圧が上昇した
後の全制動トルクの調整は、回生制動トルクを調整する
ことによって行われる。したがって、全制動トルクを減
少させるためには回生制動トルクを減少させる。一方、
本実施例においては、回生制動トルクは最大値を維持し
つつ、ホイールシリンダ油圧を減圧ソレノイドバルブ１
０４，１０６によって減圧制御することにより、摩擦制
動トルクを減少させて全制動トルクを制御する。したが
って、より運動エネルギを電力として回生することがで
きる。なお、これらの増圧および減圧ソレノイドバルブ
１００，１０２、１０４，１０６の制御は、マスタシリ
ンダ油圧センサ５２の検出値および各制御ＥＣＵの情報
に基づき発電・回生ＥＣＵ４２にて行われる。

【００３７】図８には、図７に示した装置の制御フロー
が示されている。本制御フローにおいて、図３に示した
制御フローと同一のステップは同一の符号を付しその説
明を省略する。ステップＳ２０でブレーキ操作がなされ
ていると判断された場合、前述の実施例と同様に制動時
のエンジン回転数演算が行われる（Ｓ２２）。そして、
ホイールシリンダ油圧にかかわらず、そのときのモータ
回転数に応じた発生可能な最大の回生制動トルクの指令
値が演算される（Ｓ１２４）。そして、マスタシリンダ
油圧によって示される所望の制動トルクと前記の回生制
動トルクとの差の制動トルクを摩擦制動トルクによって
得るように増圧・減圧ソレノイドバルブ１００，１０
２、１０４，１０６を制御指令値を演算する（Ｓ１２
６）。この制御値に基づき、増圧・減圧ソレノイドバル
ブを制御する。

【００３８】また、本実施例はアクセルオフ制動を行う
場合について、前述の実施例と異なる制御が行われる。
アクセルオフ時に発生する発電機電力と回生電力の和
が、バッテリの許容電力を越えないように回生電力を演
算し（Ｓ１５０）、足りない制動トルクは摩擦制動によ
って補うように増圧・減圧ソレノイドバルブの制御指令
値を演算する（Ｓ２２６）。以上の指令値に基づき、増
圧・減圧ソレノイドバルブが制御されて（Ｓ１２８）、
ホイールシリンダ内の油圧が調整される。

【００３９】本実施例においては、アクセルオフ制動の
ときに、バッテリ許容電力を越えないように回生電力を
制御するので、このときにバッテリ端子間に過大な電圧
がかかることを防止できる。さらに、アクセルオフが検
出された後、直ちにエンジンブレーキ相当の制動トルク
（アクセルオフ制動）を発生することができ、よりエン
ジンにより駆動される従来の自動車と同様の操作感覚を
得ることができる。以上のように、前述の各実施例にお
いては、制動時に発電機の回転数を低下させる制御をエ
ンジンのスロットルバルブによらず、発電機界磁電流に
より行った場合においても、バッテリ端子間に過大な電
圧がかかることを防止することができる。すなわち、ア
クセルオフとなった時点で、予め発電機の回転数を低下
させ始めておくことによって、ブレーキ操作が行われ回
生制動による電力が発生したときに、発電機の発電電力
を低下させておくことによって、前記の作用が達成され
る。

【００４０】（付記）請求項１記載のハイブリッド型電
気自動車であって、前記アクセルオフ検出器によりアク
セルオフが検出されると、エンジンブレーキ相当の回生
制動を行うアクセルオフ制動制御部と、エンジンブレー
キ相当の制動を行った場合の回生電力を算出する回生電
力算出手段と、バッテリに供給される電力の許容値であ
る許容電力を算出する許容電力算出手段と、前記許容電
力と前記回生電力とから、発電機により発電される電力
の許容値である許容発電電力を算出する許容発電電力算
出手段と、アクセルオフが検出されてからの経過時間を
計時する計時手段と、発電機の発電電力が前記許容発電
電力以上であり、かつ前記計時手段により所定時間が経
過していない場合は、前記エンジンブレーキ相当の回生
制動を禁止するアクセルオフ制動禁止部と、を有するこ
とを特徴とするハイブリッド型電気自動車。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、アクセル
オフ状態が検出されるとエンジン回転数を低下させて発
電機の発生する電力を減少させ、ブレーキが操作されて
回生電力が発生した場合にバッテリ端子間に過大な電圧
がかかることを防止することができる。

【００４２】さらに、アクセルオフが検出された後、所
定時間が経過するまではエンジンブレーキ相当の回生制
動を禁止することによって、エンジンおよび発電機の回
転数が低下する時間的な余裕ができ、バッテリ端子間に
過大な電圧がかかることを防止することができる。

【００４３】さらに、バッテリの蓄電量に応じてエンジ
ンの最低回転数を設定することによって、バッテリの蓄
電量が少ないときには、発電機の発生する電力を増加さ
せて、蓄電量を早期に回復させることができる。

【００４４】以上のように、バッテリ端子間に過大な電
圧がかかることを防止することによって、バッテリの寿
命を延ばすことが可能となる。また、エンジンを停止せ
ずに発電量を制御することができるので再始動の必要が
なくなり、排気ガス中に含まれる一酸化炭素や炭化水素
などを減少することができる。また、エンジンの回転数
制御をスロットル全開の状態で行うことができるので、
より良好な燃料消費率での運転が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す構成ブロック図である。

【図２】本発明にかかる実施例の構成図であり、特に制
動機構に関する構成が示されている。

【図３】図２の実施例の装置の制御フローチャートであ
る。

【図４】バッテリの蓄電状態と、アクセルオフしたとき
のエンジンの最低回転数との関係を示す図である。

【図５】モータの回転数と、発電機の発電する電力の許
容上限値の関係を示す図である。

【図６】本実施例の装置を作動したときの各制御値およ
び発電電力を示したタイムチャートの一例である。

【図７】本発明にかかる他の実施例の構成図であり、特
に制動機構に関する構成が示されている。

【図８】図７の実施例の装置の制御フローチャートであ
る。

【図９】ブレーキ操作開始と同時に、発電機回転数を低
下させた場合の各制御値と発電電力を示したタイムチャ
ートの一例である。

【符号の説明】１０エンジン１２発電機１４バッテリ１６インバータ１８モータ２０制御部２２ブレーキペダル２４アクセルペダル４２発電・回生ＥＣＵ４４エンジンＥＣＵ４６モータＥＣＵ４８バッテリＥＣＵ５０アクセルセンサ５２マスタシリンダ油圧センサ５２５４フロント差圧バルブ５６リア差圧バルブ５８マスタシリンダ６０フロントホイールシリンダ６２フロントブレーキディスク６６リアホイールシリンダ６８リアホイールシリンダ７４アクセルオフ制動スイッチ１００フロント増圧バルブ１０２リア増圧バルブ１０４フロント増圧バルブ１０６リア増圧バルブ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 11/00 - 11/14 B60L 7/14 H02P 9/04 H02P 15/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンにより駆動される発電機と、バ
ッテリを搭載し、前記発電機の界磁電流を調整すること
によりエンジンおよび発電機の回転数を制御すると共
に、前記発電機またはバッテリからの電力により駆動さ
れるモータによって走行し、制動時には回生制動可能な
ハイブリッド型電気自動車において、ブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出器と、アクセルオフを検出するアクセルオフ検出器と、前記ブレーキ操作検出器によりブレーキ操作が検出され
ておらず、前記アクセルオフ検出器によりアクセルオフ
が検出されている場合に、発電機の界磁電流を増加させ
ることによりエンジンおよび発電機の回転数を低下させ
る制御を行うエンジン制御部と、を有することを特徴とするハイブリッド型電気自動車。
【請求項２】エンジンにより駆動される発電機と、バ
ッテリを搭載し、前記発電機またはバッテリからの電力
により駆動されるモータよって走行し、制動時には回生
制動可能なハイブリッド型電気自動車において、ブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出器と、アクセルオフを検出するアクセルオフ検出器と、前記ブレーキ操作検出器によりブレーキ操作が検出され
ておらず、前記アクセルオフ検出器によりアクセルオフ
が検出されている場合に、エンジン回転数を低下させる
制御を行うエンジン制御部と、前記アクセルオフ検出器によりアクセルオフが検出され
ると、エンジンブレーキ相当の回生制動を行うアクセル
オフ制動制御部と、アクセルオフが検出されてからの経過時間を計時する計
時手段と、前記計時手段により所定時間経過が検出されるまで、前
記エンジンブレーキ相当の回生制動を禁止するアクセル
オフ制動禁止部と、を有することを特徴とするハイブリッド型電気自動車。
【請求項３】エンジンにより駆動される発電機と、バ
ッテリを搭載し、前記発電機またはバッテリからの電力
により駆動されるモータよって走行し、制動時には回生
制動可能なハイブリッド型電気自動車において、ブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出器と、アクセルオフを検出するアクセルオフ検出器と、前記ブレーキ操作検出器によりブレーキ操作が検出され
ておらず、前記アクセルオフ検出器によりアクセルオフ
が検出されている場合に、エンジン回転数を低下させる
制御を行うエンジン制御部と、前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出器と、前記検出された蓄電量に基づきエンジンの最低回転数を
定める最低回転数設定手段と、を有し、前記エンジン制御部は前記最低回転数までエン
ジン回転を低下させるものであることを特徴とするハイ
ブリッド型電気自動車。
【請求項４】請求項１記載のハイブリッド型電気自動
車であって、前記アクセルオフ検出器によりアクセルオフが検出され
ると、エンジンブレーキ相当の回生制動を行うアクセル
オフ制動制御部と、アクセルオフが検出されてからの経過時間を計時する計
時手段と、前記計時手段により所定時間経過が検出されるまで、前
記エンジンブレーキ相当の回生制動を禁止するアクセル
オフ制動禁止部と、を有することを特徴とするハイブリッド型電気自動車。
【請求項５】請求項１または２または４に記載のハイ
ブリッド型電気自動車であって、前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出器と、前記検出された蓄電量に基づきエンジンの最低回転数を
定める最低回転数設定手段と、を有し、前記エンジン制御部は前記最低回転数までエン
ジン回転を低下させるものであることを特徴とするハイ
ブリッド型電気自動車。