JP3405084B2 - Control device for series hybrid electric vehicle - Google Patents
Control device for series hybrid electric vehicleInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の出力を
発電機により電力に変換し、この電力及びバッテリから
の電力により駆動モータを駆動させて車両を走行させる
シリーズハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a controller for a series hybrid electric vehicle in which the output of an internal combustion engine is converted into electric power by a generator, and a drive motor is driven by the electric power and electric power from a battery to drive the vehicle. .
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、シリーズハイブリッド電気自動車
の制御装置として、特開平３−１６９２０３号公報に記
載されたものが知られている。この従来例の場合、発電
機の出力電圧が内燃機関の回転数に比例していて、発電
機からバッテリへの充電電圧の調整を内燃機関の回転数
の調整によって行う構成である。2. Description of the Related Art Conventionally, as a control device for a series hybrid electric vehicle, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 169203/1993 is known. In this conventional example, the output voltage of the generator is proportional to the rotation speed of the internal combustion engine, and the charging voltage from the generator to the battery is adjusted by adjusting the rotation speed of the internal combustion engine.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のシリーズハイブリッド電気自動車の制御装置で
は、バッテリの充電電圧の調整を内燃機関の回転数の調
整によって行う構成であったために、駆動モータの出力
の増減によってバッテリ電圧が変動すると、それに応じ
て内燃機関の回転数も頻繁に変動する問題点があった。However, in such a conventional control device for a series hybrid electric vehicle, the charging voltage of the battery is adjusted by adjusting the rotational speed of the internal combustion engine. When the battery voltage fluctuates due to an increase or decrease in output, the rotational speed of the internal combustion engine also fluctuates correspondingly.
【０００４】このような問題点を解決するものとして、
発電機に発電出力を制御するコンバータを設けて、その
出力を内燃機関の回転数によらずに可変調整できる仕組
みにして内燃機関の回転数がバッテリの電圧変動の影響
を受けにくくしたシリーズハイブリッド電気自動車の制
御装置が提案されている。As a means for solving such problems,
A series hybrid electric system in which a generator is provided with a converter that controls the power generation output, and the output can be variably adjusted regardless of the internal combustion engine speed, making the internal combustion engine rotational speed less susceptible to battery voltage fluctuations. A vehicle controller has been proposed.
【０００５】この提案されている電気自動車の制御装置
の場合、コンバータの制御にマイクロコンピュータを用
いてコンバータ内のパワートランジスタ素子の駆動信号
を演算し、スイッチング制御する構成であり、バッテリ
電圧の変動によって内燃機関の回転数が頻繁に変動する
ことがなくて安定するが、マイクロコンピュータ制御一
般の問題点としたノイズの混入による誤動作発生の可能
性があり、その場合には所望する発電量以上の発電量指
令値を自動演算することがあり得るので、過充電を防止
するためには二重の安全策を組み込む必要性がある。In the proposed control device for an electric vehicle, a microcomputer is used to control the converter to calculate a drive signal of a power transistor element in the converter and perform switching control. The rotation speed of the internal combustion engine is stable without frequent fluctuations, but malfunctions may occur due to the inclusion of noise, which is a general problem of microcomputer control. Since it is possible to automatically calculate the quantity command value, it is necessary to incorporate double safety measures to prevent overcharging.
【０００６】本発明はこのような従来の技術的課題を解
決するためになされたもので、発電機の発電出力をコン
バータの制御によって制御する構成のシリーズハイブリ
ッド電気自動車の制御装置において、バッテリの過充電
を確実に防止することができるシリーズハイブリッド電
気自動車の制御装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a conventional technical problem, and in a control device for a series hybrid electric vehicle having a structure in which a power generation output of a generator is controlled by control of a converter, a battery overcharge occurs. An object of the present invention is to provide a control device for a series hybrid electric vehicle that can reliably prevent charging.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明のシリー
ズハイブリッド電気自動車の制御装置は、内燃機関と、
前記内燃機関によって駆動される発電機と、前記発電機
によって充電されるバッテリと、前記バッテリによって
駆動される駆動モータと、前記バッテリの状態を検出す
るバッテリ状態監視手段と、前記バッテリ状態監視手段
が検出するバッテリの状態に基づいて当該バッテリの充
電可能な最大電力を算出する最大充電可能電力演算手段
と、前記最大充電可能電力演算手段が算出する前記バッ
テリの充電可能な最大電力に基づいて前記発電機に許容
される最大出力値を算出する発電機許容最大出力演算手
段と、前記発電機の発電量を前記発電機許容最大出力演
算手段の算出する前記発電機に許容される最大出力値以
下に制御する発電機出力制御手段と、前記発電機最大出
力演算手段が算出する前記発電機に許容される最大出力
値に応じて規制される前記内燃機関の最高回転数を算出
する内燃機関規制最高回転数演算手段と、前記内燃機関
規制最高回転数演算手段が算出する前記内燃機関の最高
回転数以下になるように前記内燃機関の回転数を制御す
る内燃機関制御手段とを備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a control device for a series hybrid electric vehicle, comprising: an internal combustion engine;
A generator driven by the internal combustion engine, a battery charged by the generator, a drive motor driven by the battery, a battery state monitoring means for detecting a state of the battery, and the battery state monitoring means. Maximum chargeable power calculation means for calculating the maximum chargeable power of the battery based on the state of the battery to be detected, and the power generation based on the maximum chargeable power of the battery calculated by the maximum chargeable power calculation means Generator maximum output value calculating means for calculating the maximum output value allowable for the generator, and the amount of power generation of the generator is equal to or less than the maximum output value allowable for the generator calculated by the generator allowable maximum output calculating means. It is regulated according to the generator output control means for controlling and the maximum output value allowed by the generator calculated by the generator maximum output calculating means. The internal combustion engine regulation maximum rotation speed calculating means for calculating the maximum rotation speed of the internal combustion engine, And an internal combustion engine control means for controlling the number.
【０００８】この請求項１の発明のシリーズハイブリッ
ド電気自動車の制御装置では、最大充電可能電力演算手
段がバッテリ状態監視手段の検出するバッテリの状態に
基づいて当該バッテリの充電可能な最大電力を算出し、
発電機許容最大出力演算手段が最大充電可能電力演算手
段の算出するバッテリの充電可能な最大電力に基づいて
発電機に許容される最大出力値を算出し、さらに内燃機
関規制最高回転数演算手段が発電機最大出力演算手段の
算出する発電機に許容される最大出力値に応じて内燃機
関に許容される最高回転数を算出する。In the control device for a series hybrid electric vehicle according to the present invention, the maximum chargeable power calculation means calculates the maximum chargeable power of the battery based on the state of the battery detected by the battery state monitoring means. ,
The generator allowable maximum output calculation means calculates the maximum output value allowed for the generator based on the maximum chargeable electric power of the battery calculated by the maximum chargeable power calculation means, and the internal combustion engine regulation maximum rotation speed calculation means The maximum rotation speed allowed for the internal combustion engine is calculated according to the maximum output value allowed by the generator calculated by the generator maximum output calculation means.
【０００９】そして発電機出力制御手段が発電機の発電
量を発電機許容最大出力演算手段の算出する最大出力値
以下に制御し、これと共に、内燃機関制御手段が内燃機
関規制最高回転数演算手段の算出する内燃機関の最高回
転数以下になるように内燃機関の回転数を制御する。Then, the generator output control means controls the power generation amount of the generator to be equal to or less than the maximum output value calculated by the generator allowable maximum output calculation means, and at the same time, the internal combustion engine control means controls the internal combustion engine regulation maximum speed calculation means. The rotational speed of the internal combustion engine is controlled so as to be less than or equal to the maximum rotational speed of the internal combustion engine calculated by.
【００１０】こうして、発電機の最大発電出力をバッテ
リの状態に応じて制限すると共に、バッテリ状態に応じ
て内燃機関の最高回転数も規制することにより、万一発
電機側に誤動作があっても内燃機関側が発電機側の発電
出力が過剰に増大することがないように回転数を制限
し、バッテリ過充電を防止する。In this way, the maximum power generation output of the generator is limited according to the state of the battery, and the maximum rotation speed of the internal combustion engine is also regulated according to the state of the battery, so that even if the generator side malfunctions. The internal combustion engine limits the rotational speed so that the power generation output on the generator side does not increase excessively and prevents battery overcharging.
【００１１】請求項２の発明のシリーズハイブリッド電
気自動車の制御装置は、内燃機関と、前記内燃機関に供
給される混合気の流量を制御するスロットルバルブと、
前記内燃機関によって駆動される発電機と、前記発電機
によって充電されるバッテリと、前記バッテリによって
駆動される駆動モータと、前記バッテリの状態を検出す
るバッテリ状態監視手段と、前記バッテリ状態監視手段
が検出するバッテリの状態に基づいて当該バッテリの充
電可能な最大電力を算出する最大充電可能電力演算手段
と、前記最大充電可能電力演算手段が算出する前記バッ
テリの充電可能な最大電力に基づいて前記発電機に許容
される最大出力値を算出する発電機許容最大出力演算手
段と、前記発電機の発電量を前記発電機許容最大出力演
算手段の算出する前記発電機に許容される最大出力値以
下に制御する発電機出力制御手段と、前記発電機許容最
大出力演算手段の算出する前記発電機に許容される最大
出力値に応じて規制される前記内燃機関の最大出力値を
算出する内燃機関規制最大出力演算手段と、前記内燃機
関規制最大出力演算手段が算出する前記内燃機関の最大
出力値に応じて当該内燃機関の最大許容スロットル開度
を算出する許容最大スロットル開度演算手段と、前記内
燃機関の最大許容スロットル開度以上に前記スロットル
バルブが開かないように規制するスロットル開度規制手
段とを備えたものである。A control device for a series hybrid electric vehicle according to a second aspect of the present invention comprises an internal combustion engine, a throttle valve for controlling a flow rate of an air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine,
A generator driven by the internal combustion engine, a battery charged by the generator, a drive motor driven by the battery, a battery state monitoring means for detecting a state of the battery, and the battery state monitoring means. Maximum chargeable power calculation means for calculating the maximum chargeable power of the battery based on the state of the battery to be detected, and the power generation based on the maximum chargeable power of the battery calculated by the maximum chargeable power calculation means Generator maximum output value calculating means for calculating the maximum output value allowable for the generator, and the amount of power generation of the generator is equal to or less than the maximum output value allowable for the generator calculated by the generator allowable maximum output calculating means. The generator output control means for controlling and the regulation according to the maximum output value allowed by the generator calculated by the generator allowable maximum output calculation means. And a maximum allowable throttle opening of the internal combustion engine according to the maximum output value of the internal combustion engine calculated by the internal combustion engine restriction maximum output calculation means, which calculates the maximum output value of the internal combustion engine. And an allowable maximum throttle opening calculation means for calculating the degree, and a throttle opening restriction means for restricting the throttle valve from opening above the maximum allowable throttle opening of the internal combustion engine.
【００１２】この請求項２の発明のシリーズハイブリッ
ド電気自動車の制御装置では、最大充電可能電力演算手
段がバッテリ状態監視手段の検出するバッテリの状態に
基づいて当該バッテリの充電可能な最大電力を算出し、
発電機許容最大出力演算手段が最大充電可能電力演算手
段の算出するバッテリの充電可能な最大電力に基づいて
発電機に許容される最大出力値を算出し、さらに内燃機
関規制最大出力演算手段が発電機許容最大出力演算手段
の算出する発電機に許容される最大出力値に応じて内燃
機関に許容される最大出力値を算出し、許容最大スロッ
トル開度演算手段が内燃機関規制最大出力演算手段の算
出する内燃機関の最大出力値に応じて当該内燃機関の最
大許容スロットル開度を算出する。In the control device for a series hybrid electric vehicle according to the present invention, the maximum chargeable power calculating means calculates the maximum chargeable power of the battery based on the battery state detected by the battery state monitoring means. ,
The generator allowable maximum output calculation means calculates the maximum output value allowed for the generator based on the maximum chargeable power of the battery calculated by the maximum chargeable power calculation means, and the internal combustion engine regulation maximum output calculation means further generates electricity. The maximum allowable output value of the internal combustion engine is calculated according to the maximum output value of the generator calculated by the maximum allowable engine output calculating means, and the maximum allowable throttle opening calculating means is the maximum output calculating means of the internal combustion engine. The maximum allowable throttle opening of the internal combustion engine is calculated according to the calculated maximum output value of the internal combustion engine.
【００１３】そして、発電機出力制御手段が発電機の発
電量を発電機許容最大出力演算手段の算出する最大出力
値以下に制御し、これと共に、スロットル開度規制手段
が内燃機関の最大許容スロットル開度以上にスロットル
バルブが開かないように規制する。Then, the generator output control means controls the power generation amount of the generator to be equal to or less than the maximum output value calculated by the generator allowable maximum output calculating means, and at the same time, the throttle opening regulating means controls the maximum allowable throttle of the internal combustion engine. Restrict the throttle valve so that it does not open beyond the opening.
【００１４】こうして、発電機の最大発電出力をバッテ
リの状態に応じて制限すると共に、バッテリ状態に応じ
て内燃機関のスロットルバルブが最大許容スロットル開
度以上に開かないように規制することにより、万一発電
機側に誤動作があっても内燃機関側が発電機側の発電出
力が過剰に増大することがないように回転数を制限し、
バッテリ過充電を防止する。In this way, the maximum power output of the generator is limited according to the state of the battery, and the throttle valve of the internal combustion engine is controlled so as not to open beyond the maximum allowable throttle opening according to the state of the battery. (1) Even if there is a malfunction on the generator side, the internal combustion engine limits the rotational speed so that the power output of the generator side does not increase excessively,
Prevent battery overcharge.
【００１５】請求項３の発明は、請求項１又は２のシリ
ーズハイブリッド電気自動車の制御装置において、前記
最大充電可能電力演算手段が、前記バッテリ状態監視手
段の検出する電圧、温度及び残存容量に基づいて前記バ
ッテリの充電可能な最大電力を算出するものである。According to a third aspect of the present invention, in the control device for a series hybrid electric vehicle according to the first or second aspect, the maximum chargeable power computing means is based on the voltage, temperature and remaining capacity detected by the battery state monitoring means. The maximum chargeable electric power of the battery is calculated.
【００１６】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
かのシリーズハイブリッド電気自動車の制御装置におい
て、前記発電機許容最大出力演算手段が、前記最大充電
可能電力演算手段の算出する前記バッテリの充電可能な
最大電力と、前記駆動モータの消費する電力平均値とに
基づいて前記発電機に許容される最大出力値を算出する
ものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the control device for a series hybrid electric vehicle according to any one of the first to third aspects, the generator allowable maximum output calculation means calculates the maximum chargeable power calculation means by the battery. The maximum output value allowed for the generator is calculated based on the maximum chargeable electric power and the average value of the electric power consumed by the drive motor.
【００１７】請求項５の発明は、請求項４のシリーズハ
イブリッド電気自動車の制御装置において、前記発電機
に許容される最大出力値Ｐglimと、前記バッテリの充電
可能な最大電力Ｐblimと、前記駆動モータの消費する電
力平均値Ｐmtavとの間で、Ｐglim＝Ｐblim＋ｋ・Ｐmtav
の式に基づく演算を行い、ここで係数ｋを、前記バッテ
リの充電可能な最大電力Ｐbmaxが前記発電機に許容され
る最大出力値Ｐgmaxよりも大きい場合にはｋ＝１とし、
そうでない場合にはｋ＝０に設定するものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the control device for a series hybrid electric vehicle according to the fourth aspect, the maximum output value Pglim allowed for the generator, the maximum chargeable electric power Pblim of the battery, and the drive motor. Pglim = Pblim + k · Pmtav between the average power consumption Pmtav of
Where the coefficient k is k = 1 when the maximum chargeable electric power Pbmax of the battery is larger than the maximum output value Pgmax allowed by the generator,
If not, k = 0 is set.
【００１８】この請求項４及び５の発明のシリーズハイ
ブリッド電気自動車の制御装置では、バッテリを過充電
しないように制御しながら、駆動モータの消費電力をも
補給することができる。In the control device for a series hybrid electric vehicle according to the fourth and fifth aspects of the present invention, the power consumption of the drive motor can be supplemented while the battery is controlled so as not to be overcharged.
【００１９】請求項６の発明は、請求項１，３，４又は
５のシリーズハイブリッド電気自動車の制御装置におい
て、前記内燃機関制御手段が、前記内燃機関規制最高回
転数演算手段が算出する前記内燃機関の最高回転数の時
間変化率を所定値と比較し、当該所定値を超える大きな
変化である時には、前記内燃機関の最高回転数を所定値
以下に規制するものである。According to a sixth aspect of the present invention, in the control device for a series hybrid electric vehicle according to the first, third, fourth or fifth aspect, the internal combustion engine control means calculates the internal combustion engine by the maximum internal combustion engine speed limit calculation means. The time change rate of the maximum engine speed is compared with a predetermined value, and when there is a large change exceeding the predetermined value, the maximum engine speed of the internal combustion engine is restricted to a predetermined value or less.
【００２０】この請求項６の発明のシリーズハイブリッ
ド電気自動車の制御装置では、内燃機関の最高回転数の
時間変化率を監視し、所定値を超える時にはその変化率
を規制することによって内燃機関の音が急激に極端に大
きくなるのを防止する。In the control device for a series hybrid electric vehicle according to the present invention, the rate of change of the maximum speed of the internal combustion engine with time is monitored, and when the rate of change exceeds a predetermined value, the rate of change is regulated so that the noise of the internal combustion engine is reduced. To prevent sudden increases in size.
【００２１】[0021]
【発明の効果】請求項１及び請求項３の発明によれば、
発電機の最大発電出力をバッテリの状態に応じて制限す
ると共に、バッテリ状態に応じて内燃機関の最高回転数
も規制するようにしたもので、万一発電機側に誤動作が
あっても内燃機関側が発電機側の発電出力が過剰に増大
することがないように回転数を制限し、バッテリ過充電
を防止することができる。According to the inventions of claims 1 and 3,
The maximum power generation output of the generator is limited according to the state of the battery, and the maximum rotation speed of the internal combustion engine is also regulated according to the state of the battery. Even if there is a malfunction on the generator side, the internal combustion engine It is possible to prevent the battery from being overcharged by limiting the rotation speed so that the power generation output on the generator side does not increase excessively.
【００２２】請求項２及び請求項３の発明によれば、発
電機の最大発電出力をバッテリの状態に応じて制限する
と共に、バッテリ状態に応じて内燃機関のスロットルバ
ルブが最大許容スロットル開度以上に開かないように規
制するようにしたので、万一発電機側に誤動作があって
も内燃機関側が発電機側の発電出力が過剰に増大するこ
とがないように回転数を制限し、バッテリ過充電を防止
することができる。According to the second and third aspects of the present invention, the maximum power generation output of the generator is limited according to the state of the battery, and the throttle valve of the internal combustion engine is greater than the maximum allowable throttle opening degree according to the state of the battery. Since it is regulated so that the internal combustion engine side does not excessively increase the power generation output of the generator side even if there is a malfunction on the generator side, the engine speed is limited and the battery Charging can be prevented.
【００２３】請求項４及び請求項５の発明によれば、バ
ッテリを過充電しないように制御しながら、駆動モータ
の消費電力をも補給することができる。According to the inventions of claims 4 and 5, it is possible to replenish the power consumption of the drive motor while controlling the battery not to be overcharged.
【００２４】請求項６の発明によれば、内燃機関の最高
回転数の時間変化率を監視し、所定値を超える時にはそ
の変化率を規制するので、内燃機関の音が急激に極端に
大きくなるのを防止することができる。According to the sixth aspect of the present invention, the time rate of change of the maximum speed of the internal combustion engine is monitored, and when the rate exceeds a predetermined value, the rate of change is regulated, so that the sound of the internal combustion engine suddenly becomes extremely loud. Can be prevented.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
シリーズハイブリッド電気自動車の制御装置のハードウ
ェア構成を示しており、このシリーズハイブリッド電気
自動車の制御装置は、内燃機関（ＥＮＧ）１に吸気管２
が接続されていて、この吸気管２にスロットルボディ３
が設けられている。そしてスロットルボディ３にはアク
チュエータ４が取り付けられていて、このアクチュエー
タ４によってスロットルボディ３内のスロットルバルブ
５の開度を調節することによって内燃機関１に吸入され
る空気量が調節され、内燃機関１の回転数が制御され
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a hardware configuration of a control device for a series hybrid electric vehicle according to a first embodiment of the present invention. This control device for a series hybrid electric vehicle includes an internal combustion engine (ENG) 1 and an intake pipe 2
Is connected to the intake pipe 2 and the throttle body 3
Is provided. An actuator 4 is attached to the throttle body 3, and the amount of air taken into the internal combustion engine 1 is adjusted by adjusting the opening of the throttle valve 5 in the throttle body 3 by the actuator 4. The rotation speed of is controlled.
【００２６】内燃機関１の出力軸には発電機（ＧＥ）６
が原動回転力が伝達されるように接続されていて、内燃
機関１の回転によって発電機６が回転駆動されて三相交
流電力を発電する。発電機６の出力側にはコンバータ
（ＣＯＮＶ）７が設置されていて、発電機６の発電する
出力を交直変換する。The output shaft of the internal combustion engine 1 has a generator (GE) 6
Are connected so that the driving torque is transmitted, and the generator 6 is rotationally driven by the rotation of the internal combustion engine 1 to generate three-phase AC power. A converter (CONV) 7 is installed on the output side of the generator 6 to convert the output generated by the generator 6 to AC / DC.
【００２７】コンバータ７の直流出力側にはバッテリ８
とインバータ９とが並列に接続されていて、コンバータ
７の出力はバッテリ（Ｂａｔｔ）８に充電され、またイ
ンバータ（ＩＮＶ）９に供給される。インバータ９の交
流出力側は駆動モータ（ＭＴＲ）１０に接続されてい
て、コンバータ７から供給され、又はバッテリ８から供
給される直流電力を所定電圧、所定周波数の交流に変換
して駆動モータ１０に供給する。A battery 8 is provided on the DC output side of the converter 7.
And the inverter 9 are connected in parallel, and the output of the converter 7 is charged in the battery (Batt) 8 and is also supplied to the inverter (INV) 9. The AC output side of the inverter 9 is connected to the drive motor (MTR) 10 and converts the DC power supplied from the converter 7 or supplied from the battery 8 into AC of a predetermined voltage and a predetermined frequency to drive the drive motor 10. Supply.
【００２８】バッテリ８にはその電圧、温度、残存容量
を検出するバッテリ状態検出部１１が備えられている。
そしてバッテリ８の状態を監視し、内燃機関１、アクチ
ュエータ４、コンバータ７、インバータ９の動作制御を
行うためにマイクロコンピュータで成るコントロールユ
ニット（Ｃ／Ｕ）１２が備えられている。The battery 8 is provided with a battery state detector 11 for detecting its voltage, temperature and remaining capacity.
A control unit (C / U) 12 including a microcomputer is provided for monitoring the state of the battery 8 and controlling the operation of the internal combustion engine 1, the actuator 4, the converter 7, and the inverter 9.
【００２９】このコントロールユニット１２の実行する
制御演算処理の機能構成は図２に示すようなものであ
る。バッテリ状態検出部１１からバッテリ電圧、温度、
残存容量（ＳＯＣ）を入力してバッテリ８に充電可能な
最大電力を算出するバッテリ（Ｂａｔｔ）最大充電可能
電力演算部２１と、インバータ９に対する入力電圧、電
流に基づいて平均消費電力を算出する平均消費電力演算
部２２と、これらバッテリ最大充電可能電力演算部２１
のバッテリ最大充電可能電力と平均消費電力演算部２２
の平均消費電力とに基づいて発電機６の最大許容発電量
Ｐglim を算出する最大発電量演算部２３と、この最大
許容発電量Ｐglim に対応する内燃機関１の回転数Ｎli
m を算出する内燃機関（ＥＮＧ）最高回転数演算部２４
とを備えている。The functional configuration of the control arithmetic processing executed by the control unit 12 is as shown in FIG. From the battery state detection unit 11, the battery voltage, temperature,
A battery (Batt) maximum chargeable power calculator 21 that inputs the remaining capacity (SOC) to calculate the maximum power that can be charged to the battery 8, and an average that calculates the average power consumption based on the input voltage and current to the inverter 9. Power consumption calculation unit 22 and these battery maximum chargeable power calculation unit 21
Battery maximum chargeable power and average power consumption calculation unit 22
Maximum power generation amount calculation unit 23 that calculates the maximum power generation amount Pglim of the generator 6 based on the average power consumption of the generator 6, and the rotation speed Nli of the internal combustion engine 1 corresponding to the maximum power generation amount Pglim.
Internal combustion engine (ENG) maximum speed calculator 24 for calculating m
It has and.
【００３０】また発電機８の出力指令値（発電量指令Ｐ
* ）をある固定値に設定し、若しくは車速、平均消費電
力、バッテリ残存容量などによって可変設定する発電量
指令値設定部２５と、最大発電量演算部２３の算出する
最大発電量Ｐglim と発電量指令値設定部２５が出力す
る発電量指令値Ｐ* とのいずれか小さい値ｍｉｎ（Ｐ*
，Ｐglim ）とバッテリ電圧及びバッテリ温度に基づ
いて発電機６の出力を制御する発電機出力制御部２６と
を備えている。The output command value of the generator 8 (power generation amount command P
*) Is set to a fixed value, or is set variably according to vehicle speed, average power consumption, battery remaining capacity, etc., and maximum power generation amount Pglim calculated by the maximum power generation amount calculation unit 23 and power generation amount. The power generation amount command value P * output by the command value setting unit 25, whichever is smaller, min (P *
, Pglim) and a generator output control unit 26 for controlling the output of the generator 6 based on the battery voltage and the battery temperature.
【００３１】さらに内燃機関１の回転数指令値Ｎ* をあ
る固定値に設定し、若しくは車速、平均消費電力、バッ
テリ残存容量などによって可変設定する内燃機関（ＥＮ
Ｇ）回転数指令値設定部２７と、内燃機関最高回転数演
算部２４の算出する最高回転数Ｎlim と内燃機関回転数
指令値設定部２７の与える回転数指令値Ｎ* とのいずれ
か小さい量ｍｉｎ（Ｎ* ，Ｎlim ）に対して、その時間
変化率に制限をかける変化率制限部２８と、この変化率
制御部２８を通じて出力される回転数指令値と、バッテ
リ電圧及びバッテリ温度とに基づいて内燃機関１の回転
数を制御する内燃機関（ＥＮＧ）回転数制限部２９とを
備えている。Further, the engine speed command value N * of the internal combustion engine 1 is set to a certain fixed value, or is variably set according to the vehicle speed, average power consumption, battery remaining capacity, etc. (EN
G) The rotation speed command value setting unit 27, the maximum rotation speed Nlim calculated by the internal combustion engine maximum rotation speed calculation unit 24, or the rotation speed command value N * given by the internal combustion engine rotation speed command value setting unit 27, whichever is smaller. min (N *, Nlim) is based on a rate-of-change limiting unit 28 that limits the rate of change with time, a rotation speed command value output through the rate-of-change controlling unit 28, a battery voltage, and a battery temperature. The internal combustion engine (ENG) rotational speed limiting unit 29 that controls the rotational speed of the internal combustion engine 1 is provided.
【００３２】次に、上記構成のシリーズハイブリッド電
気自動車の制御装置の動作について説明する。バッテリ
最大充電可能電力演算部２１において、バッテリ状態検
出部１１から与えられるバッテリ８の電圧、温度、残存
容量（ＳＯＣ）に基づいてバッテリ８に充電可能な最大
電力Ｐblimを算出する。この演算式は特願平７−２３９
６２８号の明細書に明示したものを用いる。Next, the operation of the control device for the series hybrid electric vehicle having the above configuration will be described. The maximum battery chargeable power calculation unit 21 calculates the maximum power Pblim with which the battery 8 can be charged, based on the voltage, temperature, and remaining capacity (SOC) of the battery 8 provided from the battery state detection unit 11. This calculation formula is Japanese Patent Application No. 7-239.
The one specified in the specification of No. 628 is used.
【００３３】平均消費電力演算部２２はある期間に駆動
モータ１０が走行するのに消費した電力の平均値Ｐmtav
を算出する。この演算には、インバータ９に入力される
電圧と電流とを監視し、これらの積から入力電力を算出
し、さらに時間平均することによって算出する。The average power consumption calculation unit 22 calculates the average value Pmtav of the power consumed by the drive motor 10 during a certain period.
To calculate. This calculation is performed by monitoring the voltage and current input to the inverter 9, calculating the input power from the product of these, and further averaging over time.
【００３４】最大発電量演算部２３では、バッテリ最大
充電可能電力演算部２１からバッテリ８の充電可能な最
大電力Ｐblimを入力し、平均消費電力演算部２２から平
均消費電力Ｐmtavを入力し、発電機６の発電出力の上限
値Ｐglimを算出する。この発電機６の発電出力の上限値
とは、例えば、これ以上の発電量でバッテリ８を充電す
れば過充電あるいは過電圧となってしまう恐れがあるこ
とを意味する限界値であり、次の式によって算出する。In the maximum power generation amount calculation unit 23, the maximum chargeable power Pblim of the battery 8 is input from the battery maximum chargeable power calculation unit 21, the average power consumption Pmtav is input from the average power consumption calculation unit 22, and the generator The upper limit value Pglim of the power generation output of 6 is calculated. The upper limit value of the power generation output of the generator 6 is, for example, a limit value that means that if the battery 8 is charged with a power generation amount higher than this, there is a risk of overcharge or overvoltage, Calculate by
【００３５】Ｐglim＝Ｐblim＋ｋ・ Ｐmtav
ここで、ｋは平均消費電力と実際の消費電力瞬時値との
差異を補正する係数であり、一定値を設定することがで
きるが、また図３に示すようにバッテリの最大充電可能
電力の大きさに応じて可変設定することもできる。図３
に示した可変設定の場合、バッテリ最大充電可能電力Ｐ
blimが大きくて、発電機６の最大出力よりも大きい場合
にはｋ＝１にして平均消費電力Ｐmtavをそのまま加えた
値に設定し、またバッテリ最大充電可能電力Ｐblimが小
さい場合にはｋ＝０とし、実際の消費電力瞬時値よりも
平均消費電力の方が大きくなっても最大発電量がバッテ
リ最大充電可能電力を超えないようにしているのであ
る。Pglim = Pblim + kPmtav Here, k is a coefficient for correcting the difference between the average power consumption and the actual instantaneous value of power consumption, and a constant value can be set, but as shown in FIG. It can also be variably set according to the maximum chargeable power of the battery. Figure 3
In the case of the variable setting shown in, the maximum battery chargeable power P
When blim is large and is larger than the maximum output of the generator 6, k = 1 is set and the average power consumption Pmtav is added as it is, and when the battery maximum chargeable power Pblim is small, k = 0. Therefore, even if the average power consumption becomes larger than the actual instantaneous power consumption value, the maximum power generation amount does not exceed the battery maximum chargeable power.
【００３６】なお、ｋ＝０として平均消費電力の項を全
く加えず、
許容最大発電量Ｐglim＝バッテリ最大充電可能電力Ｐbl
im
と設定しておくこともできる。Note that when k = 0, the term of average power consumption is not added at all, and the maximum allowable power generation amount Pglim = the maximum battery chargeable power Pbl
You can also set it to im.
【００３７】内燃機関最高回転数演算部２４は、最大発
電量演算部２３の出力する最大許容発電量Ｐglimに対し
て、この発電量を出力するのに必要な内燃機関１の最高
回転数（ひいては、内燃機関１の回転数に比例する発電
機６の最高回転数）Ｎlim を算出する。そしてこの最高
回転数Ｎlim は内燃機関１の出力特性、発電機６の出力
特性及び誘起電圧特性などに関して決定される。内燃機
関１にはその回転数毎に出力できる最大値が存在し、ま
た発電機６も駆動回転数に応じて誘起電圧が定まり、電
流容量との兼ね合いで回転数毎に発電量の最大値が存在
する。一般に内燃機関１及び発電機６の最大出力値は回
転数が上昇するにつれて増加する特性を有するので、逆
に出力にある上限値を設けたい場合には回転数を制限す
ることによって出力を抑えることができる。図４は内燃
機関１の回転数と最大発電量との関係の一例を示してい
るが、この図４において必要とされる最大発電量に応じ
て内燃機関１の最高回転数を決定することができる。With respect to the maximum allowable power generation amount Pglim output by the maximum power generation amount calculation unit 23, the internal combustion engine maximum rotation speed calculation unit 24 outputs the maximum rotation speed of the internal combustion engine 1 required to output this power generation amount (therefore, the maximum rotation speed). , The maximum speed Nlim of the generator 6 which is proportional to the speed of the internal combustion engine 1 is calculated. The maximum rotation speed Nlim is determined with respect to the output characteristic of the internal combustion engine 1, the output characteristic of the generator 6, the induced voltage characteristic, and the like. The internal combustion engine 1 has a maximum value that can be output for each rotation speed, and the induced voltage of the generator 6 is determined according to the drive rotation speed, and the maximum value of the power generation amount for each rotation speed depends on the current capacity. Exists. Generally, the maximum output values of the internal combustion engine 1 and the generator 6 have a characteristic that they increase as the rotation speed increases. Conversely, when it is desired to set an upper limit value in the output, the output is suppressed by limiting the rotation speed. You can Although FIG. 4 shows an example of the relationship between the rotation speed of the internal combustion engine 1 and the maximum power generation amount, it is possible to determine the maximum rotation speed of the internal combustion engine 1 according to the maximum power generation amount required in FIG. it can.
【００３８】なお、この内燃機関最高回転数は誘起電圧
によって制限することも考えられる。すなわち、断線そ
の他の何らかの原因でパワートランジスタ素子へ駆動信
号が伝達されなくなり、パワー素子の動作が停止する
と、いわゆる全波整流器動作で出力電圧が回転数に比例
する場合が考えられるが、例えば、バッテリ８に印加す
ることのできる最高電圧値により内燃機関１の最高回転
数を設定しておくことにより、発電機６の誘起電圧がそ
れに応じて定められ、コンバータ７が全波整流器動作と
なってもその出力電圧がバッテリ８に対して過電圧とな
ることを防止することができる。The maximum engine speed of the internal combustion engine may be limited by the induced voltage. That is, when the drive signal is not transmitted to the power transistor element due to some other cause such as disconnection and the operation of the power element stops, the output voltage may be proportional to the rotation speed in the so-called full-wave rectifier operation. By setting the maximum rotation speed of the internal combustion engine 1 by the maximum voltage value that can be applied to 8, the induced voltage of the generator 6 is determined accordingly, and even if the converter 7 operates as a full-wave rectifier. It is possible to prevent the output voltage of the battery 8 from becoming an overvoltage.
【００３９】発電量指令値設定部２５はあらかじめ設定
されている出力指令値（発電量指令Ｐ* ）を出力する。
この発電量指令値Ｐ* は、車速、平均消費電力、バッテ
リ残存容量などに基づいて可変設定することもできる。The power generation amount command value setting unit 25 outputs a preset output command value (power generation amount command P *).
The power generation amount command value P * can be variably set based on the vehicle speed, the average power consumption, the battery remaining capacity, and the like.
【００４０】発電機出力制御部２６は、最大発電量演算
部２３の出力Ｐglimと発電量指令値Ｐ* とのいずれか小
さい値ｍｉｎ（Ｐ* ，Ｐglim）を入力し、コンバータ７
のパワー素子の駆動信号を決定することにより発電出力
を制御する。すなわち、発電機６の電流と、回転子の位
置と、回転数とを検出し、発電量指令値ｍｉｎ（Ｐ*，
Ｐglim）を発電機６に流れる電流の指令値に変換し、検
出される出力実電流値が電流指令値と一致するようにパ
ワー素子の駆動信号を決定するのである。The generator output control unit 26 inputs the output Pglim of the maximum power generation amount calculation unit 23 or the power generation amount command value P *, whichever is smaller, min (P *, Pglim), and the converter 7
The power generation output is controlled by determining the drive signal of the power element. That is, the current of the generator 6, the position of the rotor, and the number of revolutions are detected, and the power generation amount command value min (P *,
Pglim) is converted into a command value of the current flowing through the generator 6, and the drive signal of the power element is determined so that the detected output actual current value matches the current command value.
【００４１】この発電機出力制御部２６におけるコンバ
ータ７内のパワー素子駆動信号の決定に至る演算内容
は、駆動モータ１０を駆動するインバータ９内のパワー
素子駆動信号の演算と同一のもので実現することがで
き、モータ制御におけるトルク指令値を正の値とすれば
モータ動作となり、負の値とすれば発電機動作となり、
モータ（発電機）に与えられる運動エネルギを電力に変
換する動作を行うことができる。このようなモータ制御
手法は、「平成５年電気学会全国大会、講演論文集
［６］、Ｓ１０．−３項」に提案されているものを利用
する。The contents of the calculation for determining the power element drive signal in the converter 7 in the generator output control unit 26 are realized by the same operation as the power element drive signal in the inverter 9 for driving the drive motor 10. If the torque command value in motor control is a positive value, it will be a motor operation, and if it is a negative value, it will be a generator operation.
It is possible to perform an operation of converting kinetic energy given to a motor (generator) into electric power. As such a motor control method, the one proposed in "1993 Annual Meeting of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Proceedings [6], S10.-3" is used.
【００４２】内燃機関回転数指令値設定部２７はあらか
じめ設定されている回転数指令値Ｎ* を出力する。この
回転数指令値Ｎ* を、車速、平均消費電力、バッテリ残
存容量などに基づいて可変設定することもできる。The internal combustion engine rotation speed command value setting unit 27 outputs a preset rotation speed command value N *. The rotation speed command value N * can be variably set based on the vehicle speed, the average power consumption, the remaining battery capacity, and the like.
【００４３】これと並行して内燃機関回転数指令値設定
部２７はあらかじめ設定されている回転数指令値Ｎ* を
出力する。この回転数指令値Ｎ* を、車速、平均消費電
力、バッテリ残存容量などに基づいて可変設定すること
もできる。In parallel with this, the internal combustion engine speed command value setting unit 27 outputs a preset speed command value N *. The rotation speed command value N * can be variably set based on the vehicle speed, the average power consumption, the remaining battery capacity, and the like.
【００４４】そして内燃機関回転数制御部２９は、内燃
機関最高回転数演算部２４の出力する内燃機関最高回転
数Ｎlim と内燃機関回転数指令値設定部２７からの内燃
機関（ＥＮＧ）回転数指令値Ｎ* とのいずれか小さい方
の値ｍｉｎ（Ｎ* ，Ｎlim ）を変化率制限部２８を通し
て入力し、この入力される回転数指令値に内燃機関１の
回転数が一致するようにスロットルバルブ５のアクチュ
エータ４を駆動することにより内燃機関１への吸入空気
量を所要量だけ変化させ、内燃機関１の回転数を制御す
る。The internal-combustion-engine speed control unit 29 then outputs the internal-combustion-engine maximum speed Nlim output from the internal-combustion-engine maximum speed calculation unit 24 and the internal combustion engine (ENG) speed command from the internal combustion engine speed command value setting unit 27. The smaller value min (N *, Nlim) of the value N * is input through the rate-of-change limiting unit 28, and the throttle valve is adjusted so that the input rotation speed command value matches the rotation speed of the internal combustion engine 1. By driving the actuator 4 of No. 5, the amount of intake air into the internal combustion engine 1 is changed by a required amount, and the rotational speed of the internal combustion engine 1 is controlled.
【００４５】この時、変化率制限部２８はｍｉｎ（Ｎ*
，Ｎlim ）の回転数指令値の時間変化率に上限を設
け、内燃機関１の回転数が短時間のうちに大きく変化す
るのを防止する。At this time, the rate-of-change limiting unit 28 uses min (N *
, Nlim) to set an upper limit to the time change rate of the rotation speed command value to prevent the rotation speed of the internal combustion engine 1 from largely changing in a short time.
【００４６】このようにしてこの第１の実施の形態のシ
リーズハイブリッド電気自動車の制御装置では、バッテ
リ８の状態に基づいて充電可能な最大電力Ｐblimを算出
し、このバッテリ８の充電可能な最大電力Ｐblimに基づ
いて発電機６に許容される最大出力値Ｐglimを算出し、
さらにこの発電機６に許容される最大出力値Ｐglimに応
じて内燃機関１に許容される最高回転数Ｎlim を算出
し、発電機６の発電量を最大出力値Ｐglim以下に制御す
ると共に、内燃機関１の最高回転数Ｎlim 以下になるよ
うに内燃機関１の回転数を制御することにより、発電機
６の最大発電出力Ｐglimをバッテリ８の状態に応じて制
限すると共に、バッテリ状態に応じて内燃機関１の最高
回転数Ｎlim も規制することにより、万一発電機側に誤
動作があっても内燃機関側が発電機側の発電出力が過剰
に増大することがないように回転数を制限し、バッテリ
過充電を防止するのである。In this way, in the controller for the series hybrid electric vehicle of the first embodiment, the maximum chargeable power Pblim is calculated based on the state of the battery 8, and the maximum chargeable power of the battery 8 is calculated. The maximum output value Pglim allowed for the generator 6 is calculated based on Pblim,
Further, the maximum rotation speed Nlim allowed for the internal combustion engine 1 is calculated according to the maximum output value Pglim allowed for the generator 6, and the power generation amount of the generator 6 is controlled to be equal to or less than the maximum output value Pglim. By controlling the rotation speed of the internal combustion engine 1 so as to be less than or equal to the maximum rotation speed Nlim of 1, the maximum power generation output Pglim of the generator 6 is limited according to the state of the battery 8, and the internal combustion engine is also changed according to the state of the battery. By also limiting the maximum rotation speed Nlim of 1, even if the generator side malfunctions, the internal combustion engine side limits the rotation speed so that the power generation output of the generator side does not increase excessively, and the battery overrun It prevents charging.
【００４７】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図５〜図７に基づいて説明する。この第２の実施の
形態のシリーズハイブリッド電気自動車の制御装置は図
５の機能ブロック図に示すように、バッテリ８の充電可
能な最大電力Ｐblimに対応した発電機６の許容最大発電
量Ｐglimに対して、内燃機関１に許容される最大出力を
算出する内燃機関（ＥＮＧ）最大出力演算部３０と、こ
の内燃機関最大出力演算部３０の出力するＷeng に対応
するスロットル開度を演算するスロットル開度演算部３
１と、このスロットル開度演算部３１が算出するスロッ
トル開度にスロットルバルブ５が調整されるようにアク
チュエータ４を規制するスロットル開度規制部３２とを
備えた点を特徴とする。その他の部分については、図２
に示した第１の実施の形態と共通するので、同一の部分
には同一の符号を付すことによってその詳しい説明を省
略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in the functional block diagram of FIG. 5, the control device for the series hybrid electric vehicle according to the second embodiment has the maximum allowable power generation amount Pglim of the generator 6 corresponding to the maximum chargeable electric power Pblim of the battery 8. Then, an internal combustion engine (ENG) maximum output calculation unit 30 for calculating the maximum output allowed for the internal combustion engine 1 and a throttle opening for calculating a throttle opening corresponding to Weng output from the internal combustion engine maximum output calculation unit 30 Arithmetic unit 3
1 and a throttle opening degree regulation unit 32 that regulates the actuator 4 so that the throttle valve 5 is adjusted to the throttle opening degree calculated by the throttle opening degree calculation unit 31. Other parts are shown in FIG.
Since the second embodiment is common to the first embodiment shown in FIG. 2, the same parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【００４８】すなわち、第１の実施の形態と同様にバッ
テリ（Ｂａｔｔ）最大充電可能電力演算部２１によって
算出されたバッテリ８の充電可能な最大電力Ｐblimに対
して、最大発電量演算部２３が発電機６に許容される最
大発電量Ｐglimを算出し、この発電機６の最大発電量Ｐ
glimを発電機出力制御部２６に与えると共に、内燃機関
最大出力演算部３０に与える。That is, as in the first embodiment, the maximum power generation amount calculation unit 23 generates power for the maximum chargeable power Pblim of the battery 8 calculated by the battery (Batt) maximum chargeable power calculation unit 21. The maximum power generation amount Pglim allowed for the generator 6 is calculated, and the maximum power generation amount P of the power generator 6 is calculated.
The glim is given to the generator output control unit 26 and also given to the internal combustion engine maximum output calculation unit 30.
【００４９】内燃期間最大出力演算部３０では、与えら
れる最大発電量Ｐglimに対して発電機６の入出力効率を
除算することによって発電機入力、すなわち内燃機関出
力Ｐelimを算出する。また一般には発電機６の入出力効
率は７０〜９０％になるので、特に高効率な発電機６の
場合には入出力効率を除算しなくてもよく、この場合に
はこの内燃機関最大出力演算部３０を無くして、最大発
電量演算部２３の出力を直接にスロットル開度演算部３
１に与える構成でもよい。The internal-combustion-period maximum output calculator 30 calculates the generator input, that is, the internal combustion engine output Pelim, by dividing the input / output efficiency of the generator 6 by the given maximum power generation amount Pglim. Further, since the input / output efficiency of the generator 6 is generally 70 to 90%, it is not necessary to divide the input / output efficiency in the case of a highly efficient generator 6, and in this case, the maximum output of the internal combustion engine The calculation unit 30 is eliminated, and the output of the maximum power generation amount calculation unit 23 is directly output to the throttle opening calculation unit 3
The configuration may be given to 1.
【００５０】スロットル開度演算部３１では内燃機関最
大出力Ｐelimに対応するスロットル開度を算出する。そ
してこのスロットル開度演算部３１の算出したスロット
ル開度を上限値として、スロットル開度規制部３２はス
ロットルバルブ４の開度を規制する。The throttle opening calculator 31 calculates the throttle opening corresponding to the maximum output Pelim of the internal combustion engine. Then, with the throttle opening calculated by the throttle opening calculator 31 as an upper limit value, the throttle opening restriction unit 32 restricts the opening of the throttle valve 4.
【００５１】内燃機関１が発生している出力値とスロッ
トル開度とは必ずしも一義的に関係づけることができな
いものであり、内燃機関１の回転数、燃料の噴射状態な
どによって影響を受けるものであるが、スロットル開度
によって吸入空気量を制限し、内燃機関１の出すことが
できる出力に上限を設定することはできる。The output value generated by the internal combustion engine 1 and the throttle opening cannot always be uniquely related, and are influenced by the rotational speed of the internal combustion engine 1, the fuel injection state, and the like. However, it is possible to limit the intake air amount by the throttle opening and set the upper limit to the output that the internal combustion engine 1 can output.
【００５２】例えば、あるスロットル開度Ａ，Ｂ，Ｃ
（Ａ＜Ｂ＜Ｃ）における内燃機関の回転数と出力トルク
との関係は図６に示すようになる。したがって、スロッ
トル開度をＢに設定すれば、内燃機関１の最高出力をＹ
［ｋＷ］以下に抑えることができる。そこで、スロット
ル開度とその時に出力し得る内燃機関１の最高出力との
関係を求めておいて、あらかじめマップデータにして記
憶しておき、そのマップデータを参照して最大出力に対
応したスロットル開度を求める仕組みにすることができ
る。For example, a certain throttle opening A, B, C
The relationship between the rotational speed of the internal combustion engine and the output torque at (A <B <C) is as shown in FIG. Therefore, if the throttle opening is set to B, the maximum output of the internal combustion engine 1 will be Y
It can be suppressed to [kW] or less. Therefore, the relationship between the throttle opening and the maximum output of the internal combustion engine 1 that can be output at that time is obtained, stored as map data in advance, and the throttle opening corresponding to the maximum output is referenced by referring to the map data. It can be a mechanism to ask for degrees.
【００５３】このスロットル開度演算部３１の算出した
内燃機関１の最高出力を抑えるスロットル開度に対し
て、スロットル開度規制部３２はその与えられるスロッ
トル開度以上にスロットル開度を上げないように制御す
る。With respect to the throttle opening which suppresses the maximum output of the internal combustion engine 1 calculated by the throttle opening calculating section 31, the throttle opening restricting section 32 does not raise the throttle opening more than the given throttle opening. To control.
【００５４】このための仕組みは図７に示してあり、ス
ロットルボディ３の中にスロットルバルブ５が回転自在
に取り付けられていて、アクチュエータ４によってスロ
ットルバルブ５を回転させることによってその開度を制
御する。スロットルボディ３にはスロットル開度規制板
４１がスロットルバルブ５の回転軸４２と同軸に回転す
るように設けられ、このスロットル開度規制板４１はア
クチュエータ４３によってその回転位置が任意に制御で
きるようにしてある。このスロットル開度規制板４１の
回転角度を規制する規制板受け４４がスロットルボディ
３に一体に取り付けられている。The mechanism for this is shown in FIG. 7, in which the throttle valve 5 is rotatably mounted in the throttle body 3, and the opening degree is controlled by rotating the throttle valve 5 by the actuator 4. . A throttle opening restricting plate 41 is provided on the throttle body 3 so as to rotate coaxially with a rotating shaft 42 of the throttle valve 5. The throttle opening restricting plate 41 allows an actuator 43 to arbitrarily control its rotational position. There is. A regulation plate receiver 44 that regulates the rotation angle of the throttle opening regulation plate 41 is integrally attached to the throttle body 3.
【００５５】したがって、スロットル開度演算部３１が
算出したスロットル開度に対してアクチュエータ４３を
駆動してスロットル開度規制板４１を閉塞位置から所定
の開度に対応した角度だけ回転させた位置に保持してお
く。これによって図１に示したコントロールユニット１
２がスロットル開度を開くためにアクチュエータ４を駆
動し、スロットルバルブ５を回転させると、スロットル
開度が所定角度になるとスロットル開度規制板４１が規
制板受け４４に当接してそれ以上回転するのを抑止さ
れ、これによってスロットルバルブ５の回転も抑止さ
れ、スロットル開度演算部３１が与えるスロットル開度
以上にスロットル開度を上げないように規制し、内燃機
関１の出力を制限するのである。Therefore, the actuator 43 is driven with respect to the throttle opening calculated by the throttle opening calculating section 31 so that the throttle opening regulating plate 41 is rotated from the closed position by an angle corresponding to the predetermined opening. Keep it. As a result, the control unit 1 shown in FIG.
When 2 drives the actuator 4 to open the throttle opening and rotates the throttle valve 5, when the throttle opening reaches a predetermined angle, the throttle opening restriction plate 41 contacts the restriction plate receiver 44 and rotates further. The throttle valve 5 is also prevented from rotating, and the throttle opening is controlled so as not to exceed the throttle opening given by the throttle opening calculator 31 to limit the output of the internal combustion engine 1. .
【００５６】この第２の実施の形態のシリーズハイブリ
ッド電気自動車の制御装置では、バッテリ８の状態に基
づいて充電可能な最大電力Ｐblimを算出し、このバッテ
リの充電可能な最大電力Ｐblimに基づいて発電機６に許
容される最大出力値Ｐglimを算出し、さらにこの発電機
６に許容される最大出力値Ｐglimに応じて内燃機関１に
許容される最大出力値Ｐelimを算出し、この内燃機関の
最大出力値Ｐelimに応じて当該内燃機関の最大許容スロ
ットル開度を算出し、発電機６の発電量を許容最大発電
量Ｐglim以下に制御し、これと共に、最大許容スロット
ル開度以上にスロットルバルブ５が開かないように規制
することにより、発電機１の最大発電出力Ｐglimをバッ
テリ８の状態に応じて制限すると共に、バッテリ状態に
応じて内燃機関１のスロットルバルブ５が最大許容スロ
ットル開度以上に開かないように規制し、万一発電機側
に誤動作があっても内燃機関側が発電機側の発電出力が
過剰に増大することがないように回転数を制限し、バッ
テリ過充電を防止するのである。In the controller for the series hybrid electric vehicle of the second embodiment, the maximum chargeable electric power Pblim is calculated based on the state of the battery 8, and the power generation is performed based on the maximum chargeable electric power Pblim of the battery. The maximum output value Pglim allowed for the engine 6 is calculated, and the maximum output value Pelim allowed for the internal combustion engine 1 is calculated according to the maximum output value Pglim allowed for the generator 6. The maximum allowable throttle opening of the internal combustion engine is calculated according to the output value Pelim, and the power generation amount of the generator 6 is controlled to be equal to or lower than the maximum allowable power generation amount Pglim. The maximum power generation output Pglim of the generator 1 is limited according to the state of the battery 8 by restricting the opening so that the slot of the internal combustion engine 1 is not changed according to the battery state. The valve 5 is regulated so as not to open beyond the maximum allowable throttle opening, and even if there is a malfunction on the generator side, the engine speed is controlled so that the power generation output on the generator side does not increase excessively. It limits and prevents battery overcharge.
【図１】本発明の第１の実施の形態のシステム構成のブ
ロック図。FIG. 1 is a block diagram of a system configuration according to a first embodiment of this invention.
【図２】上記の実施の形態の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of the above embodiment.
【図３】上記の実施の形態におけるバッテリ最大充電可
能電力とｋ値との関係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the maximum chargeable power of the battery and the k value in the above embodiment.
【図４】上記の実施の形態における内燃機関回転数と発
電機最大出力との関係を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the internal combustion engine speed and the generator maximum output in the above embodiment.
【図５】本発明の第２の実施の形態の機能ブロック図。FIG. 5 is a functional block diagram of a second embodiment of the present invention.
【図６】上記の実施の形態における内燃機関の回転数と
出力トルクとの関係を示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the rotation speed and the output torque of the internal combustion engine in the above embodiment.
【図７】上記の実施の形態に用いるスロットル開度規制
機構の説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram of a throttle opening control mechanism used in the above embodiment.
１ 内燃機関 ３ スロットルボディ ４ アクチュエータ ５ スロットルバルブ ６ 発電機 ７ コンバータ ８ バッテリ ９ インバータ １０ 駆動モータ １１ バッテリ状態検出部 １２ コントロールユニット ２１ バッテリ最大充電可能電力演算部 ２２ 平均消費電力演算部 ２３ 最大発電量演算部 ２４ 内燃機関最高回転数演算部 ２５ 発電量指令値設定部 ２６ 発電機出力制御部 ２７ 内燃機関回転数指令値設定部 ２８ 変化率制限部 ２９ 内燃機関回転数制御部 ３０ 内燃機関最大出力演算部 ３１ スロットル開度演算部 ３２ スロットル開度規制部 ４１ スロットル開度規制板 ４２ 回転軸 ４３ アクチュエータ ４４ 規制板受け 1 Internal combustion engine 3 Throttle body 4 actuators 5 Throttle valve 6 generator 7 converter 8 battery 9 inverter 10 Drive motor 11 Battery state detector 12 Control unit 21 Battery maximum chargeable power calculator 22 Average power consumption calculator 23 Maximum power generation calculation unit 24 Internal combustion engine maximum speed calculation unit 25 Power generation command value setting section 26 Generator output control section 27 Internal combustion engine speed command value setting unit 28 Change rate limiter 29 Internal combustion engine speed control unit 30 Internal combustion engine maximum output calculation unit 31 Throttle opening calculation unit 32 Throttle opening regulation part 41 Throttle opening regulation plate 42 rotation axis 43 Actuator 44 Regulator plate receiver
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｍ (72)発明者 平野 弘之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 稲田 英二 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 金子 雄太郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−37702（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−236203（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−154308（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/36 B60L 11/00 - 11/18 H02P 9/04 Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H02P 9/04 H02P 9/04 M (72) Inventor Hiroyuki Hirano 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Invention Eiji Inada 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Yutaro Kaneko 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (56) Reference Japanese Patent Laid-Open No. 8 -37702 (JP, A) JP 7-236203 (JP, A) JP 8-154308 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 7/ 00- 7/36 B60L 11/00-11/18 H02P 9/04
Claims (6)
と、 前記バッテリ状態監視手段が検出するバッテリの状態に
基づいて当該バッテリの充電可能な最大電力を算出する
最大充電可能電力演算手段と、 前記最大充電可能電力演算手段が算出する前記バッテリ
の充電可能な最大電力に基づいて前記発電機に許容され
る最大出力値を算出する発電機許容最大出力演算手段
と、 前記発電機の発電量を前記発電機許容最大出力演算手段
の算出する前記発電機に許容される最大出力値以下に制
御する発電機出力制御手段と、 前記発電機最大出力演算手段が算出する前記発電機に許
容される最大出力値に応じて規制される前記内燃機関の
最高回転数を算出する内燃機関規制最高回転数演算手段
と、 前記内燃機関規制最高回転数演算手段が算出する前記内
燃機関の最高回転数以下になるように前記内燃機関の回
転数を制御する内燃機関制御手段とを備えて成るシリー
ズハイブリッド電気自動車の制御装置。1. An internal combustion engine, a generator driven by the internal combustion engine, a battery charged by the generator, a drive motor driven by the battery, and a battery state monitor for detecting a state of the battery. Means, a maximum chargeable power calculation means for calculating the maximum chargeable power of the battery based on the state of the battery detected by the battery status monitoring means, and a charging of the battery calculated by the maximum chargeable power calculation means Generator allowable maximum output calculating means for calculating a maximum output value allowed for the generator based on the maximum possible electric power; and the generator calculating the power generation amount of the generator by the generator allowable maximum output calculating means. Generator output control means for controlling the output power to be less than or equal to the maximum output value allowed for the generator, and the generator output allowed by the generator maximum output calculation means The maximum rotation speed of the internal combustion engine regulated according to the maximum output value of the internal combustion engine, and the maximum rotation speed of the internal combustion engine calculated by the internal combustion engine regulation maximum rotation speed calculation means A control device for a series hybrid electric vehicle, comprising: an internal combustion engine control means for controlling the number of revolutions of the internal combustion engine.
ットルバルブと、 前記内燃機関によって駆動される発電機と、 前記発電機によって充電されるバッテリと、 前記バッテリによって駆動される駆動モータと、 前記バッテリの状態を検出するバッテリ状態監視手段
と、 前記バッテリ状態監視手段が検出するバッテリの状態に
基づいて当該バッテリの充電可能な最大電力を算出する
最大充電可能電力演算手段と、 前記最大充電可能電力演算手段が算出する前記バッテリ
の充電可能な最大電力に基づいて前記発電機に許容され
る最大出力値を算出する発電機許容最大出力演算手段
と、 前記発電機の発電量を前記発電機許容最大出力演算手段
の算出する前記発電機に許容される最大出力値以下に制
御する発電機出力制御手段と、 前記発電機許容最大出力演算手段の算出する前記発電機
に許容される最大出力値に応じて規制される前記内燃機
関の最大出力値を算出する内燃機関規制最大出力演算手
段と、 前記内燃機関規制最大出力演算手段が算出する前記内燃
機関の最大出力値に応じて当該内燃機関の最大許容スロ
ットル開度を算出する許容最大スロットル開度演算手段
と、 前記内燃機関の最大許容スロットル開度以上に前記スロ
ットルバルブが開かないように規制するスロットル開度
規制手段とを備えて成るシリーズハイブリッド電気自動
車の制御装置。2. An internal combustion engine, a throttle valve for controlling a flow rate of an air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine, a generator driven by the internal combustion engine, a battery charged by the generator, and the battery A drive motor driven by a battery, a battery state monitoring unit that detects the state of the battery, and a maximum chargeable power that calculates the maximum chargeable power of the battery based on the state of the battery detected by the battery state monitoring unit. Calculating means, generator allowable maximum output calculating means for calculating a maximum output value allowed for the generator based on the maximum chargeable power of the battery calculated by the maximum chargeable power calculating means, and the generator Generator output for controlling the power generation amount of the generator to be equal to or less than the maximum output value allowed by the generator calculated by the generator allowable maximum output calculation means. Control means, an internal combustion engine regulation maximum output calculation means for calculating the maximum output value of the internal combustion engine regulated according to the maximum output value allowed by the generator calculated by the generator allowable maximum output calculation means, An allowable maximum throttle opening calculation means for calculating a maximum allowable throttle opening of the internal combustion engine according to a maximum output value of the internal combustion engine calculated by the internal combustion engine regulation maximum output calculation means; and a maximum allowable throttle opening of the internal combustion engine. A control device for a series hybrid electric vehicle, comprising: throttle opening regulating means for regulating the throttle valve from opening more than once.
バッテリ状態監視手段の検出する電圧、温度及び残存容
量に基づいて前記バッテリの充電可能な最大電力を算出
することを特徴とする請求項１又は２に記載のシリーズ
ハイブリッド電気自動車の制御装置。3. The maximum chargeable power calculation means calculates the maximum chargeable power of the battery based on the voltage, temperature and remaining capacity detected by the battery state monitoring means. Alternatively, the control device for the series hybrid electric vehicle according to item 2.
記最大充電可能電力演算手段の算出する前記バッテリの
充電可能な最大電力と、前記駆動モータの消費する電力
平均値とに基づいて前記発電機に許容される最大出力値
を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載のシリーズハイブリッド電気自動車の制御装置。4. The power generation based on the maximum chargeable power of the battery calculated by the maximum chargeable power calculation means and the average value of the power consumed by the drive motor, the generator allowable maximum output calculation means. The controller for a series hybrid electric vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein a maximum output value allowed for the machine is calculated.
imと、前記バッテリの充電可能な最大電力Ｐblimと、前
記駆動モータの消費する電力平均値Ｐmtavとの間で、Ｐ
glim＝Ｐblim＋ｋ・Ｐmtavの式に基づく演算を行い、こ
こで係数ｋを、前記バッテリの充電可能な最大電力Ｐbl
imが前記発電機に許容される最大出力値よりも大きい場
合にはｋ＝１とし、そうでない場合にはｋ＝０に設定す
ることを特徴とする請求項４記載のシリーズハイブリッ
ド電気自動車の制御装置。5. The maximum output value Pgl allowed for the generator
Between im, the maximum chargeable electric power Pblim of the battery, and the average electric power value Pmtav consumed by the drive motor, P
glim = Pblim + k · Pmtav is calculated, and the coefficient k is calculated as the maximum chargeable electric power Pbl of the battery.
The control of the series hybrid electric vehicle according to claim 4, wherein when im is larger than the maximum output value allowed for the generator, k = 1 is set, and when not, k = 0 is set. apparatus.
規制最高回転数演算手段が算出する前記内燃機関の最高
回転数の時間変化率を所定値と比較し、当該所定値を超
える大きな変化である時には、前記内燃機関の最高回転
数を所定値以下に規制することを特徴とする請求項１，
３，４又は５に記載のシリーズハイブリッド電気自動車
の制御装置。6. The internal combustion engine control means compares a time change rate of the maximum rotation speed of the internal combustion engine calculated by the internal combustion engine regulation maximum rotation speed calculation means with a predetermined value, and with a large change exceeding the predetermined value. At a certain time, the maximum rotation speed of the internal combustion engine is regulated to a predetermined value or less.
The control device for a series hybrid electric vehicle according to 3, 4, or 5.
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ID=17044983
Family Applications (1)
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-
1996
- 1996-09-10 JP JP23945296A patent/JP3405084B2/en not_active Expired - Lifetime
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