JP3527861B2 - ハイブリッド電気自動車の発電制御装置 - Google Patents
ハイブリッド電気自動車の発電制御装置Info
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Description
動車の発電制御装置に関する。
を駆動するエンジンとを備えたシリーズ式のハイブリッ
ド電気自動車では、バッテリ残存容量に基づいて発電モ
ードを切り換えるのが一般的である。即ち、バッテリ残
存容量が所定値以下になるまでは発電機による発電は行
わず、バッテリからの供給電力によってモータを駆動す
ることにより走行し(バッテリ走行モード)、バッテリ
残存容量が所定値以下になったときにエンジンを始動し
て発電機を駆動することにより発電を開始し、この発電
電力でモータを駆動して走行する(ハイブリッド走行モ
ード)。
費、低排出ガスであることに加え、モータ駆動であるこ
とから、通常のエンジン駆動車に比べて低騒音であると
いう特徴を有している。
ッド電気自動車は低騒音であることに着目して、現在、
低騒音化の要望が高い作業用特装車のハイブリッド電気
自動車化についても研究・開発が進められている。この
作業用特装車では、モータの駆動力を動力取り出し装置
により作業用として取り出すことにより、所定の作業を
行う。
電気自動車化に際しては、作業用特装車は作業現場で長
時間停車して作業を行う場合もあること等から、作業モ
ード時、即ち、動力取り出し装置が作動可能状態(待機
状態及び作動状態)にあるときの更なる低騒音化を図る
ことが望まれている。
騒音化を図ることができる作業用のハイブリッド電気自
動車の発電制御装置を提供することを課題とする。
は、動力取り出し装置(PTO)を備えた電気自動車が
開示されているが、発電制御に関する記載はない。
発明のハイブリッド電気自動車の発電制御装置は、エン
ジンにより駆動されて電力を発生する発電機と、上記発
電機で発生した電力を蓄積するバッテリと、上記バッテ
リ又は上記発電機からの電力により作動して車両の駆動
系を駆動するモータと、上記モータの駆動力を上記車両
の駆動輪に伝達するプロペラシャフトと、上記モータと
上記車両の駆動輪との間に介装され上記モータの駆動力
を作業用として取り出す動力取り出し装置と、上記モー
タの駆動力の出力先を上記動力取り出し装置にするか上
記プロペラシャフトにするかを切り換えるアクチュエー
タと、上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存
容量検出手段と、上記アクチュエータが上記モータの駆
動力の出力先を上記プロペラシャフトにすることにより
上記車両が走行状態にあるときには、上記バッテリ残存
容量検出手段により検出したバッテリ残存容量が第1の
所定値以下のときに上記発電機による発電を開始し、上
記アクチュエータが上記モータの駆動力の出力先を上記
動力取り出し装置にすることにより上記動力取り出し装
置が作業可能状態にあるときには、上記バッテリ残存容
量が上記第1の所定値とは異なる第2の所定値以下のと
きに上記発電機による発電を開始する制御手段とを有す
ることを特徴とする。
の発電制御装置は、第1発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置において、上記動力取り出し装置の作業
可能状態は待機状態と作動状態とを有し、上記制御手段
は、上記動力取り出し装置が待機状態にあるとき、上記
バッテリ残存容量が上記第2の所定値よりも小さい第3
の所定値以下になるまで上記発電機による発電を禁止す
ることを特徴とする。
に基づき詳細に説明する。
ッド電気自動車の発電制御装置の構成図、図2は走行モ
ード時のバッテリ残存容量と発電状態の関係を示す説明
図、図3は作業モード時のバッテリ残存容量と発電状態
の関係を示す説明図、図4、図5は発電制御のフローチ
ャートである。
ド電気自動車は、車両の駆動系を駆動するための2台の
交流誘導モータ1と、発電用のエンジン2とを備えたシ
リーズ式のものである。モータ1と駆動輪4との間には
減速機3が介装されており、この減速機3やプロペラシ
ャフト6等を介して、モータ1の駆動力が駆動輪4に伝
達される。減速機3は複数の変速段を備えたもの(変速
機)、或いは、単に一定の減速のみを行うものである。
業用として取り出すために動力取り出し装置5が設けら
れている。モータ1の駆動力をこの動力取り出し装置5
へ出力するかプロペラシャフト6へ出力するかは、油圧
駆動等のアクチュエータ7によって切り換えられるよう
になっている。
えるためにドライバーがモード切り換えスイッチ12を
操作すると、このモード切り換えスイッチ12から出力
される切り換え信号Sに基づいて、制御装置であるEC
U11では、アクチュエータ7へ切り換え制御信号を出
力し、モータ1の駆動力の出力先をプロペラシャフト6
から動力取り出し装置5へと切り換える。動力取り出し
装置5に切り換えたときには、モータ1の駆動力により
図示しない油圧ポンプが駆動されて図示しない上物架装
物が作動し、所定の作業を行うことができる。
ており、エンジン2の駆動よって発電機8が発電する。
この発電電力はモータ1に供給されると同時にバッテリ
9にも蓄積される。即ち、モータ1の駆動電力は、イン
バータ10を介して、バッテリ9又は発電機8から供給
される。
数N、モータ消費電力P、バッテリ残存容量SOCなど
も入力される。車速Vは減速機3の出力側に設けられた
車速検出器15によって検出され、モータ回転数Nはモ
ータ1に設けられた回転数検出器16によって検出され
る。モータ消費電力Pはバッテリ9又は発電機8からモ
ータ1に供給される電力であり、電力検出器14によっ
て検出される。バッテリ残存容量SOCはバッテリ9の
残存容量であり、電流積算法や電流電圧特性法等による
バッテリ残存容量検出器13によって検出される。
ECU11によって走行モード時及び作業モード時に図
2〜図5に示すような発電制御が行われる。
に、バッテリ残存容量SOCが60%以下になるまでは
バッテリ走行モードとして発電は行わず、バッテリ残存
容量SOCが60%以下になったときに第1ハイブリッ
ド走行モードとし、エンジン2を始動させて発電機8に
よる発電を開始する。この第1ハイブリッド走行モード
では、車速Vやモータ消費電力Pに応じて発電量を0,
10,20,30kWに変える(通常発電)。バッテリ
残存容量SOCが更に低下して30%以下になったとき
には第2ハイブリッド走行モードとする。この第2ハイ
ブリッド走行モードでは、車速Vやモータ消費電力Pに
応じて発電量を10,20,30kWに変える(緊急発
電)。
40%以上になれば第2ハイブリッド走行モードから第
1ハイブリッド走行モードに切り換え、65%以上にな
れば第1ハイブリッド走行モードからバッテリ走行モー
ドに切り換える。
装置5が作動可能状態(待機状態及び作動状態)にある
ときには、図3に示すように、バッテリ残存容量SOC
が35%以下になるまでは発電停止モードとし、全く発
電は行わない。そして、バッテリ残存容量SOCが35
%以下になったときに第1発電モードとし、発電を開始
する。なお、35%とは作業終了後の走行に影響を及ぼ
さない程度の値である。
%)では、図4のフローチャートに示すように、モータ
回転数Nがゼロか否かによってモータ1が駆動状態か停
止状態かを判定し(S1)、モータ1が駆動状態であれ
ばエンジン2を作動させて10kWの発電を行う(S
2)。一方、モータ1が停止状態であれば、エンジン2
も停止させて発電を停止する(S3)。即ち、バッテリ
残存容量SOCが30%以下になるまで発電機8による
発電を禁止する。
動/停止(動力取り出し装置5の作動/待機)に応じ
て、エンジン2を駆動/停止(発電ON/OFF)す
る。なお、発電を停止するには10秒間のアイドリング
状態を経てから停止する。
フローチャートに示すような発電制御を行ってもよい。
即ち、モータ回転数Nがゼロか否かによってモータ1が
駆動状態か停止状態かを判定し(S11)、モータ1が
駆動状態であれば更にモータ回転数Nが所定値以上か否
かによって高回転か低回転かを判定する(S12)。モ
ータ回転数Nが高回転であればエンジン2も高回転にし
て発電量を10kWとし(S13)、モータ回転数Nが
低回転であればエンジン2も低回転にして発電量を5k
Wとする(S14)。一方、ステップS11の判定の結
果、モータ1が停止状態であれば、エンジン2も停止さ
せる(S15)。即ち、バッテリ残存容量SOCが30
%以下になるまで発電機8による発電を禁止する。
止(動力取り出し装置5の作動/待機)に応じてエンジ
ン2を駆動/停止(発電ON/OFF)するとともに、
モータ回転数Nに応じてエンジン2の回転数も変えて発
電量を変える。
して30%以下になった場合には第2発電モードとし、
10kWの連続発電を行う。第1発電モードにおける発
電量は予想される作業パターンを考慮して設定されてい
るため、通常はバッテリ残存容量SOCが30%まで低
下することはないと考えられるが、予想外の作業パター
ンで作業が行われた場合、即ち、予想以上に頻繁にモー
タ1の駆動/停止(エンジン2の駆動/停止)が繰り返
された場合には、エンジン2を始動して実際に発電され
るまである程度の時間遅れがあることから、バッテリ残
存容量SOCが低下してしまう虞がある。そこで、この
ような場合を考慮して、バッテリ残存容量SOCが30
%以下になったときには10kWの連続発電を行うよう
にしている。但し、この10kWの発電量はできるだけ
低騒音化を図るために必要最小限の値となっている。
SOCが回復して35%以上になれば第2発電モードか
ら第1発電モードに切り換え、40%以上になれば第1
発電モードから発電停止モードに切り換える。
態の発電制御装置によれば、車両が走行状態にあるとき
(走行モード時)には、バッテリ残存容量検出器13に
より検出したバッテリ残存容量SOCが第1の所定値で
ある60%以下のときに発電機8による発電を開始する
とともに、動力取り出し装置5が作業可能状態にあると
き(作業モード時)には、バッテリ残存容量SOCが上
記第1の所定値とは異なる第2の所定値である35%以
下のときに発電機8による発電を開始する。
走行を重視してバッテリ残存容量SOCが60%以下に
なった時点で発電を開始するのに対して、動力取り出し
装置5が作業可能状態にあるときには走行は重視せず、
発電を開始するバッテリ残存容量の設定値を変え(ここ
では35%)、できる限り発電をしない方向で発電制御
を行うことができるので非常に低騒音での作業が可能と
なる。
るときには、バッテリ残存容量SOCが上記第2の所定
値よりも小さい第3の所定値である30%以下になるま
で発電機8による発電を禁止するため、より低騒音での
作業が可能となる。
モータ回転数Nに応じてエンジン2の回転数を変えて発
電量を変えるようにした場合には、エンジン回転数の低
下により更に低騒音化を図ることができる。
作動状態(モータ1の停止状態と駆動状態)に応じてエ
ンジン2の作動と停止とが行われるため、作業者にとっ
て作業時のエンジン作動音のフィーリングがよい。
容量SOCが30%以下になるまで発電を禁止し、30
%以下になった時点で10kWの連続発電を行うことも
考えられるが、この場合には、バッテリ残存容量SOC
が30%以下になると、動力取り出し装置5の状態に係
わらず、常時、エンジン2が作動して発電を行うことに
なるため、動力取り出し装置の作動/待機に応じてエン
ジン回転数が上昇/アイドルに変化するエンジン駆動の
作業用特装車に比べて、エンジン作動音に対するフィー
リングが悪い。これに対して上記の場合には、通常、第
1発電モード(SOC30〜35%)において作業が行
われ、この第1発電モードでは動力取り出し装置5の作
動/待機に応じてエンジン2を駆動/停止するため、エ
ンジン作動音のフィーリングがよい。
に説明したように、第1発明のハイブリッド電気自動車
の発電制御装置によれば、アクチュエータがモータの駆
動力の出力先をプロペラシャフトにすることにより車両
が走行状態にあるときには、バッテリ残存容量検出手段
により検出したバッテリ残存容量が第1の所定値以下の
ときに発電機による発電を開始し、アクチュエータがモ
ータの駆動力の出力先を動力取り出し装置にすることに
より動力取り出し装置が作業可能状態にあるときには、
バッテリ残存容量が上記第1の所定値とは異なる第2の
所定値以下のときに上記発電機による発電を開始する。
走行を重視してバッテリ残存容量が第1の所定値以下に
なった時点で発電を開始するのに対して、動力取り出し
装置が作業可能状態にあるときには走行は重視せず、発
電を開始するバッテリ残存容量の設定値を変え、できる
限り発電をしない方向で発電制御を行うことができるの
で非常に低騒音での作業が可能となる。
の発電制御装置によれば、動力取り出し装置の作業可能
状態には待機状態と作動状態とがあり、動力取り出し装
置が待機状態にあるときには、バッテリ残存容量が上記
第2の所定値よりも小さい第3の所定値以下になるまで
発電機による発電を禁止するため、より低騒音での作業
が可能となる。
動車の発電制御装置の構成図である。
関係を示す説明図である。
関係を示す説明図である。
態の関係を示す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 エンジンにより駆動されて電力を発生す
る発電機と、 上記発電機で発生した電力を蓄積するバッテリと、 上記バッテリ又は上記発電機からの電力により作動して
車両の駆動系を駆動するモータと、上記モータの駆動力を上記車両の駆動輪に伝達するプロ
ペラシャフトと、 上記モータと上記車両の駆動輪との間に介装され上記モ
ータの駆動力を作業用として取り出す動力取り出し装置
と、上記モータの駆動力の出力先を上記動力取り出し装置に
するか上記プロペラシャフトにするかを切り換えるアク
チュエータと、 上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検
出手段と、上記アクチュエータが上記モータの駆動力の出力先を上
記プロペラシャフトにすることにより 上記車両が走行状
態にあるときには、上記バッテリ残存容量検出手段によ
り検出したバッテリ残存容量が第1の所定値以下のとき
に上記発電機による発電を開始し、上記アクチュエータ
が上記モータの駆動力の出力先を上記動力取り出し装置
にすることにより上記動力取り出し装置が作業可能状態
にあるときには、上記バッテリ残存容量が上記第1の所
定値とは異なる第2の所定値以下のときに上記発電機に
よる発電を開始する制御手段とを有することを特徴とす
るハイブリッド電気自動車の発電制御装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載するハイブリッド電気自
動車の発電制御装置において、 上記動力取り出し装置の作業可能状態は待機状態と作動
状態とを有し、 上記制御手段は、上記動力取り出し装置が待機状態にあ
るとき、上記バッテリ残存容量が上記第2の所定値より
も小さい第3の所定値以下になるまで上記発電機による
発電を禁止することを特徴とするハイブリッド電気自動
車の発電制御装置。
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