JP5136612B2 - ハイブリッド車の発電制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド車の発電制御装置に関する。
エンジンとモータとを動力源とするハイブリッド車には、モータのみを作動して（エンジンは停止して）、車両を駆動する「ＥＶモード」があり、その際、モータは、バッテリに充電された電気を用いている。このようなハイブリッド車においては、エンジン及びジェネレータにより発電し、発電した電気を、インバータを介して、バッテリに充電している（特許文献１）。
通常のハイブリッド車において、「ＥＶモード」での走行等、バッテリから大きな出力が必要な場合、その可否は、バッテリのＳＯＣ（State of Charge；充電率）に左右され、ＳＯＣが低い場合には実施不可となる。従って、「ＥＶモード」での走行等、バッテリから大きな出力が必要な場合には、所望の時間内に所定のＳＯＣまで充電できることが望まれている。
一方、プラグインハイブリッド車と呼ばれる車両においては、車両外部からバッテリへの充電を可能としており、家庭用電源からの充電が可能であると共に、急速充電器が備えられた設備では、急速充電が可能である。しかしながら、家庭用電源からは数ｋＷ程度しか充電できないため、充電に長い時間がかかってしまい、所望の時間内に充電することは難しい。又、家庭用電源や急速充電器が無い環境では、通常のハイブリッド車と同様であり、このような環境においても、所望の時間内に所定のＳＯＣまで充電できることが望まれている。
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、所望の時間内に所定の充電率まで充電することができるハイブリッド車の発電制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する第１の発明に係るハイブリッド車の発電制御装置は、
エンジンにより発電機を駆動し、前記発電機により発電した電気をバッテリに充電するハイブリッド車であって、
前記ハイブリッド車のシフト位置を検知するシフト位置検知手段と、
前記ハイブリッド車のブレーキがオンかオフかを検知するブレーキ検知手段と、
前記エンジン及び前記発電機による前記バッテリへの充電を開始させる充電開始手段と、
前記ハイブリッド車に対する設定を増減する操作を行う増減操作手段と、
前記エンジン及び前記発電機による発電の制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記シフト位置が非走行位置であり、かつ、前記ブレーキがオンであり、かつ、前記充電開始手段が操作されたとき、前記エンジン及び前記発電機による前記バッテリへの充電を開始すると共に、前記バッテリへの充電の開始後、前記増減操作手段が増操作されたとき、前記発電の発電時間を増加する設定を行い、前記増減操作手段が減操作されたとき、前記発電時間を減少する設定を行い、前記エンジン及び前記発電機による発電を、設定した前記発電時間で行うことを特徴とする。
エンジンにより発電機を駆動し、前記発電機により発電した電気をバッテリに充電するハイブリッド車であって、
前記ハイブリッド車のシフト位置を検知するシフト位置検知手段と、
前記ハイブリッド車のブレーキがオンかオフかを検知するブレーキ検知手段と、
前記エンジン及び前記発電機による前記バッテリへの充電を開始させる充電開始手段と、
前記ハイブリッド車に対する設定を増減する操作を行う増減操作手段と、
前記エンジン及び前記発電機による発電の制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記シフト位置が非走行位置であり、かつ、前記ブレーキがオンであり、かつ、前記充電開始手段が操作されたとき、前記エンジン及び前記発電機による前記バッテリへの充電を開始すると共に、前記バッテリへの充電の開始後、前記増減操作手段が増操作されたとき、前記発電の発電時間を増加する設定を行い、前記増減操作手段が減操作されたとき、前記発電時間を減少する設定を行い、前記エンジン及び前記発電機による発電を、設定した前記発電時間で行うことを特徴とする。
上記課題を解決する第２の発明に係るハイブリッド車の発電制御装置は、
上記第１の発明に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記制御手段は、前記増減操作手段の減操作が所定時間以上継続したとき、前記エンジン及び前記発電機による前記バッテリへの充電を停止することを特徴とする。
上記第１の発明に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記制御手段は、前記増減操作手段の減操作が所定時間以上継続したとき、前記エンジン及び前記発電機による前記バッテリへの充電を停止することを特徴とする。
上記課題を解決する第３の発明に係るハイブリッド車の発電制御装置は、
上記第１又は第２の発明に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記制御手段は、前記バッテリの充電可能容量を前記発電時間で除算して、単位時間当たりの最大充電可能電力を求めると共に、前記最大充電可能電力と前記バッテリの受入可能電力とを比較し、前記最大充電可能電力が受入可能電力以下であるときには、前記発電の発電電力として、前記最大充電可能電力を設定し、前記最大充電可能電力が受入可能電力を超えたときには、前記発電電力として、前記受入可能電力を設定し、前記エンジン及び前記発電機による発電を、設定した前記発電電力で行うことを特徴とする。
上記第１又は第２の発明に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記制御手段は、前記バッテリの充電可能容量を前記発電時間で除算して、単位時間当たりの最大充電可能電力を求めると共に、前記最大充電可能電力と前記バッテリの受入可能電力とを比較し、前記最大充電可能電力が受入可能電力以下であるときには、前記発電の発電電力として、前記最大充電可能電力を設定し、前記最大充電可能電力が受入可能電力を超えたときには、前記発電電力として、前記受入可能電力を設定し、前記エンジン及び前記発電機による発電を、設定した前記発電電力で行うことを特徴とする。
上記課題を解決する第４の発明に係るハイブリッド車の発電制御装置は、
上記第３の発明に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの回転数とトルクに対する燃費効率の効率マップと前記エンジンの回転数とトルクに対する前記発電機での発電電力の出力曲線とを重ね合わせたマップを予め有し、
設定された前記発電電力に基づき、前記マップから燃費効率が最も良い前記エンジンの回転数とトルクとを決定し、当該回転数及びトルクを用いて、前記エンジンを制御し、前記発電機を駆動することを特徴とする。
上記第３の発明に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの回転数とトルクに対する燃費効率の効率マップと前記エンジンの回転数とトルクに対する前記発電機での発電電力の出力曲線とを重ね合わせたマップを予め有し、
設定された前記発電電力に基づき、前記マップから燃費効率が最も良い前記エンジンの回転数とトルクとを決定し、当該回転数及びトルクを用いて、前記エンジンを制御し、前記発電機を駆動することを特徴とする。
上記課題を解決する第５の発明に係るハイブリッド車の発電制御装置は、
上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記増減操作手段は、シフトを増減する操作を行うパドルシフトであることを特徴とする。
上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記増減操作手段は、シフトを増減する操作を行うパドルシフトであることを特徴とする。
第１の発明によれば、シフト位置が非走行位置であり、かつ、ブレーキがオンであり、かつ、充電開始手段（例えば、充電開始スイッチ）が操作されたとき、エンジン及び発電機によるバッテリへの充電を開始すると共に、バッテリへの充電の開始後、増減操作手段が増操作されたとき、発電時間を増加する設定を行い、増減操作手段が減操作されたとき、発電時間を減少する設定を行うので、所望の発電時間を設定することができ、所望の時間内に所定のＳＯＣまで充電できる。その結果、早急に所定のＳＯＣまで充電したい場合には、発電時間を短くする設定を行えば、大きな発電電力で充電を行うことができ、又、静かな環境で充電したい場合には、発電時間を長くする設定を行い、小さな発電電力で、つまり、エンジンの騒音を抑えて、充電を行うことができる。
第２の発明によれば、増減操作手段の減操作が所定時間以上継続したとき、バッテリへの充電を停止するので、ドライバが充電を停止したいときには、充電を停止することができる。
第３の発明によれば、バッテリの充電可能容量を、設定した発電時間で除算して、単位時間当たりの最大充電可能電力を求めると共に、最大充電可能電力とバッテリの受入可能電力とを比較した後、発電に用いる発電電力を設定するので、バッテリの受入可能電力を超えない最大の発電電力で発電することになり、所望の時間内に所定のＳＯＣまで充電できると共に、過剰な発電を防止し、無駄な燃料消費を抑制して、効率的に充電を行うことができる。
第４の発明によれば、設定された発電電力に基づき、マップから燃費効率が最も良いエンジンの回転数とトルクとを決定し、当該回転数及びトルクを用いて、エンジンを制御し、発電機を駆動するので、無駄な燃料消費を抑制して、効率的に充電を行うことができる。
第５の発明によれば、増減操作手段として、既存のパドルシフトを用いるので、製造コストを抑制することができ、又、簡単な操作で所望の発電時間を設定できる。
以下、本発明に係るハイブリッド車の発電制御装置について、図１〜図６を参照して説明を行う。
［実施例１］
本実施例のハイブリッド車の発電制御装置において、車両１０は、図１に示すように、エンジン１１とモータ（モータジェネレータ１２）とを動力源とするハイブリッド車である。具体的には、車両駆動を行うと共に発電の動力源となるエンジン１１と、エンジン１１を動力源として発電を行う発電機（モータジェネレータ１２）と、直流−交流変換を行うインバータ１３を介して、モータジェネレータ１２により発電された電気を充電するバッテリ１４と、インバータ１３を介して、バッテリ１４から電気を供給して、車両駆動を行うモータジェネレータ１２とを有している。
本実施例のハイブリッド車の発電制御装置において、車両１０は、図１に示すように、エンジン１１とモータ（モータジェネレータ１２）とを動力源とするハイブリッド車である。具体的には、車両駆動を行うと共に発電の動力源となるエンジン１１と、エンジン１１を動力源として発電を行う発電機（モータジェネレータ１２）と、直流−交流変換を行うインバータ１３を介して、モータジェネレータ１２により発電された電気を充電するバッテリ１４と、インバータ１３を介して、バッテリ１４から電気を供給して、車両駆動を行うモータジェネレータ１２とを有している。
なお、本実施例では、一例として、モータと発電機を兼用するモータジェネレータを用いているが、本発明は、モータと発電機とを独立して備えた構成であっても適用可能である。又、ハイブリッド車としては、車両１０外部の家庭用電源や急速充電器からバッテリ１４への充電を可能とするプラグインハイブリッド車であってもよい。
そして、エンジン１１、モータジェネレータ１２、インバータ１３、バッテリ１４等は、通信線（例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）等）を用いて、ＥＣＵ（Electronics Control Unit；制御手段）１６と接続されており、ＥＣＵ１６は、通信線を用いて、エンジン１１、モータジェネレータ１２、インバータ１３、バッテリ１４等の状態を検知し、検知した状態に基づいて、エンジン１１、モータジェネレータ１２、インバータ１３、バッテリ１４等の制御を行っている。なお、バッテリ１４については、バッテリ１４の管理を行うＢＭＵ（Battery Management Unit）１５を介して、ＥＣＵ１６と接続されており、ＢＭＵ１５は、バッテリ１４の電圧、温度、電流を監視して、ＳＯＣを算出し（充電率算出手段）、ＥＣＵ１６へは、電圧、温度、電流に加えて、ＳＯＣも通知している。
又、ＥＣＵ１６は、様々な操作機器の操作状態も検知しており、本実施例の場合、強制的にエンジン１１を駆動させて、モータジェネレータ１２により発電された電気のバッテリ１４への充電を開始させる充電スイッチ２０（充電開始手段）、シフトを増減する操作を行うパドルシフト２１（増減操作手段）、ブレーキがオンかオフかを検知可能なパーキングブレーキ２２（ブレーキ検知手段）、シフト位置を検知するシフト２３（シフト位置検知手段）を有し、これらの操作状態を検知することにより、後述する発電制御を行っている。なお、一定の条件下でパドルシフト２１が操作された際に、充電開始手段として機能させて、強制的にエンジン１１を駆動させてもよい。つまり、充電スイッチ２０とパドルシフト２１とを共用化してもよい。
なお、本実施例では、増減操作手段の一例として、パドルシフトを用いているが、車両１０に対する設定を段階的に増減操作可能なものであれば、他のものでもよく、例えば、クルーズコントロールの操作スイッチ等も使用可能である。又、ブレーキ検知手段としては、パーキングブレーキ（ハンドブレーキ）に限らず、ブレーキペダルであってもよい。
ここで、本実施例の制御について、ＥＣＵ１６における制御ブロックを図２に示し、その概略を説明する。
ＥＣＵ１６には、発電制御の実施判定を行う発電制御実施判定部３１と、発電制御における発電電力を演算する発電電力演算部３２と、発電電力の時間設定を行う時間設定部３３とが設けられている。
発電制御実施判定部３１には、充電スイッチ２０からの操作信号ａ０、パドルシフト２１からのパドルシフト信号ａ１、パーキングブレーキ２２からのブレーキスイッチ信号ａ２、シフト２３からのシフトポジション信号ａ３及びＢＭＵ１５からの電池ＳＯＣ値ａ４が入力される（図１も参照）。又、発電制御実施判定部３１には、発電時間の前回値ａ７が入力されると共に、時間設定部３３で設定された今回の発電時間が入力される。そして、これらの入力値に基づいて、発電制御の実施判定が行われ、発電制御判定フラグｂ１として、出力される。この発電制御の実施判定については、後述する図３のフローチャートを用いて説明する。
又、発電電力演算部３２には、時間設定部３３で設定された今回の発電時間、ＢＭＵ１５からの電池ＳＯＣ値ａ４、電池電圧ａ５及び電池温度ａ６が入力される（図１も参照）。そして、これらの入力値に基づいて、所望の発電電力が演算されて、エンジン１１へのエンジントルクｂ２、インバータ１３へのジェネレータトルクｂ３として、出力される。この発電電力の演算については、後述する図５のフローチャートを用いて説明する。
又、時間設定部３３には、パドルシフト２１からのパドルシフト信号ａ１が入力され、この入力に基づいて、今回の発電時間が設定される。この発電時間の設定については、後述する図４のフローチャートを用いて説明する。
まず、図３に示すフローチャートを参照して、図１、図２に示したハイブリッド車の発電制御装置における発電制御の実施判定を説明する。
（ステップＳ１）
ＥＣＵ１６において、発電制御を実施しているかどうか確認し、実施していなければ、ステップＳ２へ進み、実施していれば、ステップＳ６へ進む。なお、以下のステップＳ２〜Ｓ４は、発電制御の実施条件を確認する手順であり、ステップＳ６〜Ｓ１０は、発電制御の解除条件を確認する手順である。
ＥＣＵ１６において、発電制御を実施しているかどうか確認し、実施していなければ、ステップＳ２へ進み、実施していれば、ステップＳ６へ進む。なお、以下のステップＳ２〜Ｓ４は、発電制御の実施条件を確認する手順であり、ステップＳ６〜Ｓ１０は、発電制御の解除条件を確認する手順である。
（ステップＳ２）
発電制御を実施していない場合には、シフト２３からのシフトポジション信号ａ３が非走行ポジションであるかどうか確認し、非走行ポジションであれば、ステップＳ３へ進み、非走行ポジションでなければ、一連の制御を終了する。非走行ポジションとしては、「Ｐ」；パーキングポジション、「Ｎ」；ニュートラルポジションが該当する。
発電制御を実施していない場合には、シフト２３からのシフトポジション信号ａ３が非走行ポジションであるかどうか確認し、非走行ポジションであれば、ステップＳ３へ進み、非走行ポジションでなければ、一連の制御を終了する。非走行ポジションとしては、「Ｐ」；パーキングポジション、「Ｎ」；ニュートラルポジションが該当する。
（ステップＳ３）
シフト２３が非走行ポジションであれば、更に、パーキングブレーキ２２からのブレーキスイッチ信号ａ２が「ＯＮ」であるかどうか確認し、「ＯＮ」であれば、つまり、ブレーキがかかっていれば、ステップＳ４へ進み、「ＯＮ」でなければ、一連の制御を終了する。
パーキングブレーキ２２をブレーキ検知手段として使用する場合には、発電制御モードが「ＯＮ」なった後、ドライバが車両を離れることが可能である。一方、ブレーキペダルをブレーキ検知手段として使用する場合には、発電制御モードが「ＯＮ」なった後、ドライバが車両を離れることを考慮して、発電制御の開始条件を判定するときに、ブレーキスイッチ信号が「ＯＮ」、即ち、ブレーキペダルを踏んでいればよい。但し、この場合、発電制御の解除条件を判定するときには、後述するように、ブレーキペダルの再操作が条件の１つとなる。
シフト２３が非走行ポジションであれば、更に、パーキングブレーキ２２からのブレーキスイッチ信号ａ２が「ＯＮ」であるかどうか確認し、「ＯＮ」であれば、つまり、ブレーキがかかっていれば、ステップＳ４へ進み、「ＯＮ」でなければ、一連の制御を終了する。
パーキングブレーキ２２をブレーキ検知手段として使用する場合には、発電制御モードが「ＯＮ」なった後、ドライバが車両を離れることが可能である。一方、ブレーキペダルをブレーキ検知手段として使用する場合には、発電制御モードが「ＯＮ」なった後、ドライバが車両を離れることを考慮して、発電制御の開始条件を判定するときに、ブレーキスイッチ信号が「ＯＮ」、即ち、ブレーキペダルを踏んでいればよい。但し、この場合、発電制御の解除条件を判定するときには、後述するように、ブレーキペダルの再操作が条件の１つとなる。
（ステップＳ４）
パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」であれば、更に、充電スイッチ２０からの操作信号ａ０が「ＯＮ」されたかどうか確認し、「ＯＮ」であれば、ステップＳ５へ進み、「ＯＮ」でなければ、一連の制御を終了する。
なお、充電スイッチ２０とパドルシフト２１とを共用化したときには、パドルシフト２１の「＋」レバー、「−」レバーのいずれを「ＯＮ」としても、ＥＣＵ１６は、パドルシフト信号ａ１が「ＯＮ」されたと判断し、パドルシフト信号ａ１が「ＯＮ」であれば、ステップＳ５へ進み、「ＯＮ」でなければ、一連の制御を終了する。又、このときは、シフト２３が非走行ポジションであり、かつ、パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」であるので、通常のパドルシフト２１の機能、即ち、シフト位置を操作する機能は停止し、その代わりに、発電制御モードの開始条件の１つとしている。
パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」であれば、更に、充電スイッチ２０からの操作信号ａ０が「ＯＮ」されたかどうか確認し、「ＯＮ」であれば、ステップＳ５へ進み、「ＯＮ」でなければ、一連の制御を終了する。
なお、充電スイッチ２０とパドルシフト２１とを共用化したときには、パドルシフト２１の「＋」レバー、「−」レバーのいずれを「ＯＮ」としても、ＥＣＵ１６は、パドルシフト信号ａ１が「ＯＮ」されたと判断し、パドルシフト信号ａ１が「ＯＮ」であれば、ステップＳ５へ進み、「ＯＮ」でなければ、一連の制御を終了する。又、このときは、シフト２３が非走行ポジションであり、かつ、パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」であるので、通常のパドルシフト２１の機能、即ち、シフト位置を操作する機能は停止し、その代わりに、発電制御モードの開始条件の１つとしている。
（ステップＳ５）
ステップＳ２〜Ｓ４の条件が全て成立すれば、つまり、シフト２３が非走行ポジションであり、かつ、パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」であり、かつ、充電スイッチ２０（パドルシフト２１）が「ＯＮ」されれば、発電制御が実施可と判定され、発電制御モードが「ＯＮ」となり、ＥＣＵ１６（発電制御実施判定部３１）から発電制御判定フラグｂ１が出力されて、発電制御が実施されることになる。逆に言えば、ステップＳ２〜Ｓ４の条件のいずれか１つでも成立しない場合は、発電制御が実施不可であり、発電制御モードが「ＯＮ」となることはない。
ステップＳ２〜Ｓ４の条件が全て成立すれば、つまり、シフト２３が非走行ポジションであり、かつ、パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」であり、かつ、充電スイッチ２０（パドルシフト２１）が「ＯＮ」されれば、発電制御が実施可と判定され、発電制御モードが「ＯＮ」となり、ＥＣＵ１６（発電制御実施判定部３１）から発電制御判定フラグｂ１が出力されて、発電制御が実施されることになる。逆に言えば、ステップＳ２〜Ｓ４の条件のいずれか１つでも成立しない場合は、発電制御が実施不可であり、発電制御モードが「ＯＮ」となることはない。
（ステップＳ６）
一方、発電制御を実施している場合には、シフト２３からのシフトポジション信号ａ３が走行ポジションであるかどうか確認し、走行ポジションでなければ、ステップＳ７へ進み、走行ポジションであれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。
一方、発電制御を実施している場合には、シフト２３からのシフトポジション信号ａ３が走行ポジションであるかどうか確認し、走行ポジションでなければ、ステップＳ７へ進み、走行ポジションであれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。
（ステップＳ７）
シフト２３が走行ポジションでなければ、更に、パーキングブレーキ２２からのブレーキスイッチ信号ａ２が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」へ変化したか確認し、変化していなければ、ステップＳ８へ進み、変化していれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。
なお、ブレーキペダルをブレーキ検知手段として使用する場合には、ブレーキペダルの再操作が解除条件となり、ブレーキペダルからのブレーキスイッチ信号が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」へ変化したか確認し、変化していなければ、ステップＳ８へ進み、変化していれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。
シフト２３が走行ポジションでなければ、更に、パーキングブレーキ２２からのブレーキスイッチ信号ａ２が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」へ変化したか確認し、変化していなければ、ステップＳ８へ進み、変化していれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。
なお、ブレーキペダルをブレーキ検知手段として使用する場合には、ブレーキペダルの再操作が解除条件となり、ブレーキペダルからのブレーキスイッチ信号が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」へ変化したか確認し、変化していなければ、ステップＳ８へ進み、変化していれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。
（ステップＳ８）
パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」へ変化していなければ、更に、ＢＭＵ１５から入力された電池ＳＯＣ値ａ４が、予め設定した所定値（Ｃoff）以上であるかどうか確認し、所定値以上でなければ、ステップＳ９へ進み、所定値以上であれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。つまり、電池ＳＯＣ値ａ４が所定値（Ｃoff）以上となれば、自動的に発電制御モードが解除されることになる。なお、所定値（Ｃoff）としては、例えば、「ＥＶモード」での走行が可能な充電率６０％以上の数値を設定すればよい。
パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」へ変化していなければ、更に、ＢＭＵ１５から入力された電池ＳＯＣ値ａ４が、予め設定した所定値（Ｃoff）以上であるかどうか確認し、所定値以上でなければ、ステップＳ９へ進み、所定値以上であれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。つまり、電池ＳＯＣ値ａ４が所定値（Ｃoff）以上となれば、自動的に発電制御モードが解除されることになる。なお、所定値（Ｃoff）としては、例えば、「ＥＶモード」での走行が可能な充電率６０％以上の数値を設定すればよい。
（ステップＳ９）
電池ＳＯＣ値ａ４が所定値以上でなければ、更に、発電制御モード「ＯＮ」後の経過時間Ｔが、時間設定部３３で設定された今回の発電時間Ｔgを超えたかどうかを確認し、Ｔ＞Ｔgでなければ、ステップＳ１０へ進み、Ｔ＞Ｔgであれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。つまり、充電している時間が設定した発電時間Ｔgを超えれば、自動的に発電制御モードが解除されることになる。
電池ＳＯＣ値ａ４が所定値以上でなければ、更に、発電制御モード「ＯＮ」後の経過時間Ｔが、時間設定部３３で設定された今回の発電時間Ｔgを超えたかどうかを確認し、Ｔ＞Ｔgでなければ、ステップＳ１０へ進み、Ｔ＞Ｔgであれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。つまり、充電している時間が設定した発電時間Ｔgを超えれば、自動的に発電制御モードが解除されることになる。
（ステップＳ１０）
Ｔ＞Ｔgでなければ、更に、パドルシフト２１の「−」レバーが所定時間以上継続して「ＯＮ」であるかどうか確認し、所定時間以上継続して「ＯＮ」でなければ、そのまま、一連の制御を終了し、所定時間以上継続して「ＯＮ」であれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。
Ｔ＞Ｔgでなければ、更に、パドルシフト２１の「−」レバーが所定時間以上継続して「ＯＮ」であるかどうか確認し、所定時間以上継続して「ＯＮ」でなければ、そのまま、一連の制御を終了し、所定時間以上継続して「ＯＮ」であれば、ステップＳ１１へ進み、発電制御モードを解除して、一連の制御を終了する。
（ステップＳ１１）
ステップＳ６〜Ｓ１０の条件のいずれか１つが成立すれば、即ち、シフト２３が走行ポジションであるか、又は、パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」へ変化するか、又は、電池ＳＯＣ値ａ４が所定値以上であるか、又は、経過時間Ｔ＞発電時間Ｔgであるか、又は、パドルシフト２１の「−」レバーが所定時間以上継続して「ＯＮ」されれば、発電制御が実施不可と判定され、発電制御モードが解除されることになる。逆に言えば、ステップＳ６〜Ｓ１０の条件が全て成立しない場合は、発電制御が実施可であり、発電制御モードの「ＯＮ」状態が維持される。
ステップＳ６〜Ｓ１０の条件のいずれか１つが成立すれば、即ち、シフト２３が走行ポジションであるか、又は、パーキングブレーキ２２が「ＯＮ」から「ＯＦＦ」へ変化するか、又は、電池ＳＯＣ値ａ４が所定値以上であるか、又は、経過時間Ｔ＞発電時間Ｔgであるか、又は、パドルシフト２１の「−」レバーが所定時間以上継続して「ＯＮ」されれば、発電制御が実施不可と判定され、発電制御モードが解除されることになる。逆に言えば、ステップＳ６〜Ｓ１０の条件が全て成立しない場合は、発電制御が実施可であり、発電制御モードの「ＯＮ」状態が維持される。
次に、図４に示すフローチャートを参照して、図１、図２に示したハイブリッド車の発電制御装置における発電時間の演算を説明する。
（ステップＳ２１）
ＥＣＵ１６において、発電制御モード「ＯＮ」であるかどうか確認し、「ＯＮ」であれば、ステップＳ２２へ進み、「ＯＮ」でなければ、ステップＳ２８へ進む。なお、以降の制御において、発電制御モード「ＯＮ」のときには、通常のパドルシフト２１の機能、即ち、シフト位置を操作する機能は停止し、その代わりに、発電時間を増減操作する機能として用いている。
ＥＣＵ１６において、発電制御モード「ＯＮ」であるかどうか確認し、「ＯＮ」であれば、ステップＳ２２へ進み、「ＯＮ」でなければ、ステップＳ２８へ進む。なお、以降の制御において、発電制御モード「ＯＮ」のときには、通常のパドルシフト２１の機能、即ち、シフト位置を操作する機能は停止し、その代わりに、発電時間を増減操作する機能として用いている。
（ステップＳ２２）
発電制御モード「ＯＮ」であれば、発電時間初期値として、［Ｔg＝Ｔini］が設定され、ステップＳ２３へ進む。
発電制御モード「ＯＮ」であれば、発電時間初期値として、［Ｔg＝Ｔini］が設定され、ステップＳ２３へ進む。
（ステップＳ２３）
パドルシフト２１の「＋」レバーが「ＯＮ」されたかどうか確認し、「ＯＮ」されれば、ステップＳ２４へ進み、「ＯＮ」されていなければ、ステップＳ２５へ進む。
パドルシフト２１の「＋」レバーが「ＯＮ」されたかどうか確認し、「ＯＮ」されれば、ステップＳ２４へ進み、「ＯＮ」されていなければ、ステップＳ２５へ進む。
（ステップＳ２４）
パドルシフト２１の「＋」レバーが「ＯＮ」されれば、つまり、増操作されれば、発電時間を加算し、［Ｔg＝Ｔg＋Ｔp］と増加する設定を行う。例えば、発電制御モード「ＯＮ」後、初めて、パドルシフト２１の「＋」レバーを「ＯＮ」とする場合、つまり、１回目であれば、［Ｔg＝Ｔini＋Ｔp］となる。又、続けて、パドルシフト２１の「＋」レバーを「ＯＮ」とする場合、つまり、２回目であれば、［Ｔg＝Ｔini＋Ｔp＋Ｔp］となる。なお、加算値Ｔpは正の値である。
パドルシフト２１の「＋」レバーが「ＯＮ」されれば、つまり、増操作されれば、発電時間を加算し、［Ｔg＝Ｔg＋Ｔp］と増加する設定を行う。例えば、発電制御モード「ＯＮ」後、初めて、パドルシフト２１の「＋」レバーを「ＯＮ」とする場合、つまり、１回目であれば、［Ｔg＝Ｔini＋Ｔp］となる。又、続けて、パドルシフト２１の「＋」レバーを「ＯＮ」とする場合、つまり、２回目であれば、［Ｔg＝Ｔini＋Ｔp＋Ｔp］となる。なお、加算値Ｔpは正の値である。
（ステップＳ２５）
パドルシフト２１の「＋」レバーが「ＯＮ」されていなければ、その「−」レバーが「ＯＮ」されたかどうか確認し、「ＯＮ」されれば、ステップＳ２６へ進み、「ＯＮ」されていなければ、ステップＳ２７へ進む。
パドルシフト２１の「＋」レバーが「ＯＮ」されていなければ、その「−」レバーが「ＯＮ」されたかどうか確認し、「ＯＮ」されれば、ステップＳ２６へ進み、「ＯＮ」されていなければ、ステップＳ２７へ進む。
（ステップＳ２６）
パドルシフト２１の「−」レバーが「ＯＮ」されれば、つまり、減操作されれば、発電時間を減算し、［Ｔg＝Ｔg＋Ｔm］と減少する設定を行う。例えば、発電制御モード「ＯＮ」後、初めて、パドルシフト２１の「−」レバーを「ＯＮ」とする場合、つまり、１回目であれば、［Ｔg＝Ｔini＋Ｔm］となる。又、続けて、パドルシフト２１の「−」レバーを「ＯＮ」とする場合、つまり、２回目であれば、［Ｔg＝Ｔini＋Ｔm＋Ｔm］となる。なお、減算値Ｔmは負の値である。
パドルシフト２１の「−」レバーが「ＯＮ」されれば、つまり、減操作されれば、発電時間を減算し、［Ｔg＝Ｔg＋Ｔm］と減少する設定を行う。例えば、発電制御モード「ＯＮ」後、初めて、パドルシフト２１の「−」レバーを「ＯＮ」とする場合、つまり、１回目であれば、［Ｔg＝Ｔini＋Ｔm］となる。又、続けて、パドルシフト２１の「−」レバーを「ＯＮ」とする場合、つまり、２回目であれば、［Ｔg＝Ｔini＋Ｔm＋Ｔm］となる。なお、減算値Ｔmは負の値である。
（ステップＳ２７）
パドルシフト２１の「＋」レバーが「ＯＮ」されておらず、かつ、その「−」レバーも「ＯＮ」されていなければ、発電時間としては、前回の充電時に用いた前回値を保持し、［Ｔg＝Ｔg（前回値）］とする。
パドルシフト２１の「＋」レバーが「ＯＮ」されておらず、かつ、その「−」レバーも「ＯＮ」されていなければ、発電時間としては、前回の充電時に用いた前回値を保持し、［Ｔg＝Ｔg（前回値）］とする。
（ステップＳ２８）
一方、発電制御モード「ＯＮ」でなければ、発電停止状態であり、［Ｔg＝０］が設定される。
一方、発電制御モード「ＯＮ」でなければ、発電停止状態であり、［Ｔg＝０］が設定される。
次に、図５に示すフローチャート及び図６に示すマップ図を参照して、図１、図２に示したハイブリッド車の発電制御装置における発電電力の演算を説明する。
（ステップＳ３１）
ＥＣＵ１６において、発電制御モード「ＯＮ」であるかどうか確認し、「ＯＮ」であれば、ステップＳ３２へ進み、「ＯＮ」でなければ、ステップＳ３６へ進む。
ＥＣＵ１６において、発電制御モード「ＯＮ」であるかどうか確認し、「ＯＮ」であれば、ステップＳ３２へ進み、「ＯＮ」でなければ、ステップＳ３６へ進む。
（ステップＳ３２）
発電制御モード「ＯＮ」であれば、パドルシフト２１の「＋」レバー又は「−」レバーが「ＯＮ」されたかどうか確認し、いずれか一方が「ＯＮ」されていれば、ステップＳ３３、Ｓ３４へ進み、どちらも「ＯＮ」されていなければ、ステップＳ３５へ進む。
発電制御モード「ＯＮ」であれば、パドルシフト２１の「＋」レバー又は「−」レバーが「ＯＮ」されたかどうか確認し、いずれか一方が「ＯＮ」されていれば、ステップＳ３３、Ｓ３４へ進み、どちらも「ＯＮ」されていなければ、ステップＳ３５へ進む。
（ステップＳ３３）
パドルシフト２１の「＋」レバー又は「−」レバーのいずれか一方が「ＯＮ」されていれば、図４で説明したように、新たな発電時間Ｔgが設定されている。従って、この発電時間Ｔg（ｈ）を用いて、単位時間当たりの最大充電可能電力Ｐt（ｋＷ）を演算する。具体的には、バッテリ１４の充電可能容量をＣc（ｋＷｈ）とするとき、［最大充電可能電力Ｐt＝充電可能容量をＣc／発電時間Ｔg］により求める。
パドルシフト２１の「＋」レバー又は「−」レバーのいずれか一方が「ＯＮ」されていれば、図４で説明したように、新たな発電時間Ｔgが設定されている。従って、この発電時間Ｔg（ｈ）を用いて、単位時間当たりの最大充電可能電力Ｐt（ｋＷ）を演算する。具体的には、バッテリ１４の充電可能容量をＣc（ｋＷｈ）とするとき、［最大充電可能電力Ｐt＝充電可能容量をＣc／発電時間Ｔg］により求める。
（ステップＳ３４）
そして、ステップＳ３３で求めた最大充電可能電力Ｐtに基づいて、発電電力Ｐgが決定される。具体的には、バッテリ１４の受入可能電力Ｐbを超えないようにするため、最大充電可能電力Ｐtが受入可能電力Ｐb以下であるときは、求めた最大充電可能電力Ｐtが設定され、最大充電可能電力Ｐtが受入可能電力Ｐbを超えたときは、受入可能電力Ｐbが設定される。
そして、ステップＳ３３で求めた最大充電可能電力Ｐtに基づいて、発電電力Ｐgが決定される。具体的には、バッテリ１４の受入可能電力Ｐbを超えないようにするため、最大充電可能電力Ｐtが受入可能電力Ｐb以下であるときは、求めた最大充電可能電力Ｐtが設定され、最大充電可能電力Ｐtが受入可能電力Ｐbを超えたときは、受入可能電力Ｐbが設定される。
（ステップＳ３５）
パドルシフト２１の「＋」レバー、「−」レバーのどちらも「ＯＮ」されていなければ、図４で説明したように、発電時間Ｔgは前回の発電時間Ｔgとなり、発電電力Ｐgも前回の発電電力Ｐgが設定される。
パドルシフト２１の「＋」レバー、「−」レバーのどちらも「ＯＮ」されていなければ、図４で説明したように、発電時間Ｔgは前回の発電時間Ｔgとなり、発電電力Ｐgも前回の発電電力Ｐgが設定される。
（ステップＳ３６）
一方、発電制御モード「ＯＮ」でなければ、発電停止状態であり、図４でも説明したように、発電時間は［Ｔg＝０］であり、発電電力も［Ｐg＝０］となる。
一方、発電制御モード「ＯＮ」でなければ、発電停止状態であり、図４でも説明したように、発電時間は［Ｔg＝０］であり、発電電力も［Ｐg＝０］となる。
図４、図５に示した手順により、発電制御モード「ＯＮ」状態において、パドルシフト２１の「＋」レバー、「−」レバーを利用することにより、発電時間の増減の設定をドライバに可能とし、設定した発電時間に対応して、受入可能電力Ｐbを超えない最大の発電電力Ｐgが設定されて、発電が行われることになる。これにより、一度設定してしまえば、設定の変更や充電の停止が必要ない限り、ドライバは何の操作もする必要はなく、電池ＳＯＣ値ａ４が予め設定した所定値（Ｃoff）以上となれば、又は、発電制御モード「ＯＮ」後の経過時間Ｔが設定した発電時間Ｔgを超えれば、自動的に終了することになる。
又、周辺環境に応じて、ドライバが発電時間を設定可能となる。例えば、住宅街等の静かな環境では、発電時間を長くする設定を行えば、発電電力が減少し、エンジン１１からの騒音を低減した状態で充電可能であり、又、騒音を考慮しなくてもよい環境であって、早急に充電したい場合には、発電時間を短くする設定を行えば、発電電力を増加し、モータジェネレータ１２からの出力を大きくして、早急に充電可能である。
そして、発電制御モード「ＯＮ」の場合、以上の手順により設定された発電電力Ｐgに基づき、図６に示すマップ図を用いて、燃費効率が良い運転点を算出し、算出された運転点の条件で、エンジン１１、モータジェネレータ１２、インバータ１３が制御されて、発電が行われ、その後、図３で説明したように、所低のＳＯＣに到達したとき、又は、設定した発電時間Ｔgが経過したときに、自動的に発電制御モードが解除され、充電が終了する。このように算出された運転点は、同一の発電電力において最も燃費効率が良い運転条件となる。なお、図６は、エンジン１１の回転数及びトルクに対して、エンジン１１の燃費効率マップと発電機（モータジェネレータ１２）における発電電力の出力曲線とを重ね合わせたマップ図である。
例えば、図６に示すマップ図において、発電電力Ｐg＝１０ｋＷの場合、一番良い燃費効率は２０％程度であり、この条件の運転点、即ち、太線上の運転点の回転数及びトルクを用いて、発電が行われる。又、発電電力Ｐg＝４０ｋＷの場合、一番良い燃費効率は３５％程度であり、この条件の運転点、即ち、太線上の運転点の回転数及びトルクを用いて、発電が行われる。
上述した制御では、設定した発電時間Ｔgに対応して、バッテリ１４が受け入れ可能な（受入可能電力Ｐbを超えない）最大の発電電力Ｐgが設定されるので、その発電時間Ｔg内で最大の発電電力で充電することになる。従って、できるだけ早急にＥＶモードでの走行を行いたいとき、急速充電器がない環境でも、エンジン１１を使用して発電することで、数十ｋＷの電力でバッテリ１４に充電することができ、数ｋＷ程度でしか充電できない家庭用電源からの充電と比較して、短時間で所望のＳＯＣまで充電することができる。
なお、充電開始後、設定した発電時間Ｔgより早く、所望のＳＯＣに到達する見込みの場合には、設定した発電時間Ｔgの間継続して発電する、より小さい発電電力に切り換えて、充電を継続するようにしてもよい。この場合、より低いエンジン回転で発電を行うことになるので、周辺環境を考慮して、発電電力を制御することになる。
本発明は、ハイブリッド車に好適なものである。
１１ エンジン
１２ モータジェネレータ
１３ インバータ
１４ バッテリ
１６ ＥＣＵ
２０ 充電スイッチ
２１ パドルシフト
２２ パーキングブレーキ
２３ シフト
１２ モータジェネレータ
１３ インバータ
１４ バッテリ
１６ ＥＣＵ
２０ 充電スイッチ
２１ パドルシフト
２２ パーキングブレーキ
２３ シフト
Claims (5)
- エンジンにより発電機を駆動し、前記発電機により発電した電気をバッテリに充電するハイブリッド車であって、
前記ハイブリッド車のシフト位置を検知するシフト位置検知手段と、
前記ハイブリッド車のブレーキがオンかオフかを検知するブレーキ検知手段と、
前記エンジン及び前記発電機による前記バッテリへの充電を開始させる充電開始手段と、
前記ハイブリッド車に対する設定を増減する操作を行う増減操作手段と、
前記エンジン及び前記発電機による発電の制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記シフト位置が非走行位置であり、かつ、前記ブレーキがオンであり、かつ、前記充電開始手段が操作されたとき、前記エンジン及び前記発電機による前記バッテリへの充電を開始すると共に、前記バッテリへの充電の開始後、前記増減操作手段が増操作されたとき、前記発電の発電時間を増加する設定を行い、前記増減操作手段が減操作されたとき、前記発電時間を減少する設定を行い、前記エンジン及び前記発電機による発電を、設定した前記発電時間で行うことを特徴とするハイブリッド車の発電制御装置。 - 請求項１に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記制御手段は、前記増減操作手段の減操作が所定時間以上継続したとき、前記エンジン及び前記発電機による前記バッテリへの充電を停止することを特徴とするハイブリッド車の発電制御装置。 - 請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記制御手段は、前記バッテリの充電可能容量を前記発電時間で除算して、単位時間当たりの最大充電可能電力を求めると共に、前記最大充電可能電力と前記バッテリの受入可能電力とを比較し、前記最大充電可能電力が受入可能電力以下であるときには、前記発電の発電電力として、前記最大充電可能電力を設定し、前記最大充電可能電力が受入可能電力を超えたときには、前記発電電力として、前記受入可能電力を設定し、前記エンジン及び前記発電機による発電を、設定した前記発電電力で行うことを特徴とするハイブリッド車の発電制御装置。 - 請求項３に記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記制御手段は、前記エンジンの回転数とトルクに対する燃費効率の効率マップと前記エンジンの回転数とトルクに対する前記発電機での発電電力の出力曲線とを重ね合わせたマップを予め有し、
設定された前記発電電力に基づき、前記マップから燃費効率が最も良い前記エンジンの回転数とトルクとを決定し、当該回転数及びトルクを用いて、前記エンジンを制御し、前記発電機を駆動することを特徴とするハイブリッド車の発電制御装置。 - 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のハイブリッド車の発電制御装置において、
前記増減操作手段は、シフトを増減する操作を行うパドルシフトであることを特徴とするハイブリッド車の発電制御装置。
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