JP2000295708A - ハイブリッド電気自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電池からの発電要求に応じて電池
への充電効率の向上に寄与することができるハイブリッ
ド電気自動車を提供することにある。 【解決手段】 シリーズパラレル走行モード時に、バッ
テリ１９の充電状態を検出するようにしておき、バッテ
リ１９の充電状態が所定値以下になり発電要求（ステッ
プＳ１１０）がある場合に、車両の走行に必要な必要駆
動力Ｆに基づいて車両状態が力行か回生かを判断（ステ
ップＳ１４０）し、力行時にはパラレル走行モードに切
替制御（ステップＳ９０）し、中高速度域でかつ低負荷
域での力行時に、エンジン走行に必要に応じてモータ走
行を補助する。また、回生時にはシリーズ走行モードに
切替制御（ステップＳ７０）することで、中高速度域で
かつ低負荷域での回生時に、モータ走行を行って回生電
力を有効にバッテリ１９に回収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動力源として内燃
機関と電気モータを備えるハイブリッド型電気自動車に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ハイブリッド電気自動車として
は、特開平６−２２５４０３号公報に記載のものが提案
されている。このハイブリッド電気自動車においては、
低速度域では、モータのみで走行し、発電要求がある場
合には駆動軸から切り離されているエンジンで発電機を
駆動するというＳＨＥＶ走行を行っていた。

【０００３】また、中高速度域では、車両の要求駆動力
に応じて、要求駆動力が大きいときには基本的にエンジ
ン走行し、必要に応じてモータでアシストするＰＨＥＶ
走行を行っており、要求駆動力が小さいときにはＳＨＥ
Ｖ走行とＰＨＥＶ走行を切り替えて走行するＳＰＨＥＶ
走行を行っている。

【０００４】この場合、バッテリの充電量がある一定値
に達したときに、駆動軸からクラッチ等で切り離されて
いるエンジンが熱効率の良い回転領域で発電機を駆動す
る。そして、発電機で発電された電力はモータで消費さ
れるか、消費されなかった残電力はバッテリに充電され
ることになる。

【０００５】このように、エンジンの熱効率の悪い回転
領域ではモータで走行し、熱効率の良い回転領域では発
電を行なうことで、内燃機関の燃料消費を節減するとい
う利点を有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発電機
で発電された電力のうちのモータで消費されなかった残
電力だけでバッテリを充電した場合、バッテリが満充電
状態になるまでに相応の時間がかかり、発電量も多くな
るといった問題があった。この対策として、発電時間を
短くするために、発電量を大きくするには、発電機本体
が大きくなり車両重量を増すといった問題があった。

【０００７】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、電池からの発電要求に応じて電池へ
の充電効率の向上に寄与することができるハイブリッド
電気自動車を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、前車輪又は後車輪のいずれか
一方を駆動するモータと、モータが駆動していない他方
の車輪を駆動するエンジンと、エンジンの駆動力により
発電する発電機と、モータとの間で電力を充放電すると
ともに、発電機からの電力を充電する電池と、低速度域
ではモータ走行によるシリーズ走行モードに切替制御
し、中高速度域でかつ高負荷域ではエンジン走行に必要
に応じてモータ走行を補助するパラレル走行モードに切
替制御し、中高速度域でかつ低負荷域では前記シリーズ
走行モードと前記パラレル走行モードを切り替えるシリ
ーズパラレル走行モードに切替制御する制御手段とを備
えたハイブリッド電気自動車において、前記シリーズパ
ラレル走行モード時に、前記電池の充電状態を検出する
充電状態検出手段と、前記電池の充電状態が所定値以下
になった場合に、車両の走行に必要な必要駆動力に基づ
いて車両状態が力行か回生かを判断する判断手段を備
え、前記制御手段は、力行時には前記パラレル走行モー
ドに切替制御し、回生時には前記シリーズ走行モードに
切替制御することを要旨とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記制御手段は、前記力行時のパラレル走行モ
ード時において、モータ走行からエンジン走行に切り替
るとともに、発電機からの電力を電池に充電するように
制御することを要旨とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記回生時のシリアル走行モードにおいて、車
両の減速度が所定値よりも大きいかを判断する減速度判
断手段とを備え、前記制御手段は、車両の減速度が所定
値よりも小さいときには、発電機からの電力を電池に充
電するように制御することを要旨とする。

【００１１】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記制御手段は、車両の減速度が所定値よりも
大きいときには、発電機からの電力を電池に充電するこ
とを停止するように制御することを要旨とする。

【００１２】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、シリー
ズパラレル走行モード時に、電池の充電状態を検出する
ようにしておき、電池の充電状態が所定値以下になった
場合に、車両の走行に必要な必要駆動力に基づいて車両
状態が力行か回生かを判断し、力行時にはパラレル走行
モードに切替制御し、中高速度域でかつ低負荷域での力
行時に、エンジン走行に必要に応じてモータ走行を補助
することで、発電機からの電力を電池に充電するように
しているので、電池からの発電要求に応じて電池への充
電効率の向上に寄与することができる。また、回生時に
はシリーズ走行モードに切替制御することで、中高速度
域でかつ低負荷域での回生時に、モータ走行を行って回
生電力を有効に電池に回収するようにしているので、電
池への充電効率の向上に寄与することができる。

【００１３】また、請求項２記載の本発明によれば、力
行時のパラレル走行モード時において、モータ走行から
エンジン走行に切り替るとともに、発電機からの電力を
電池に充電するように制御することで、中高速度域でか
つ低負荷域での力行時にもエンジン走行を行って、電池
からの発電要求に応じて発電機からの電力を有効に電池
に回収するようにしているので、電池への充電効率の向
上に寄与することができる。

【００１４】また、請求項３記載の本発明によれば、中
高速度域でかつ低負荷域での回生時のシリアル走行モー
ドにおいて、車両の減速度が所定値よりも大きいかを判
断するようにしておき、車両の減速度が所定値よりも小
さいときには、モータ走行による回生電力の回収に加え
て、電池からの発電要求に応じて発電機からの電力を電
池に充電するように制御することで、電池への充電効率
の向上に寄与することができる。

【００１５】また、請求項４記載の本発明によれば、中
高速度域でかつ低負荷域での回生時のシリアル走行モー
ドにおいて、車両の減速度が所定値よりも大きいときに
は、発電機からの電力を電池に充電することを停止する
ように制御することで、発電機からの過大電力による充
電を一時的に停止でき、電池を保護することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態に
係るハイブリッド車両のシステム構成を示す図である。

【００１７】図１において、エンジン１は、動力を発生
する内燃機関であり、発電機３を駆動するとともに、ク
ラッチ５と変速機７と、ドライブシャフト９を介して前
輪タイヤ１１を駆動する。パワーケーブル１３は、発電
機コントローラ１５とモータコントローラ１７に対して
バッテリ１９を電気的に接続している。また、バッテリ
１９はパワーケーブル１３から発電機コントローラ１５
を介して発電機３に電気的に接続され、パワーケーブル
１３からモータコントローラ１７を介してモータ２１と
電気的に接続されている。さらに、モータ２１は、減速
機２３と、ドライブシャフト２５を介して後輪タイヤ２
７を駆動する。

【００１８】エンジンコントローラ３１は、アクセルセ
ンサ３３で検出されたアクセルペダルの踏み込み量を表
すアクセル信号や、回転センサ３５で検出されたエンジ
ンの回転数を表すエンジン回転数信号を入力してエンジ
ンの電子スロットル（図示せず）を制御する。また、エ
ンジンコントローラ３１は、クラッチ５の接続状態の有
無を記憶しており、メインコントローラ４５からのクラ
ッチ５の接続制御に応じてクラッチ５を接続する。

【００１９】発電機コントローラ１５は、内部のインバ
ータの動作を制御し、発電機３で発電された三相交流を
直流電力に変換してバッテリ１９に充電するとともに、
モータコントローラ１７を介してモータ２１に電力を供
給する。モータコントローラ１７は、内部のインバータ
の動作を制御し、バッテリ１９または発電機３から発電
機コントローラ１５を介して供給された直流電力を三相
交流に変換してモータ２１に供給する。

【００２０】バッテリコントローラ４１は、バッテリ１
９に取り付けてある電流センサや電圧センサや温度セン
サからの電流信号や電圧信号や温度信号を入力し、バッ
テリの電圧値と電流値に基づいて積算演算を行ってバッ
テリの充電状態（ＳＯＣ）を求め、さらに、求めた充電
状態をバッテリの温度に応じて補正して精度の高い充電
状態（ＳＯＣ）を算出する。そして、バッテリコントロ
ーラ４１は、バッテリ１９の充電状態が所定値以下に低
下した場合には、発電要求をメインコントローラ４５に
出力する。

【００２１】メインコントローラ４５は、バッテリ１９
の充電状態に応じて発電機コントローラ１５に発電開
始、発電停止等を表す制御信号を送る。また、メインコ
ントローラ４５は、車速センサ４７や車速センサ４９か
らそれぞれ入力される車速信号を判断して、低速度域で
はＳＨＥＶ走行を行うように制御し、中高速度域ではＰ
ＨＥＶ走行を行うように制御し、さらに、要求駆動力が
小さいときにはＰＳＨＥＶ走行を行うように制御する。

【００２２】次に、図２は、図１に示すハイブリッド車
両の出力区分を示す図であり、横軸に車速Ｖ、縦軸に駆
動力Ｆをとって示す。図２において、ＳＨＥＶ走行領域
は、クラッチ５を切り離してエンジン１が発電機３を駆
動して発電を行い、かつ、発電機３の出力を高くしてい
る領域であり、車両はモータ２１の出力のみで走行す
る。また、ＰＨＥＶ走行領域は、発電機３の出力を止
め、クラッチ５を変速機７に接続して基本的にエンジン
１の出力で走行する領域であり、必要に応じてモータ２
１でアシストする。

【００２３】さらに、ＳＰＨＥＶ走行領域は、要求駆動
力が小さいときにＳＨＥＶ走行とＰＨＥＶ走行を切り替
えて走行する領域である。このように車両負荷に応じて
発電機３の出力を切り替えることで、過剰の発電による
バッテリ１９への過充電を防止するとともに、エネルギ
ーロスを防ぐことができる。

【００２４】以下、図２に示す領域パターンでの各走行
制御について、図３に示すフローチャートを参照して説
明する。まず、ステップＳ１０では、アクセルセンサ３
３からのアクセル開度をエンジンコントローラ３１を介
してメインコントローラ４５に入力する。次に、ステッ
プＳ２０では、車速センサ４７，４９から車速信号をメ
インコントローラ４５に入力する。さらに、ステップＳ
３０では、回転センサ３５からのエンジン回転数をエン
ジンコントローラ３１を介してメインコントローラ４５
に入力する。

【００２５】ここで、ステップＳ４０では、アクセル開
度θ、車速Ｖに基づいて、車両の走行に必要な必要駆動
力Ｆを計算する。なお、メインコントローラ４５には、
アクセル開度θ及び車速Ｖに対応する予め定められた必
要駆動力Ｆが２次元マップ上に記憶されており、入力さ
れるアクセル開度θ及び車速Ｖに応じて必要駆動力Ｆを
読み出すようにしている。

【００２６】そして、ステップＳ５０，Ｓ６０では、車
両が図２に示すどの走行領域にあるかを判断する。すな
わち、ステップＳ５０では、現在の車速Ｖが基準値Ｖｍ
ｏｔ以下かどうかを判断する。現在の車速Ｖが基準値Ｖ
ｍｏｔ以下の場合には、ＳＨＥＶ走行領域にあるのでス
テップＳ７０に進み、一般的なシリーズ走行モード時の
ＳＨＥＶ走行制御を行なう。

【００２７】一方、車速Ｖが基準値Ｖｍｏｔより大きい
場合には、ステップＳ６０に進み、必要駆動力Ｆが基準
値Ｆｍｏｔ以下かどうかを判断する。必要駆動力Ｆが基
準値Ｆｍｏｔ以下の場合には、ＳＰＨＥＶ走行領域にあ
るのでステップＳ８０に進み、シリーズパラレル走行モ
ード時のＳＰＨＥＶ走行制御を行なう。

【００２８】他方、必要駆動力Ｆが基準値Ｆｍｏｔより
大きい場合には、ＰＨＥＶ走行領域にあるのでステップ
Ｓ９０に進み、パラレル走行モード時のＰＨＥＶ走行制
御を行なう。

【００２９】次に、ステップＳ６０で用いた判断基準と
なる基準値Ｆｍｏｔの求め方について説明する。 （１）エンジン直結走行の場合の燃料消費量 上述したステップＳ４０で求めておいた必要駆動力Ｆに
対して、エンジン回転数Ｎ1 は、車速Ｖ、エンジン側ト
ータルギヤ比γｅ、タイヤ動半径Ｒｔに基づいて、

【数１】 Ｎ1 ＝Ｖ・γｅ／（２π・Ｒｔ） ［ｒｐｓ］ (1) となる。

【００３０】また、トルクＴ1 は、必要駆動力Ｆ、タイ
ヤ動半径Ｒｔ、エンジン側トータルギヤ比γｅ、ギヤ効
率Ｅｇｅに基づいて、

【数２】 Ｔ1 ＝Ｆ・Ｒｔ／（γｅ・Ｅｇｅ） ［Ｎ・ｍ］ (2) となる。

【００３１】さらに、エンジンの仕事率Ｗ1 は、エンジ
ン回転数Ｎ1 、トルクＴ1 で決まるエンジン効率η1
（Ｎ1 ，Ｔ1 ）に基づいて、

【数３】 Ｗ1 ＝２π・Ｎ1 ・Ｔ1 ／｛η1 （Ｎ1 ，Ｔ1 ）｝ ＝Ｆ・Ｖ／｛Ｅｇｅ・η1 （Ｎ1 ，Ｔ1 ）｝ ［ｇ・ｓ］ (3) となる。

【００３２】（２）モータ（発電機の電力をバッテリを
介して消費）の場合の燃料消費量 上述したステップＳ４０で求めておいた必要駆動力Ｆに
対して、エンジン回転数Ｎ2 は、車速Ｖ、モータ側トー
タルギヤ比γｍ、タイヤ動半径Ｒｔに基づいて、

【数４】 Ｎ2 ＝Ｖ・γｍ／（２π・Ｒｔ） ［ｒｐｓ］ (4) となる。

【００３３】また、このときのトルクＴ2 は、必要駆動
力Ｆ、タイヤ動半径Ｒｔ、モータ側トータルギヤ比γ
ｍ、モータ側ギヤ効率Ｅｇｍに基づいて、

【数５】 Ｔ2 ＝Ｆ・Ｒｔ／（γｍ・Ｅｇｍ） ［Ｎ・ｍ］ (5) となる。

【００３４】ここで、この時のモータ出力Ｐｍとバッテ
リ出力Ｐｂａｔを求める。

【００３５】まず、モータ出力Ｐｍは、エンジン回転数
Ｎ2 、トルクＴ2 に基づいて、

【数６】 Ｐｍ＝２π・Ｎ2 ・Ｔ2 ［Ｗ］ (6) となる。

【００３６】また、バッテリ出力Ｐｂａｔは、モータ出
力Ｐｍ、モータ効率Ｅｍｏｔに基づいて、 Ｐｂａｔ＝Ｐｍ／（Ｅｍｏｔ） ［Ｗ］ (7) となる。

【００３７】ここで、発電機出力Ｐｇｅｎｅに対応する
バッテリ出力Ｐｂａｔの関係は、バッテリ放電効率Ｅｂ
ｄ、バッテリ充電効率Ｅｂｃに基づいて、

【数７】 Ｐｂａｔ＝Ｅｂｄ・Ｅｂｃ・Ｐｇｅｎｅ (8) となる。

【００３８】また、発電機出力Ｐｇｅｎｅは、発電時の
エンジン回転数Ｎ2e、トルクＴ2e、発電機効率Ｅｇｅｎ
ｅ、エンジン発電機間ギヤ効率Ｅｃｈに基づいて、

【数８】 Ｐｇｅｎｅ＝２π・Ｎ2e・Ｔ2e・Ｅｇｅｎｅ・Ｅｃｈ (9) となる。

【００３９】さらに、エンジンの仕事率Ｗ2 は、発電時
のエンジン回転数Ｎ2eとトルクＴ2eで決まるエンジン燃
料消費率η２（Ｎ2e，Ｔ2e）に基づいて、

【数９】 Ｗ2 ＝２π・Ｎ２・Ｔ２／｛η２（Ｎ２，Ｔ２）｝ ＝Ｐｇｅｎｅ／｛Ｅｇｅｎｅ・Ｅｃｈ・η２（Ｎ２，Ｔ２）｝ ＝Ｐｂａｔ／｛Ｅｇｅｎｅ・Ｅｃｈ・Ｅｂｄ・Ｅｂｃ・η２（Ｎ２，Ｔ２）｝ ＝２π・Ｎ２・Ｔ２／｛Ｅｇｅｎｅ・Ｅｃｈ・Ｅｂｄ・Ｅｂｃ・Ｅｍｏｔ・ η２（Ｎ２，Ｔ２）｝ ＝Ｆ・Ｖ／｛Ｅｇｅｎｅ・Ｅｃｈ・Ｅｂｄ・Ｅｂｃ・Ｅｍｏｔ・ Ｅｇｍ・η２（Ｎ２，Ｔ２）｝ (10) となる。

【００４０】（３）モータ走行（発電機の電力をバッテ
リを介さずに、そのまま消費）の場合の燃料消費量 エンジンの仕事率Ｗ3 は、(10)式において、バッテリ放
電効率Ｅｂｄ、バッテリ充電効率Ｅｂｃに対して、 Ｅｂｄ＝Ｅｂｃ＝１ として、

【数１０】 Ｗ3 ＝Ｆ・Ｖ／｛Ｅｇｅｎｅ・Ｅｃｈ・Ｅｍｏｔ・Ｅｇｍ・ η２（Ｎ２・Ｔ２）｝ (11) となる。

【００４１】（４）エンジン走行、モータ走行の優劣検
討 発電電力をバッテリに蓄え、この電力を後で使用する場
合は、バッテリの充放電効率を考慮しなければいけな
い。なお、バッテリ１９としてリチウム電池を用いる場
合には充放電効率が良いと考えられるので、この検討で
は考慮しないことにした。

【００４２】ここで、エンジン走行時のエンジンの仕事
率Ｗ1 と、モータ走行時のエンジンの仕事率Ｗ3 の関係
が、 Ｗ1 ＞Ｗ3 となる場合、エンジン走行の方が燃料が良いことを示
す。

【００４３】そこで、この関係式に(3) 式、(11)式を代
入すると、

【数１１】Ｗ1 ＞Ｗ3 Ｆ・Ｖ／｛Ｅｇｅ・η１（Ｎ１・Ｔ１）｝＞Ｆ・Ｖ／
｛Ｅｇｅｎｅ・Ｅｃｈ・Ｅｍｏｔ・Ｅｇｍ・η２（Ｎ２
・Ｔ２）｝ １／｛Ｅｇｅ・η１（Ｎ１・Ｔ１）｝＞１／｛Ｅｇｅｎ
ｅ・Ｅｃｈ・Ｅｍｏｔ・Ｅｇｍ・η２（Ｎ２・Ｔ２）｝ ここで、 Ｅｇｅ＝Ｅｇｍ＝０．９５ とすると、

【数１２】 １／｛η１（Ｎ１・Ｔ１）｝ ＞１／｛Ｅｇｅｎｅ・Ｅｃｈ・Ｅｍｏｔ・ η２（Ｎ２・Ｔ２）｝ (12) となる。

【００４４】ここで、１０−１５モード走行時の平均効
率（シミュレーション値）として、Ｅｇｅｎｅ、Ｅｍｏ
ｔの値に、 Ｅｇｅｎｅ＝０．８５ Ｅｍｏｔ＝０．８７ とし、さらに、Ｅｃｈ＝０．９５とした場合、(12)は、

【数１３】 １／｛η１（Ｎ１・Ｔ１）｝ ＞１．４２／｛η２（Ｎ２・Ｔ２）｝ (13) となる。

【００４５】ここで、燃料消費率ｂは、エンジン効率
η、ガソリンの発熱量Ｈｕに基づいて、

【数１４】 ｂ＝６３．２５×１００００／（η・Ｈｕ） ［ｇ／ｐｓｈ］ (14) となる。

【００４６】さらに、エンジン効率η１，η２をエンジ
ン燃料消費率ｂ１，ｂ２に変換すると、(13)式は、 ｂ１＞１．４２×ｂ２ となる。

【００４７】従って、エンジン走行時の燃料消費率ｂ１
の方が、発電時のエンジン燃料消費率ｂ２の１．４２倍
以上の場合、モータ走行の方が燃比が良いことになる。

【００４８】そこで、(2)式の左辺にあるトルクＴ1 を
基準値Ｔｍｏｔに、右辺にある必要駆動力Ｆを基準値Ｆ
ｍｏｔに替えると、基準値Ｔｍｏｔは、タイヤ動半径Ｒ
ｔ、ギヤ効率Ｅｇｅに基づいて、

【数１５】 Ｔｍｏｔ ＝Ｆｍｏｔ・Ｒｔ／（γｅ・Ｅｇｅ） ［Ｎ・ｍ］ (15) となる。

【００４９】この(15)式からトルクの基準値Ｆｍｏｔを
求めると、以下、図２に示す領域パターンでの各走行制
御について、図３に示すフローチャートを参照して説明
する。

【００５０】

【数１６】 Ｆｍｏｔ ＝Ｔｍｏｔ・γｅ・Ｅｇｅ／Ｒｔ ［Ｎ］ (16) となる。

【００５１】ここで、図４に、エンジンの燃料消費率マ
ップを示す。図４に示すエンジンの燃料消費率マップ上
から燃料消費率ｂ２が最良の点をそれぞれのエンジン回
転数毎に求め、その１．４２倍の点をトルクの基準値Ｔ
ｍｏｔとして求める。次に、このトルクの基準値Ｔｍｏ
ｔを(16)式に代入して、それぞれのエンジン回転数毎に
必要駆動力Ｆの基準値Ｆｍｏｔを求める。

【００５２】以上の結果に基づいて、図４に示すよう
に、エンジンの燃料消費率マップ上にエンジン走行、モ
ータ走行の切替点を表わすことができる。図４に示すよ
うに、エンジン走行、モータ走行を切り替えることで、
エンジンの燃料消費を節減することができる。

【００５３】次に、図３に戻り、必要駆動力Ｆが基準値
Ｆｍｏｔ以下の場合には、ステップＳ６０からステップ
Ｓ８０に進む。以下、図５〜図７に示すフローチャート
を参照して、各走行領域での詳しい制御内容について説
明する。ここで、図５を参照して、車両がＳＰＨＥＶ走
行領域にある場合の処理について説明する。

【００５４】まず、ステップＳ１１０では、バッテリコ
ントローラ４１から発電要求があるかどうかを判断す
る。発電要求がない場合には、ステップＳ７０に進み、
ＳＰＨＥＶ走行領域からＳＨＥＶ走行領域に制御を移行
する。

【００５５】一方、必要駆動力ＦがＳＰＨＥＶ走行領域
にあり、かつ、発電要求がある場合には、ステップＳ１
２０に進み、メインコントローラ４５は、ある時間間隔
Ｔｉのカウントを開始し、必要駆動力Ｆの変動を監視す
る。

【００５６】ここで、ステップＳ１３０では、時間間隔
Ｔｉ後の必要駆動力をＦｉとし、必要駆動力の変動値と
して、 変動値＝Ｆｉ−（Ｆi-1） を計算する。

【００５７】そして、ステップＳ１４０では、この変動
値の符号が、 Ｆｉ−（Ｆi-1）≧０ 正かどうかを判断する。

【００５８】必要駆動力の変動値の符号が正の場合に
は、車両は一定速走行もしくは加速走行を継続している
力行状態であるＰＨＥＶ走行領域にあると判断（車両状
態Ｒとする）し、ステップＳ９０に進む。

【００５９】一方、必要駆動力の変動値の符号が負の場
合には、車両は減速走行もしくは下り勾配走行を継続し
ている力行状態であるＳＨＥＶ走行領域にあると判断
（車両状態Ｋとする）し、ステップＳ７０に進む。

【００６０】ここで、図６を参照して、車両がＰＨＥＶ
走行領域にある場合の処理について説明する。まず、車
両がＰＨＥＶ走行領域にある場合、ステップＳ２１０で
は、クラッチ５が接続状態にあるかどうかを判断する。
クラッチ５が接続状態にある場合には、ステップＳ２４
０に進む。

【００６１】一方、クラッチ５が接続状態にない場合に
は、発電機３をモータとして駆動させエンジン回転数を
車軸回転数と合せる同期制御を行う。すなわち、回転セ
ンサ３５からのエンジン回転数とエンジン側トータルギ
ヤ比に基づいて相当する車速求め、車速センサ４７から
の車速との両者が所定範囲内に入るように発電機３を回
転制御する。

【００６２】そして、ステップＳ２３０では、エンジン
コントローラ３１からクラッチ５を制御してクラッチを
接続させる。

【００６３】そして、ステップＳ２４０では、バッテリ
コントローラ４１から発電要求があるかどうかを判断す
る。発電要求がある場合には、ステップＳ２５０に進
み、発電機コントローラ１５に発電制御指令を出力して
発電機コントローラ１５に発電制御を行わせる。

【００６４】このように、力行時のパラレル走行モード
時において、モータ走行からエンジン走行に切り替ると
ともに、発電機３からの電力をバッテリ１９に充電する
ように制御することで、中高速度域でかつ低負荷域での
力行時にもエンジン走行を行って、バッテリ１９からの
発電要求に応じて発電機３からの電力を有効にバッテリ
１９に回収するようにしているので、バッテリへの充電
効率の向上に寄与することができる。

【００６５】そして、ステップＳ２６０では、モータ２
１の駆動力を減少させつつエンジン１の駆動力を増加さ
せるミキシング制御を行う。すなわち、回転センサ３５
からのエンジン回転数とエンジン側トータルギヤ比に基
づいて相当する車速求め、車速センサ４７からの車速と
の両者が所定範囲内に入るように発電機３を回転制御す
る。

【００６６】そして、ステップＳ２７０では、エンジン
走行を行う。さらに、発電機３を駆動するのに必要な駆
動力分を増加させる。なお、この時に発電機３の出力を
エンジン１の最良燃費点で決めるか、発電機効率で決め
るかは任意である。

【００６７】また、ステップＳ２４０で、バッテリ１９
が満充電となりバッテリコントローラ４１から出力され
ていた発電要求が取り消された場合は、ステップＳ２６
０では、エンジン１の駆動力を減少させつつモータ２１
の駆動力を増加させるミキシング制御を行なう。この結
果、発電機３をモータとして駆動させクラッチ５を切り
離すときのショックをやわらげられる。

【００６８】ここで、図７を参照して、車両がＳＨＥＶ
走行領域にある場合の処理について説明する。まず、車
両がＳＨＥＶ走行領域にある場合、ステップＳ３１０で
は、クラッチ５が接続状態にあるかどうかを判断する。
クラッチ５が接続状態にある場合には、ステップＳ３２
０に進み、クラッチ５をＯＦＦ制御してクラッチ５を切
り離し、エンジン走行を中止する。

【００６９】そして、ステップＳ３３０では、バッテリ
コントローラ４１から発電要求があるかどうかを判断す
る。発電要求がある場合には、ステップＳ３４０に進
み、減速度αが所定値よりも大きいかどうかを判断す
る。

【００７０】すなわち、車速センサ４７，４９からの車
速信号をメインコントローラ４５に入力し、時間間隔Ｔ
ｉ毎に車速Ｖｉに対して、

【数１７】α＝（Ｖｉ−Ｖi-1）／（Ｔｉ−Ｔi-1） を算出し、所定値よりも大きいかを判断する。

【００７１】ここで、減速度αが所定値よりも小さい場
合には、ステップＳ３５０に進み、発電機コントローラ
１５に発電制御指令を出力して発電機コントローラ１５
に発電制御を行わせ、ステップＳ３７０に進む。この結
果、モータ走行時に、エンジンによる駆動力を発電機に
与えて発電させ、バッテリ及びモータに電力を供給する
ことができる。

【００７２】このように、中高速度域でかつ低負荷域で
の回生時のシリアル走行モードにおいて、車両の減速度
が所定値よりも大きいかを判断するようにしておき、車
両の減速度が所定値よりも小さいときには、モータ走行
による回生電力の回収に加えて、バッテリ１９からの発
電要求に応じて発電機からの電力をバッテリ及びモータ
に充電するように制御することで、エンジンの駆動力を
走行に用いないため、最も効率よく発電を行うことがで
き、バッテリへの充電効率の向上に寄与することができ
る。

【００７３】一方、減速度αが所定値よりも大きい場合
には、回生電力が大き過ぎるので、発電を停止、又は、
行なわないことする。ステップＳ３６０では、発電機コ
ントローラ１５に発電停止制御指令を出力し、発電機コ
ントローラ１５に発電制御を停止させ、ステップＳ３７
０に進む。

【００７４】このように、中高速度域でかつ低負荷域で
の回生時のシリアル走行モードにおいて、車両の減速度
が所定値よりも大きいときには、発電機からの電力をバ
ッテリ１９に充電することを停止するように制御するこ
とで、発電機からの過大電力による充電を一時的に停止
でき、バッテリを保護することができる。

【００７５】そして、ステップＳ３７０では、モータコ
ントローラ１７に出力制御指令を出力して回生モードに
移行する。ステップＳ３８０では、モータコントローラ
１７にモータ２１の出力制御を行わせる。この結果、モ
ータ２１のみで発電が行われる。

【００７６】このように、本実施の形態によれば、シリ
ーズパラレル走行モード時に、バッテリの充電状態を検
出するようにしておき、バッテリの充電状態が所定値以
下になった場合に、車両の走行に必要な必要駆動力Ｆに
基づいて車両状態が力行か回生かを判断し、力行時には
パラレル走行モードに切替制御し、中高速度域でかつ低
負荷域での力行時に、エンジン走行に必要に応じてモー
タ走行を補助することで、発電機からの電力をバッテリ
に充電するようにしているので、バッテリからの発電要
求に応じてバッテリへの充電効率の向上に寄与すること
ができる。

【００７７】また、回生時にはシリーズ走行モードに切
替制御することで、中高速度域でかつ低負荷域での回生
時に、モータ走行を行って回生電力を有効にバッテリに
回収するようにしているので、バッテリへの充電効率の
向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両
のシステム構成を示す図である。

【図２】ハイブリッド車両の出力区分を示す図である。

【図３】各走行領域での制御に移行するためのメインフ
ローである。

【図４】エンジンの燃料消費率マップを示す図である。

【図５】ＳＰＨＥＶ走行領域での詳しい制御内容を示す
フローチャートである。

【図６】ＰＨＥＶ走行領域での詳しい制御内容を示すフ
ローチャートである。

【図７】ＳＨＥＶ走行領域での詳しい制御内容を示すフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ３ 発電機 ５ クラッチ５ ７ 変速機７ ９ ドライブシャフト １１ 前輪タイヤ １３ パワーケーブル １５ 発電機コントローラ １７ モータコントローラ １９ バッテリ ２１ モータ ２３ 減速機 ２５ ドライブシャフト ２７ 後輪タイヤ ３１ エンジンコントローラ ３３ アクセルセンサ ３５ 回転センサ ４１ バッテリコントローラ ４５ メインコントローラ ４７ 車速センサ ４９ 車速センサ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｆ０２Ｄ 29/06 Ｄ 29/06 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者 高橋 和也 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 田原 雅彦 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 Ｆターム(参考） 3D039 AA00 AB27 AC01 AD11 3D041 AB01 AC10 AC14 AD00 AD51 AE00 AE02 AE14 3D043 AA00 AB01 EA00 EA02 EA05 EB03 EB07 EB12 EE06 EF09 EF21 3G093 AA04 AA07 AA16 CB02 CB03 CB07 DB00 DB05 DB19 DB20 DB21 EB00 EB02 EB09 EC01 FA11 5H115 PA08 PA11 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PU08 PU24 PU27 PV09 QE02 QE03 QE08 QE10 QI04 QN03 RB08 RE06 RE13 SE02 SE04 SE05 SE06 SE09 TB01 TE02 TE05 TI02 TI05 TI06 TI10 TO02 TO05 TO21 TO30 TU16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前車輪又は後車輪のいずれか一方を駆動
   するモータと、 モータが駆動していない他方の車輪を駆動するエンジン
   と、 エンジンの駆動力により発電する発電機と、 モータとの間で電力を充放電するとともに、発電機から
   の電力を充電する電池と、 低速度域ではモータ走行によるシリーズ走行モードに切
   替制御し、中高速度域でかつ高負荷域ではエンジン走行
   に必要に応じてモータ走行を補助するパラレル走行モー
   ドに切替制御し、中高速度域でかつ低負荷域では前記シ
   リーズ走行モードと前記パラレル走行モードを切り替え
   るシリーズパラレル走行モードに切替制御する制御手段
   とを備えたハイブリッド電気自動車において、 前記シリーズパラレル走行モード時に、 前記電池の充電状態を検出する充電状態検出手段と、 前記電池の充電状態が所定値以下になった場合に、車両
   の走行に必要な必要駆動力に基づいて車両状態が力行か
   回生かを判断する判断手段を備え、 前記制御手段は、 力行時には前記パラレル走行モードに切替制御し、回生
   時には前記シリーズ走行モードに切替制御することを特
   徴とするハイブリッド電気自動車。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、 前記力行時のパラレル走行モード時において、モータ走
   行からエンジン走行に切り替るとともに、発電機からの
   電力を電池に充電するように制御することを特徴とする
   請求項１記載のハイブリッド電気自動車。
3. 【請求項３】 前記回生時のシリアル走行モードにおい
   て、車両の減速度が所定値よりも大きいかを判断する減
   速度判断手段とを備え、 前記制御手段は、 車両の減速度が所定値よりも小さいときには、発電機か
   らの電力を電池に充電するように制御することを特徴と
   する請求項１記載のハイブリッド電気自動車。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、 車両の減速度が所定値よりも大きいときには、発電機か
   らの電力を電池に充電することを停止するように制御す
   ることを特徴とする請求項３記載のハイブリッド電気自
   動車。