JP3734140B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置に係り、特にエンジンに直結されて駆動機能及び発電機能を有する電動発電機と、この電動発電機に駆動電力を供給するとともに電動発電機の発電電力によって充電される電池とを設け、この電池の管理をするハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両には、燃料の燃焼によって駆動するエンジンに電気エネルギで駆動して発電機能を有する電動発電機（以下「モータ」という）を直結して設けた、いわゆるハイブリッド車両がある。このハイブリッド車両は、エンジン及びモータの運転状態を制御する制御手段としてのエンジン制御手段及びモータ制御手段を備え、運転時にエンジン及びモータの運転状態を夫々のエンジン制御手段及びモータ制御手段が検出し、このエンジン及びモータの運転状態を関連して制御することにより、要求される性能（燃費や排気有害成分値、動力性能等）を高次元で達成している。この場合に、モータに駆動電力を供給するとともにモータの発電電力により充電される電池を設け、また、この電池によってモータを所要に駆動発電・駆動禁止するために、所要の残存容量が必要であり、このために、電池を管理している。
【０００３】
このようなハイブリッド車両の制御装置としては、例えば、特開平１１−１３６８０８号公報に開示されている。この公報に記載のものは、ハイブリッド車両において、バッテリ状態判別手段と発電電力決定手段とを設け、バッテリの過充電と過放電とを防止しつつ、車両の所要動力性能を満たすように発電電力を制御するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、ハイブリッド車両の制御装置において、電池は、温度・電流・電圧等の各種パラメータを常時監視し、適正な充電状態を維持するように制御され、このために、これら温度・電流・電圧等の各種パラメータの検出機能を必要とし、この検出結果からモータをどのように制御するのかを決定しているので、電池を管理するシステムが、ハード面・ソフト面で複雑で且つ高価になるという不都合があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、車両に搭載したエンジンに直結され且つ駆動機能及び発電機能を有する電動発電機を設け、この電動発電機に駆動電力を供給するとともに前記電動発電機の発電電力によって充電される電池を設けたハイブリッド車両の制御装置において、前記電動発電機の運転停止時に前記電池の電池開放電圧を検出し、この電池開放電圧に応じて予め条件判定に使用する上限電圧及び下限電圧を含む複数の制限電圧を電圧パラメータとして設定する通常制御モードと、前記電池開放電圧が前記通常制御モード時よりも高い場合に前記電圧パラメータの値を固定値に設定する放電制御モードと、前記通常制御モードから前記放電制御モードへは、前記電池開放電圧が前記電圧パラメータに依存しないで設定された値よりも高い値で所定時間以上続いた場合に移行する第１設定条件とを有する制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明は、電動発電機の運転停止時に電池の電池開放電圧を検出し、この電池開放電圧に応じて予め条件判定に使用する上限電圧及び下限電圧を含む複数の制限電圧を電圧パラメータとして設定する通常制御モードと、電池開放電圧が通常制御モード時よりも高い場合に電圧パラメータの値を固定値に設定する放電制御モードと、通常制御モードから放電制御モードへは、電池開放電圧が電圧パラメータに依存しないで設定された値よりも高い値で所定時間以上続いた場合に移行する第１設定条件とを有していることから、電圧パラメータを放電傾向（電動発電機の駆動を優先）となる値に固定し、電池状態が良いときに、一定量の放電を行うまでの任意の期間だけ電動発電機を駆動して、燃費を向上するとともに、モータアシストの効果をより多く体感させて運転性能を向上し、また、電池の過充電を防止するとともに電池の電圧状態が確実に高い場合にのみ放電制御モードを適用させて過放電を防止して、適正な充放電によって電池の寿命を向上し、更に、ハード面・ソフト面でシステムの簡素化を図って電池管理をすることができる。
【０００７】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜１６は、この発明の実施例を示すものである。図１６において、２はハイブリッド車両（以下「車両」という）（図示せず）に搭載されるエンジン、４は電動発電機（以下「モータ」という）、６はクラッチ、８は変速機、１０は制御装置である。エンジン２は、燃料の燃焼によって駆動するものである。モータ４は、電気エネルギで駆動して発電機能を有するものであり、エンジン２のクランク軸（図示せず）に直結して設けられている。クラッチ６は、変速機８側へのエンジン出力を伝達・遮断するものである。
【０００８】
エンジン２には、発電用のオルタネータ１２とエアコン（Ａ／Ｃ）用のエアコンコンプレッサ１４と始動用のスタータモータ１６とが設けられ、また、サブラジエータ１８と電動水ポンプ２０とが設けられている。オルタネータ１２とエアコンコンプレッサ１４とは、クランクプーリに巻掛けたベルト（図示せず）で駆動される。スタータモータ１６は、クランク軸側のリングギヤ（図示せず）に噛み合うピニオンギヤを有し、ギヤ機構を介してフライホイール（図示せず）に連結されている。
【０００９】
エンジン２及びモータ４には、制御手段２２が連絡している。この制御手段２２は、エンジン制御手段２４とモータ制御手段２６とを備えている。エンジン制御手段２４には、副電池２８（１２Ｖ）が連絡している。また、この副電池２８には、オルタネータ１２とスタータモータ１６とサブラジエータ１８と電動水ポンプ２０とが連絡している。
【００１０】
モータ制御手段２６には、モータ４が連絡している。また、このモータ制御手段２６には、主電池（１９２Ｖ）３０が連絡している。この主電池３０は、一般的な鉛蓄電池であり、モータ制御手段２６に連絡して、モータ４に駆動電力を供給するとともに、モータ４の発電電力によって充電されるものである。
【００１１】
モータ制御手段２６には、図１５、１６に示す如く、モータ制御部３２と、モータ駆動部３４と、入出力処理部（インターフェイス）３６と、主電池状態管理部３８と、フェイルセイフ部４０、インバータ４２と、再始動制御部４４とが備えられている。
【００１２】
このモータ制御手段２６には、入力側に、イグニションスイッチ４６と、吸気圧センサ４８と、水温センサ５０と、車速センサ５２と、ブレーキスイッチ５４と、アクセルセンサ５６と、クラッチセンサ５８と、スタータスイッチ６０と、主電池電圧検出器６２と、エンジン回転数センサ６４と、エンジン負荷センサ６６と、補助（ＡＵＸ）センサ６８と、アイドルスイッチ７０とが連絡し、出力側には、モータ駆動部３４及び再始動制御部４４に連絡したモータ４と、再始動制御部４４に連絡したスタータモータ１６とが連絡している。
【００１３】
モータ制御手段２６は、モータ４に駆動電力を供給するとともにモータ４の発電電力により充電される主電池３０の主電池電圧を検出する主電池電圧検出器６２から主電池電圧信号を入力し、この検出された主電池電圧により主電池３０の状態を主電池状態管理部３８により管理するように制御する。
【００１４】
モータ４の制御状態としては、図１４に示す如く、例えば、９種類あり、第１の▲１▼として、共通マップ制御：加速アシスト、減速回生発電（弱回生）…モード５があり、第２の▲２▼として、減速回生発電（強回生）…モード８があり、第３の▲３▼として、モータ運転停止（各移行条件成立待ち状態）があり、第４の▲４▼として、アイドリング発電…モード６（Ａ：停止中）、モード７（Ｂ：走行中）があり、第５の▲５▼として、特例制御の特例１（発進アシスト）…モード１があり、第６の▲６▼として、特例制御の特例２（始動アシスト）…モード２（待ち）、モード３（実行）があり、第７の▲７▼として、特例制御の特例３（アイドル回転数安定化アシスト）…モード４があり、第８の▲８▼として、中回生発電制御…モード９があり、そして、第９の▲９▼として、エンジン強制停止制御…モード１０がある。
【００１５】
このモータ４の制御状態は、車両の運転状態によって図１４のように遷移するものである。つまり、モータ４の制御状態の第１の▲１▼、第２の▲２▼、第４の▲４▼、第８の▲８▼の各実施中に、制御状態の第５の▲５▼、第６の▲６▼、第７の▲７▼、第９の▲９▼の移行条件が成立した時には、制御状態の第１の▲１▼、第２の▲２▼、第４の▲４▼、第８の▲８▼を強制解除し、制御状態の第３の▲３▼のモータ運転停止を経由して、制御状態の第５の▲５▼、第６の▲６▼、第７の▲７▼、第９の▲９▼に移行する。また、特例制御（特例１、２）は、他の特例制御に直接移行しない。制御状態の第５の▲５▼、第６の▲６▼、第７の▲７▼、第９の▲９▼は、移行後で、解除条件が成立するまでは他の制御状態に移行しない。但し、特例制御の特例３に限っては、解除条件の成立前に特例１の移行条件が成立した場合には、特例１に移行する。
【００１６】
モータ制御手段２６は、モータ４の運転停止時に電池の電池開放電圧として主電池３０の主電池開放電圧を検出し（図８参照）、この主電池開放電圧に応じて電圧パラメータを設定する通常制御モードと、主電池開放電圧が通常制御モード時よりも高い場合に電圧パラメータの値を固定値に設定する放電制御モードとを有するものである。ここで、主電池開放電圧とは、モータ４の駆動運転及び発電運転が停止しているときに検出した主電池３０の電圧である。通常制御モードは、設定した一定の制御動作（発電・駆動）を行うものである（図４参照）。放電制御モードは、主電池開放電圧状態によって制御の実施を判定し、主電池３０の放電（モータ４の駆動）を優先させるように、主電池３０を使用するが、充電を行わないものである（図５参照）。電圧パラメータは、上下限電圧、駆動係数、発電係数である（図９〜１２参照）。電圧パラメータの値を固定値にするとは、各種電圧パラメータの値を確定することである（図２参照）。
【００１７】
また、モータ制御手段２６は、通常制御モードから放電制御モードへの移行条件を、主電池開放電圧が第１設定条件を満足した時とするものである。ここで、主電池開放電圧が第１設定条件を満足した時とは、一定時間（１０００ｍｓｅｃ）継続毎において、主電池開放電圧の確定値が設定された値である判定電圧（２０２Ｖ）以上の状態で、設定した判定カウンタ値（１０回）まで連続した時である（図４参照）。
【００１８】
更に、モータ制御手段２６は、放電制御モードから通常制御モードへの移行条件を、モータ４の駆動運転時において、主電池３０の電圧が第２設定条件を満足した時又は第３設定条件を満足した時のいずれかの条件を満足した時とするものである。ここで、主電池３０の電圧が第２設定条件を満足した時とは、モータ４の駆動運転中の主電池３０の電圧が下限電圧（１８５Ｖ）以下の時である（図５参照）。主電池３０の電圧が第３設定条件を満足した時とは、一定時間（１０００ｍｓｅｃ）継続毎において、主電池開放電圧の確定値が判定電圧（１９７Ｖ）未満の状態で、設定した判定カウンタ値（７回）まで連続した時である（図６参照）。
【００１９】
更にまた、モータ制御手段２６は、放電制御モードを、少なくとも加速アシスト時に用いるものである（図３のモード５を参照）。
【００２０】
また、モータ制御手段２６は、放電制御モード中に主電池３０の電圧が下限電圧を下回ったら降下フラグをセットし、この降下フラグがセットされている時には、放電制御モードが実施可能かどうかの判定を行わないものである（図５参照）。
【００２１】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００２２】
先ず、主電池管理制御モードの通常制御モードを、図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００２３】
図７に示す如く、通常制御モードのプログラムがスタートすると（ステップ１０２）、マップの検索をし、トルク指令＝０％か否かを判断する（ステップ１０４）。ここで、トルク指令＝０％とは、モータ４を運転停止させる指令を出すことである（図４、５参照）。
【００２４】
このステップ１０４がＮＯで、トルク指令≠０％の場合には、一定時間（１０００ｍｓｅｃ）のカウントを解除する（ステップ１０６）。ここで、トルク指令≠０％とは、モータ４を運転（駆動又は発電）させる指令を出すことである（図４、５参照）。
【００２５】
このステップ１０４がＹＥＳで、トルク指令＝０％の場合には、一定時間の１０００ｍｓｅｃが継続したか否かを判断する（ステップ１０８）。
【００２６】
このステップ１０８がＮＯの場合には、一定時間のカウントを継続する（ステップ１１０）。
【００２７】
このステップ１０８がＹＥＳの場合には、主電池開放電圧を確定し（ステップ１１２）、各テーブル（図９、１０参照）を検索して駆動係数・回生係数を確定し（ステップ１１４）、そして、各テーブル（図１１、１２）を検索して上限・下限電圧を確定する（ステップ１１６）。
【００２８】
前記ステップ１０６、１１０、１１６の後は、制御モードがモード３、４、６、７か否かを判断する（ステップ１１８）。
【００２９】
このステップ１１８がＮＯの場合には、モータ駆動か否かを判断する（ステップ１２０）。
【００３０】
このステップ１２０でＹＥＳの場合には、マップトルク×駆動係数の計算をする（ステップ１２２）。一方、このステップ１２０がＮＯの場合には、マップトルク×回生係数の計算をする（ステップ１２４）。
【００３１】
このステップ１２２、１２４の後は、トルクリミットの処理をし、計算トルク値を求める（ステップ１２６）。
【００３２】
このステップ１２６の後は、電圧制限係数を算出する（ステップ１２８）。
【００３３】
そして、計算トルク値×電圧制限係数の処理をする（ステップ１３０）。
【００３４】
このステップ１３０の後、及び、前記ステップ１１８がＹＥＳの場合には、このプログラムをリターンする（ステップ１３２）。
【００３５】
以下に、この主電池管理制御モードの通常制御モードについて、詳細に説明をする。
【００３６】
通常制御モードにおける主電池電圧管理制御の基本的な動作としては、以下の第１〜第６がある。即ち、第１に、モータ運転停止中の主電池３０の電圧である主電池開放電圧を検出する。例えば、主電池開放電圧が制御用確定値（１９７Ｖ）か否か、つまり、主電池開放電圧：制御用確定値（１９７Ｖ）を検出する。第２に、この制御用確定値（１９７Ｖ）によってモータ運転時上限電圧を設定する。例えば、モータ運転時上限電圧を２１０Ｖに設定する。この設定したモータ運転時上限電圧（２１０Ｖ）を、上限電圧テーブル検索値とする。第３に、前記制御用確定値（１９７Ｖ）によってモータ運転時下限電圧を設定する。例えば、モータ運転時下限電圧を１８０Ｖに設定する。この設定したモータ運転時下限電圧（１８０Ｖ）を、下限電圧テーブル検索値とする。第４に、前記制御用確定値（１９７Ｖ）によってトルク指令制限係数を設定する。例えば、駆動時トルク指令制限係数を０．８に設定する。この設定した駆動時トルク指令制限係数（０．８）を、駆動時制限係数テーブル検索値とする。また、発電時トルク指令制限係数を１．５に設定する。この設定した発電時トルク指令制限係数（１．５）を、発電時制限係数テーブル検索値とする。第５に、モータ運転開始として、前記第２、第３、第４の基本動作の手順のモータ運転制限による補正を実施したトルク指令により、モータ４の運転を行う。第６に、モータ運転停止として、前記第１の基本動作の手順に戻る。以上の第１〜第６の基本動作により、主電池３０の管理を実施する。但し、前記第２〜第４の基本動作（各制限値の設定）は、後述する主電池開放電圧の値の確定（固定）毎に行うものとし、モータ運転停止状態においては、前記第１〜第４の基本動作の手順を繰り返し行うものとする。
【００３７】
前記主電池開放電圧の検出においては、上述の如く、主電池電圧にて主電池３０の充電・放電に制限をかけるが、制御の基本とする電圧は、主電池開放電圧とする。これは、モータ運転時の主電池電圧は、運転出力、内部抵抗、電池温度、放電深度等の影響によって支配要素が多く、制御に反映させた場合に、制御値（各制限値等）が不連続に大きく変化することが考えられ、制御が収束しないで不安定になる可能性があるためであり、主電池開放電圧のみを制御に反映させることとした。
【００３８】
但し、主電池開放電圧も、モータ運転直後には、過渡状態となることから、制御の応答速度を落として（なまし状態）、収束性を高めて安定させるために、主電池開放電圧の検出から制御用開放電圧の確定を、以下のように行うものとする。
【００３９】
つまり、主電池開放電圧の検出・確定においては、定時間隔のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換によって検出される主電池開放電圧を、モータ運転停止時、つまり、トルク指令：０％時に、確定処理する。
【００４０】
この主電池開放電圧の確定処理においては、図８に示す如く、モータ運転停止状態が一定時間としての１０００ｍｓｅｃ（ＲＯＭ（モータ制御手段２６の記憶部）の設定値）が継続したら、その時の主電池電圧検出値を、主電池開放電圧として確定する。そして、この主電池開放電圧が確定したら、上述の第２〜第４の基本動作の手順を実施して各制限値を設定する。更に、この各制限値の設定の終了後で、モータ運転停止状態が継続している場合には、再度、上述の一定時間のカウントを継続し、主電池開放電圧の確定値として更新し、この確定値の更新をモータ運転開始時まで繰り返し続ける。
【００４１】
上述の主電池開放電圧の確定後には、その主電池開放電圧の確定値によってトルク指令制限係数を設定する。このトルク指令制限係数は、モータ駆動時の駆動運転用トルク指令制限係数とモータ発電時の発電運転用トルク指令制限係数とでそれぞれ設定する。
【００４２】
この駆動運転用トルク指令制限係数の設定においては、図９に示す如く、主電池開放電圧の確定値を検索軸とするテーブルによって設定する。この場合に、トルク指令最終値を、トルク指令最終値＝（各モードのトルク指令検索値＋水温補正）×（駆動時制限係数）≦１００％で求める。また、発電運転用トルク指令制限係数の設定においては、図１０に示す如く、同様に、主電池開放電圧の確定値を検索軸とするテーブルによって設定する。この場合に、トルク指令最終値を、トルク指令最終値＝（各モードのトルク指令検索値＋水温補正）×（発電時制限係数）≧−３５％で求める。この式の意味は、モータ出力（トルク）の３５％までしか使用しないものである。そして、ここで、符号「−（マイナス）」は、発電側を意味しているものである。
【００４３】
また、上述のトルク指令制限の補正においては、図９、１０の各テーブルにより、駆動運転用トルク指令制限係数と発電運転用トルク指令制限係数とが設定された後に、トルク指令の補正計算を、以下のように行う。
【００４４】
つまり、モータ駆動運転時には、トルク指令最終値＝（マップ検索トルク指令＋水温補正）×（駆動時制限係数）で補正する。このとき、この算出されたトルク指令最終値には、トルク指令最終値（駆動）≦１００％（トルク指令上限ガード：ＲＯＭの設定値）で上限ガードをかける。そして、この計算値よってモータ４の駆動運転を行う。また、発電運転時には、トルク指令最終値＝（マップ検索トルク指令＋水温補正等）×（発電時制限係数）で補正する。このとき、この算出されたトルク指令最終値には、トルク指令最終値（発電）≧−３５％（トルク指令下限ガード：ＲＯＭの設定値）で下限ガードをかける。そして、この計算値によってモータ４の発電運転を行う。
【００４５】
そして、上述の主電池開放電圧の確定後には、モータ運転時の電圧に制限をかけるように、この確定値によってモータ運転時（駆動時／発電時）の上限電圧、下限電圧を設定する。上述のトルク指令制限の補正計算後に、トルク指令最終値に対して上限電圧制限、下限電圧制限を実施する。この上限電圧制限の設定は、図１１に示す如く、主電池開放電圧の確定値を検索軸とする上限電圧テーブルに基づいて行う。また、下限電圧制限の設定は、図１２に示す如く、主電池開放電圧の確定値を検索軸とする下限電圧テーブルに基づいて行う。
【００４６】
この電圧制限の補正において、上限電圧制限係数、下限電圧制限係数は、図１３に示すように設定される。そして、この設定された上限電圧制限係数、下限電圧制限係数により、トルク指令の補正を、以下のように行う。
【００４７】
つまり、トルク指令の補正を、トルク指令最終値（電圧制限）＝トルク指令最終値（発電又は駆動）×（電圧制限係数）で行う。
【００４８】
これりより、通常制御モードにおいては、設定した一定の制御動作をさせ、各種電圧パラメータを設定している。
【００４９】
次いで、主電池管理制御モードの放電制御モードにおける制御状態の判定処理を、図１のフローチャートに基づいて説明する。
【００５０】
この制御状態の判定処理は、主電池開放電圧の確定処理毎に実行され、放電フラグのセット部分である。
【００５１】
即ち、図１に示す如く、放電制御モードにおける制御状態の判定処理のプログラムがスタートすると（ステップ２０２）、マップの検索により、トルク指令＝０か否かを判断する（ステップ２０４）。
【００５２】
このステップ２０４がＹＥＳで、トルク指令＝０％の場合には、一定時間の１０００ｍｓｅｃが継続したか否かを判断する（ステップ２０６）。
【００５３】
このステップ２０６がＹＥＳの場合には、主電池開放電圧を確定し（ステップ２０８）、放電フラグがセットか否かを判断する（ステップ２１０）。ここで、放電フラグとは、制御状態フラグである。また、放電フラグがセットとは、放電制御モードにすることである。
【００５４】
このステップ２１０がＮＯで、通常制御モードの場合には、主電池開放電圧≧２０２Ｖか否かを判断する（ステップ２１２）。
【００５５】
このステップ２１２がＹＥＳの場合には、カウンタＡをインクルメントし（ステップ２１４）、そして、カウンタＡ＝１０回か否かを判断する（ステップ２１６）。ここで、カウンタＡとは、放電制御モード移行判定カウンタである。
【００５６】
このステップ２１４がＹＥＳの場合には、放電フラグをセットし（ステップ２１８）、そして、カウンタＡをクリア（初期化）する（ステップ２２０）。
【００５７】
前記ステップ２１２がＮＯの場合には、直ちに、カウンタＡをクリアする（ステップ２２２）。
【００５８】
前記ステップ２１０がＹＥＳで、放電制御モードの場合には、主電池開放電圧＜制御用確定値（１９７Ｖ）か否かを判断する（ステップ２２４）。
【００５９】
このステップ２２４がＹＥＳの場合には、カウンタＢをインクルメントし（ステップ２２６）、そして、カウンタＢ＝７回か否かを判断する（ステップ２２８）。ここで、カウンタＢとは、放電制御モード解除判定カウンタである。
【００６０】
このステップ２２８がＹＥＳの場合には、放電フラグをクリアし（ステップ２３０）、そして、カウンタＢをクリアする（ステップ２３２）。ここで、放電フラグをクリアとは、通常制御モードにすることである。
【００６１】
前記ステップ２２４がＮＯの場合には、直ちに、カウンタＢをクリアする（ステップ２３４）。
【００６２】
一方、前記ステップ２０４がＮＯで、トルク指令≠０％の場合には、一定時間のカウントを解除し（ステップ２３６）、そして、カウンタＡ、Ｂをクリアする（ステップ２３８）。
【００６３】
また、前記ステップ２０６がＮＯの場合には、一定時間のカウントを継続し（ステップ２４０）、そして、降下フラグのセットが有ったか否かを判断する（ステップ２４２）。ここで、降下フラグとは、放電制御モード下限電圧降下経歴フラグである。
【００６４】
このステップ２４２がＹＥＳで、降下フラグが有った場合には、放電フラグをクリアし、また、降下フラグをクリアし、更に、カウンタＢをクリアする（ステップ２４４）。ここで、降下フラグをクリアとは、下限電圧以下に電圧降下をしないことである。
【００６５】
また、この図１の放電制御モードにおいては、上記以外に、モータ駆動運転中に放電制御モードの下限電圧以下への電圧降下の有無により、上述の制御モードの判定に反映させるために、降下フラグをセットする必要がある。また、主電池電圧が下限電圧以下となって降下フラグがセットされて立っていたら、放電制御モードへは移行しないものである。更に、トルク指令が有った状態（トルク指令最終値≠０％）からトルク指令無しの状態（トルク指令最終値＝０％）へ制御が移行したときには、必ず、降下フラグのセットの有無のチェックを行っているものである。
【００６６】
そして、前記ステップが２１６がＮＯ、前記ステップ２２０の後、前記ステップ２２２の後、前記ステップ２２８がＮＯの場合、前記ステップ２３２の後、前記ステップ２３４後には、図２のフローチャートに基づいて、主電池管理パラメータの確定処理をする。この主電池管理パラメータの確定処理は、各種電圧パラメータの値を固定値とするものであり、主電池開放電圧の確定毎に実行される。
【００６７】
つまり、図２において、先ず、通常制御モード（各テーブルの検索）で、上限電圧（ＶＵ１）、下限電圧（ＶＬ１）を確定する（ステップ３０２）。
【００６８】
そして、放電フラグがセットか否かを判断する（ステップ３０４）。
【００６９】
このステップ３０４がＮＯで、通常制御モードの場合には、通常制御モード（各テーブルの検索）で、駆動係数（ＤＣ）と発電係数（ＧＣ）とを確定する（ステップ３０６）。
【００７０】
前記ステップ３０４がＹＥＳで、放電制御モードの場合には、放電制御モード（ＲＯＭの定数）で、駆動係数（ＤＣ）を１．０で確定し、発電係数（ＧＣ）を０．０で確定する（ステップ３０８）。
【００７１】
そして、放電制御モード（ＲＯＭの定数）で、上限電圧（ＶＵ２）を２００Ｖで確定し、下限電圧（ＶＬ２）を１７５Ｖで確定する（ステップ３１０）。
【００７２】
このステップ３０６、３１０の後、及び、前記ステップ２３８の後、前記ステップ２４２がＮＯで、降下フラグが無い場合、前記ステップ２４４の後には、図３の主電池管理パラメータの設定処理をする。この主電池管理パラメータの設定処理は、トルク指令の演算毎に実行される。
【００７３】
つまり、図３において、先ず、制御モードがモード１、５か否かを判断する（ステップ４０２）。
【００７４】
このステップ４０２がＹＥＳの場合には、駆動係数（ＤＣ）と発電係数（ＧＣ）との係数をセットし（ステップ４０４）、放電フラグがセットか否かを判断する（ステップ４０６）。
【００７５】
このステップ４０６がＹＥＳで、放電制御モードの場合には、上限電圧（ＶＵ２）と下限電圧（ＶＬ２）との制限電圧をセットする（ステップ４０８）。
【００７６】
前記ステップ４０２がＮＯの場合には、駆動係数（ＤＣ）を１．０にセット、つまり、駆動係数（ＤＣ）＝１．０とし、発電係数（ＧＣ）を１．０にセット、つまり、発電係数（ＧＣ）＝１．０とする（ステップ４１０）。
【００７７】
このステップ４１０の後、前記ステップ４０６がＮＯで、通常制御モードの場合には、上限電圧（ＶＵ１）と下限電圧（ＶＬ１）との制限電圧をセットする（ステップ４１２）。
【００７８】
前記ステップ４０８、４１２の後は、制御モードがモード３か否かを判断する（ステップ４１４）。
【００７９】
このステップ４１４がＮＯの場合には、モータ駆動か否かを判断する（ステップ４１６）。
【００８０】
このステップ４１６でＹＥＳの場合には、マップトルク×駆動係数の計算をする（ステップ４１８）。一方、このステップ４１６がＮＯの場合には、マップトルク×回生係数の計算をする（ステップ４２０）。
【００８１】
このステップ４１８、４２０の後は、トルクリミットの処理をし、計算トルク値を求める（ステップ４２２）。
【００８２】
このステップ４２２の後は、電圧制限係数を算出する（ステップ４２４）。
【００８３】
そして、計算トルク値×電圧制限係数の処理する（ステップ４２６）。
【００８４】
このステップ４２６の後、及び、前記ステップ４１４がＹＥＳの場合には、プログラムをリターンする（ステップ４２８）。
【００８５】
以下に、この主電池管理制御モードの放電制御モードについて、詳細に説明をする。
【００８６】
この放電制御モードにおいて、トルク指令制限の補正演算は、主電池電圧にかかわらず、モータ制御手段２６のＲＯＭの設定値によってトルク指令制限係数を設定する。つまり、放電制御モードの駆動運転用トルク指令制限係数を１．０に設定し、放電制御モードの発電運転用トルク指令制限係数を０．０に設定する。このトルク指令の補正演算は、通常制御モードと同様とする。また、トルク最終値のトルクリミット（制限）も、通常制御モードと同様とする。
【００８７】
また、電圧制限の補正演算においては、主電池電圧にかかわらず、モータ制御手段２６のＲＯＭの設定値によってモータ運転時の上限電圧、下限電圧を設定する。つまり、放電制御モードの上限電圧を２１０Ｖに設定し、放電制御モードの下限電圧を１８５Ｖに設定する。また、トルク指令の補正演算は、通常制御モードと同様とする。
【００８８】
制御モードの遷移条件において、主電池管理制御は、通常制御モードを基本制御状態とし、移行条件の成立時のみ、放電制御モードに遷移するものとする。以下に、この通常制御モードと放電制御モードとの制御状態の遷移条件を説明する。
【００８９】
通常制御モードから放電制御モードへの移行条件においては、図４に示す如く、主電池開放電圧の確定処理（１０００ｍｓｅｃ継続毎）で、主電池開放電圧の確定値≧２０２Ｖを判定し、放電制御モードの移行判定電圧が連続して１０回成立したら、制御状態を通常制御モードから放電制御モードに遷移する。また、上記の判定において、回数（１０回）のカウントは、電圧条件成立中に連続して行うが、途中でモータ運転（トルク指令最終値≠０％）が実施された場合には、その回数のカウンタを、クリアし（カウンタ＝０：判定を初期化）、次のモータ運転停止（トルク指令最終値＝０％）時には、初期状態から開始する。
【００９０】
一方、放電制御モードから通常制御モードへの解除条件においては、放電制御モード中、以下の第２設定条件か第３設定条件のいずれかの条件が成立した場合には、制御状態を放電制御モードから通常制御モードに遷移する。
【００９１】
この解除条件の第２設定条件として、図５に示す如く、モータ駆動運転中に主電池電圧が放電制御モードの下限制限電圧を下回った場合であり、駆動運転中の主電池電圧≦放電制御モードの下限制限電圧（１８５Ｖ）を判断し、モータ運転終了時（トルク指令最終値＝０％になった時）に、放電制御モードを解除し、通常制御モードとする。このとき、下限電圧以下への電圧降下経歴を、モータ運転停止時（トルク指令最終値＝０％になった時）に反映させる。また、この処理は、全てのモータ制御モードで、トルク指令最終値＞０％（モータ駆動）時に実施する。また、この図５においては、下限電圧以下への電圧降下経歴をモータ運転停止時に反映させたときに、降下フラグがセットされる状態となるものである。
【００９２】
また、この解除条件の第３設定条件として、図６に示す如く、上述の主電池開放電圧の確定処理（一定時間の１０００ｍｓｅｃ継続毎）で、主電池開放電圧の確定値＜制御用確定値（１９７Ｖ）を判定し、放電制御モードの解除判定電圧が連続して７回成立したら、制御状態を放電制御モードから通常制御モードに遷移する。上記の判定において、回数（７回）のカウントは、電圧条件成立中に連続して行うが、途中でモータ運転し（トルク指令最終値≠０％）が実施された場合には、回数のカウンタを、クリア（カウンタ＝０：判定を初期化）、次のモータ運転停止（トルク指令最終値＝０％）時には、初期状態から開始する。
【００９３】
ここで、通常制御モードと放電制御モードとにおいて、共に、制御状態の遷移判定を行うために、主電池開放電圧の確定処理（一定時間１０００ｍｓｅｃ毎の更新処理）を、モータ運転停止（トルク指令最終値＝０％）時に、常時実施するものとする。
【００９４】
この結果、この実施例においては、主電池管理制御モードとして、通常制御モードと放電制御モードとを設定し、主電池電圧状態が良い時に（主電池開放電圧が十分に高い時）、主電池管理制御の電圧パラメータである補正係数（駆動補正係数、発電補正係数）、電圧制限値（上限電圧、下限電圧）を、放電傾向（モータ４の駆動を優先）となる値に固定し、任意の期間（一定量の放電を行うまで）で、モータ４を駆動することで、具体的には、主電池３０の開放時（駆動運転・発電運転共に停止状態の時）の電圧を検出し、この主電池開放電圧のレベルにより、マップ検索値に対して係数を乗じて駆動トルク・発電トルクを制限し、また、モータ駆動運転時の電池電圧下限値を制限するとともにモータ発電運転時の電池電圧上限値を制限し、しかも、電圧状態によってある程度の放電（モータ駆動）を優先して主電池３０を使用して、つまり、モータ駆動優先の制御モードを付加して、燃費を向上するとともに、モータアシストの効果をより多く体感させて運転性能を向上し、そして、一定レベルまで主電池３０の容量が低下したら徐々に充電することから、モータ４を十分に機能させつつ、主電池３０の過充電・過放電を防止して適正な充放電によって主電池３０の寿命を長くし、更に、ハード面・ソフト面でシステムの簡素化を図って電池管理をすることができる。
【００９５】
即ち、モータ制御手段２６は、モータ４の運転停止時に主電池３０の主電池開放電圧を検出し、この主電池開放電圧に応じて電圧パラメータを設定する通常制御モードと、主電池開放電圧が通常制御モード時よりも高い場合に電池電圧パラメータの値を固定値に設定する放電制御モードとを有していることから、電圧パラメータを放電傾向（モータ４の駆動を優先）となる値に固定し、電池状態が良いときに、一定量の放電を行うまでの任意の期間だけモータ４を駆動して、燃費を向上するとともに、モータアシストの効果をより多く体感させて運転性能を向上し、また、主電池３０の過充電・過放電を防止して適正な充放電によって主電池３０の寿命をを向上し、更に、ハード面・ソフト面でシステムの簡素化を図って電池管理をすることができる。
【００９６】
モータ制御手段２６は、通常制御モードから放電制御モードへの移行条件を、主電池開放電圧が上述の第１設定条件を満足した時とすることから、主電池開放電圧の値が安定して高い場合のみ放電制御モードに移行するので、主電池３０の電圧状態が確実に高い場合のみにだけ、この放電制御モードを適用させることができる。
【００９７】
モータ制御手段２６は、放電制御モードから通電制御モードへの移行条件を、モータ４の駆動運転時において、主電池３０の電圧が第２設定条件を満足した時又は第３設定条件を満足した時のいずれかの条件を満足した時とすることから、放電制御モードから通常制御モードへの移行には、主電池電圧と主電池開放電圧との二つのパラメータを監視し、どちらかが条件を満たせばよいので、確実に主電池３０の過放電を防止することができる。
【００９８】
モータ制御手段２６は、放電制御モードを、少なくとも加速アシスト時に用いることから、全運転モードの中で、必要最小限の制御状態（加速アシスト、発進アシスト）でのみ放電制御モードを実施するので、主電池３０の性能に与える影響が少ないので、燃費と運転性能の向上と、主電池３０の寿命の確保という相反する二つの要素を満足することが可能となる。
【００９９】
モータ制御手段２６は、放電制御モード中に主電池３０の電圧が下限電圧を下回ったら降下フラグをセットし、この降下フラグがセットされている時には、放電制御モードが実施可能かどうかの判定を行わないことから、主電池３０の状態が良好ではないときには、放電制御モードを行わないので、主電池３０を寿命を延ばすことが可能となる。
【０１００】
なお、この発明おいては、主電池を、一般的な鉛蓄電池としたが、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池等にも適用させることが可能である。
【０１０１】
また、車両のこれから走行する距離を予測し、電池状態が底をつかないようにモータを駆動し、電池を効率的に使用して、モータアシスト制御を行うことも可能である。
【０１０２】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかな如くこの発明によれば、電動発電機の運転停止時に電池の電池開放電圧を検出し、この電池開放電圧に応じて予め条件判定に使用する上限電圧及び下限電圧を含む複数の制限電圧を電圧パラメータとして設定する通常制御モードと、電池開放電圧が通常制御モード時よりも高い場合に電圧パラメータの値を固定値に設定する放電制御モードと、通常制御モードから放電制御モードへは、電池開放電圧が電圧パラメータに依存しないで設定された値よりも高い値で所定時間以上続いた場合に移行する第１設定条件とを有する制御手段を設けたことにより、電圧パラメータを放電傾向（電動発電機の駆動を優先）となる値に固定し、電池状態が良いときに、一定量の放電を行うまでの任意の期間だけ電動発電機を駆動して、燃費を向上するとともに、モータアシストの効果をより多く体感させて運転性能を向上し、また、電池の過充電を防止するとともに電池の電圧状態が確実に高い場合にのみ放電制御モードを適用させて過放電を防止して、適正な充放電によって電池の寿命を向上し、更に、ハード面・ソフト面でシステムの簡素化を図って電池の管理をし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】放電制御モードに移行可能かどうかを判定する制御状態のフローチャートである。
【図２】放電制御モードを有する主電池管理パラメータの確定処理のフローチャートである。
【図３】放電制御モードを有する主電池管理パラメータの設定処理のフローチャートである。
【図４】通常制御モードから放電制御モードへ移行するタイムチャートである。
【図５】放電制御モードから通常制御モードへ移行するタイムチャートである。
【図６】放電制御モードで主電池開放電圧の確定処理のタイムチャートである。
【図７】通常制御モードのフローチャートである。
【図８】通常制御モードで主電池開放電圧の確定処理のタイムチャートである。
【図９】駆動運転用トルク指令制限係数テーブルの図である。
【図１０】発電運転用トルク指令制限係数テーブルの図である。
【図１１】上限電圧テーブルの図である。
【図１２】下限電圧テーブルの図である。
【図１３】上限、下限電圧制限係数の図である。
【図１４】モータアシストシステムの制御状態遷移の図である。
【図１５】モータ制御手段に連絡する各センサ等のブロック構成図である。
【図１６】制御装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
２ エンジン
４ モータ
１０ 制御装置
２２ 制御手段
２４ エンジン制御手段
２６ モータ制御手段
３０ 主電池
３８ 主電池状態管理部
６２ 主電池電圧検出部

Claims (4)

1. 車両に搭載したエンジンに直結され且つ駆動機能及び発電機能を有する電動発電機を設け、この電動発電機に駆動電力を供給するとともに前記電動発電機の発電電力によって充電される電池を設けたハイブリッド車両の制御装置において、前記電動発電機の運転停止時に前記電池の電池開放電圧を検出し、この電池開放電圧に応じて予め条件判定に使用する上限電圧及び下限電圧を含む複数の制限電圧を電圧パラメータとして設定する通常制御モードと、前記電池開放電圧が前記通常制御モード時よりも高い場合に前記電圧パラメータの値を固定値に設定する放電制御モードと、前記通常制御モードから前記放電制御モードへは、前記電池開放電圧が前記電圧パラメータに依存しないで設定された値よりも高い値で所定時間以上続いた場合に移行する第１設定条件とを有する制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記放電制御モードから前記通常制御モードへの移行条件を、前記電動発電機の駆動運転時において前記電池開放電圧が第２設定条件を満足した時又は第３設定条件を満足した時のいずれかの条件を満足した時とし、前記第２設定条件を、前記電動発電機が駆動運転中であって前記電池開放電圧が下限電圧以下となる時とし、前記第３設定条件を、前記電池開放電圧の確定値が前記下限電圧よりも高く設定された判定電圧未満の状態を継続して所定時間連続した時とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記放電制御モードを、少なくとも加速アシスト時に用いることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、前記放電制御モード中に前記電池の電圧が下限電圧を下回ったら降下フラグをセットし、この降下フラグがセットされている時には、前記放電制御モードが実施可能かどうかの判定を行わないことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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