JP2003235169A - 蓄電システム及び蓄電システムを備えた車両 - Google Patents
蓄電システム及び蓄電システムを備えた車両Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓄電装置から電動機等に電力と電力量を供給
する場合に蓄電装置の能力を最大限に利用し、更に蓄電
装置の放電電力低下から回復までの時間の短縮をはかる
ことが可能な蓄電システムを提供すること。 【解決手段】 二次電池とキャパシタを並列接続した蓄
電装置と、該蓄電装置の放電可能電力を演算する放電可
能電力演算手段を介して前記蓄電装置の電力を放電する
放電器とから成るシステムであって、前記放電可能電力
演算手段は、前記放電可能電力と前記放電器への放電電
力を比較して放電電力を制御する放電制御部と、前記キ
ャパシタへの電流値Icを計測する電流計測部と、放電停
止後の前記キャパシタへの電流値Ic0を記憶する記憶部
と、計測されたキャパシタ電流値Icと記憶されたキャパ
シタ電流値Ic0より前記蓄電装置の放電を停止する時間
を演算する停止時間演算部と、を備えたこととした。
する場合に蓄電装置の能力を最大限に利用し、更に蓄電
装置の放電電力低下から回復までの時間の短縮をはかる
ことが可能な蓄電システムを提供すること。 【解決手段】 二次電池とキャパシタを並列接続した蓄
電装置と、該蓄電装置の放電可能電力を演算する放電可
能電力演算手段を介して前記蓄電装置の電力を放電する
放電器とから成るシステムであって、前記放電可能電力
演算手段は、前記放電可能電力と前記放電器への放電電
力を比較して放電電力を制御する放電制御部と、前記キ
ャパシタへの電流値Icを計測する電流計測部と、放電停
止後の前記キャパシタへの電流値Ic0を記憶する記憶部
と、計測されたキャパシタ電流値Icと記憶されたキャパ
シタ電流値Ic0より前記蓄電装置の放電を停止する時間
を演算する停止時間演算部と、を備えたこととした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数個の二次電池
単電池を組み合わせて成る組電池に係り、特に小型の二
次電池を組み合わせて電気自動車等のモータ駆動用電池
として公的に使用できる組電池に関する。
単電池を組み合わせて成る組電池に係り、特に小型の二
次電池を組み合わせて電気自動車等のモータ駆動用電池
として公的に使用できる組電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、低燃費の要求に応える技術とし
て、ハイブリッド車が注目されている。ハイブリッド車
は、電動機、発電機、エンジン及び蓄電装置を搭載して
いる。発電機はエンジンにより駆動されることで電力を
発生し、発電された電力により電池が充電される。ま
た、回生制動時にも電池が充電され、これにより高いエ
ネルギ効率を得る。そして、蓄えた電力を電池が放電
し、この電力を用いて電動機が車両推進力を発生する。
電動機出力とエンジン出力の両方を車両推進力とするこ
ともある。また、エンジン始動時には、蓄電装置の電力
を電動機に供給し、電動機出力によってエンジン始動を
行うことがある。電動機の代わりに発電機が、エンジン
始動力の発生手段として利用することもある。ハイブリ
ッド車では、放電と充電の切り替えにより、蓄電装置の
充電量を制御することができる。
て、ハイブリッド車が注目されている。ハイブリッド車
は、電動機、発電機、エンジン及び蓄電装置を搭載して
いる。発電機はエンジンにより駆動されることで電力を
発生し、発電された電力により電池が充電される。ま
た、回生制動時にも電池が充電され、これにより高いエ
ネルギ効率を得る。そして、蓄えた電力を電池が放電
し、この電力を用いて電動機が車両推進力を発生する。
電動機出力とエンジン出力の両方を車両推進力とするこ
ともある。また、エンジン始動時には、蓄電装置の電力
を電動機に供給し、電動機出力によってエンジン始動を
行うことがある。電動機の代わりに発電機が、エンジン
始動力の発生手段として利用することもある。ハイブリ
ッド車では、放電と充電の切り替えにより、蓄電装置の
充電量を制御することができる。
【０００３】蓄電装置は、回生制動時に発生した電力を
十分に受け入れることができ、また、要求に応じて直ち
に十分な電力を電動機に供給できる状態にあることが望
まれる。そのため、充電量（SOC：State Of Charge）は
満充電の状態（SOC100％）と、全く充電されていない状
態（SOC0％）のおおよそ中間付近（30％〜70％）に維持
されるよう制御することが望ましい。
十分に受け入れることができ、また、要求に応じて直ち
に十分な電力を電動機に供給できる状態にあることが望
まれる。そのため、充電量（SOC：State Of Charge）は
満充電の状態（SOC100％）と、全く充電されていない状
態（SOC0％）のおおよそ中間付近（30％〜70％）に維持
されるよう制御することが望ましい。
【０００４】例えば、降坂路で減速したとき、回生制動
により充電量が上昇する。その後、エンジンを止めて電
動機出力により車両が走行する。充電量が低下してきた
ことがわかると、エンジンの出力により発電機を駆動
し、発電電力を電池に充電する。
により充電量が上昇する。その後、エンジンを止めて電
動機出力により車両が走行する。充電量が低下してきた
ことがわかると、エンジンの出力により発電機を駆動
し、発電電力を電池に充電する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、充電量の低下
に応じてハイブリッドシステムが充電への切り替えを図
ったにもかかわらず、車両の状況によっては、または、
ハイブリッドシステムの制御の状況によっては、実際に
は放電が継続されてしまうことがある。このような場合
には、蓄電装置の電力をエンジン始動に用いるハイブリ
ッド車では、蓄電装置の放電可能電力と放電可能電力量
がエンジン始動に必要な電力と電力量を下回り、その結
果、エンジン停止後の再始動ができないといった問題点
があった。
に応じてハイブリッドシステムが充電への切り替えを図
ったにもかかわらず、車両の状況によっては、または、
ハイブリッドシステムの制御の状況によっては、実際に
は放電が継続されてしまうことがある。このような場合
には、蓄電装置の電力をエンジン始動に用いるハイブリ
ッド車では、蓄電装置の放電可能電力と放電可能電力量
がエンジン始動に必要な電力と電力量を下回り、その結
果、エンジン停止後の再始動ができないといった問題点
があった。
【０００６】また、蓄電装置が置かれる環境温度が低い
場合や、蓄電装置の開放電圧が充電量によって変化する
蓄電装置では、蓄電装置の放電可能電力の低下が起こ
り、エンジン停止後の再始動ができないといった問題が
あった。
場合や、蓄電装置の開放電圧が充電量によって変化する
蓄電装置では、蓄電装置の放電可能電力の低下が起こ
り、エンジン停止後の再始動ができないといった問題が
あった。
【０００７】これらの問題点を解決する方法として特開
平11-165540号公報に記載の蓄電装置制御装置において
は、エンジン始動に必要な充電量を求め、その充電量以
下にならないよう制御するものが知られている。しか
し、この従来の制御装置では、エンジン始動を可能にす
るため充電量を高く設定してしまい、ハイブリッド車の
高いエネルギ効率を得ることができないといった問題が
あった。
平11-165540号公報に記載の蓄電装置制御装置において
は、エンジン始動に必要な充電量を求め、その充電量以
下にならないよう制御するものが知られている。しか
し、この従来の制御装置では、エンジン始動を可能にす
るため充電量を高く設定してしまい、ハイブリッド車の
高いエネルギ効率を得ることができないといった問題が
あった。
【０００８】我々は、蓄電装置として、二次電池とキャ
パシタを並列接続した蓄電装置を検討している。このよ
うにする理由は、二次電池に比べ低温時の性能低下の少
ないキャパシタを使用することにより、低温時のエンジ
ン始動に必要な電力を確保するためである。キャパシタ
は電力特性には優れるが電力量特性が二次電池に比べ劣
るため、エンジン始動に必要な電力を確保できるが、電
力量を確保できないといった問題があった。
パシタを並列接続した蓄電装置を検討している。このよ
うにする理由は、二次電池に比べ低温時の性能低下の少
ないキャパシタを使用することにより、低温時のエンジ
ン始動に必要な電力を確保するためである。キャパシタ
は電力特性には優れるが電力量特性が二次電池に比べ劣
るため、エンジン始動に必要な電力を確保できるが、電
力量を確保できないといった問題があった。
【０００９】図７は、二次電池とキャパシタを並列接続
した蓄電装置が電動機に電力を供給している時の放電可
能電力の時間変化を表す図である。横軸に時間、縦軸に
電力を示し、線は蓄電装置の放電電力、線は蓄電装
置の放電可能電力を示している。キャパシタは蓄えられ
る電力量が少ないため、蓄電装置の放電可能電力は時間
と共に低下してしまう。蓄電装置の放電可能電力がエン
ジン始動に必要な電力を下回ると、蓄電装置が電力を電
動機に供給できないためエンジン始動ができなくなる問
題があった。
した蓄電装置が電動機に電力を供給している時の放電可
能電力の時間変化を表す図である。横軸に時間、縦軸に
電力を示し、線は蓄電装置の放電電力、線は蓄電装
置の放電可能電力を示している。キャパシタは蓄えられ
る電力量が少ないため、蓄電装置の放電可能電力は時間
と共に低下してしまう。蓄電装置の放電可能電力がエン
ジン始動に必要な電力を下回ると、蓄電装置が電力を電
動機に供給できないためエンジン始動ができなくなる問
題があった。
【００１０】しかし、蓄電装置の放電を停止すると、時
間と共に蓄電装置の放電可能電力が上昇し、エンジン始
動に必要な電力を電動機に供給することができるように
なる。このようになる理由は、放電停止時に二次電池か
らキャパシタへ充電されキャパシタの電圧が高くなり、
キャパシタの放電可能電力が向上するためである。よっ
て、エンジン着火が終了していない場合で、蓄電装置の
放電可能電力がエンジン始動に必要な電力を下回った場
合には蓄電装置の放電を停止し、蓄電装置の放電可能電
力がエンジン始動に必要な電力を上回ったら再度エンジ
ン始動を行うことができる。
間と共に蓄電装置の放電可能電力が上昇し、エンジン始
動に必要な電力を電動機に供給することができるように
なる。このようになる理由は、放電停止時に二次電池か
らキャパシタへ充電されキャパシタの電圧が高くなり、
キャパシタの放電可能電力が向上するためである。よっ
て、エンジン着火が終了していない場合で、蓄電装置の
放電可能電力がエンジン始動に必要な電力を下回った場
合には蓄電装置の放電を停止し、蓄電装置の放電可能電
力がエンジン始動に必要な電力を上回ったら再度エンジ
ン始動を行うことができる。
【００１１】しかし、この放電停止時間が長いとエンジ
ン始動にかかる時間が長くなってしまい、ドライバがエ
ンジン始動をあきらめてしまうといった問題があった。
また充電量がある程度回復したら運転を開始するような
制御では、回復するまでの時間が予測できないので、ド
ライバがまだ始動できないものと判断して始動操作を行
わないなどの問題点がある。
ン始動にかかる時間が長くなってしまい、ドライバがエ
ンジン始動をあきらめてしまうといった問題があった。
また充電量がある程度回復したら運転を開始するような
制御では、回復するまでの時間が予測できないので、ド
ライバがまだ始動できないものと判断して始動操作を行
わないなどの問題点がある。
【００１２】蓄電装置が二次電池のみ、あるいはキャパ
シタのみである場合において、蓄電装置内部の蓄電に関
与する活物質の拡散現象により、放電停止時に放電可能
電力の回復現象が見られる場合がある。しかし、蓄電装
置が単体であるため制御に必要な電流値が得られないの
で、回復する時間を演算することができないといった問
題があった。
シタのみである場合において、蓄電装置内部の蓄電に関
与する活物質の拡散現象により、放電停止時に放電可能
電力の回復現象が見られる場合がある。しかし、蓄電装
置が単体であるため制御に必要な電流値が得られないの
で、回復する時間を演算することができないといった問
題があった。
【００１３】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、エンジン始動性を向上させ、蓄電装置から電動
機等に電力と電力量を供給する場合に蓄電装置の能力を
最大限に利用し、更に蓄電装置の放電電力低下から回復
までの時間を短くすることでエンジン始動時間の短縮を
はかることが可能な蓄電システムを提供することを目的
としている。
であり、エンジン始動性を向上させ、蓄電装置から電動
機等に電力と電力量を供給する場合に蓄電装置の能力を
最大限に利用し、更に蓄電装置の放電電力低下から回復
までの時間を短くすることでエンジン始動時間の短縮を
はかることが可能な蓄電システムを提供することを目的
としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、二次電池とキャパシタを並列接続した
蓄電装置と、該蓄電装置の放電可能電力を演算する放電
可能電力演算手段を介して前記蓄電装置の電力を放電す
る放電器とから成るシステムであって、前記放電可能電
力演算手段は、前記放電可能電力と前記放電器への放電
電力を比較して放電電力を制御する放電制御部と、前記
キャパシタへの電流値Icを計測する電流計測部と、放電
停止後の前記キャパシタへの電流値Ic0を記憶する記憶
部と、計測されたキャパシタ電流値Icと記憶されたキャ
パシタ電流値Ic0より前記蓄電装置の放電を停止する時
間を演算する停止時間演算部と、を備えた蓄電システム
とした。
め、本発明では、二次電池とキャパシタを並列接続した
蓄電装置と、該蓄電装置の放電可能電力を演算する放電
可能電力演算手段を介して前記蓄電装置の電力を放電す
る放電器とから成るシステムであって、前記放電可能電
力演算手段は、前記放電可能電力と前記放電器への放電
電力を比較して放電電力を制御する放電制御部と、前記
キャパシタへの電流値Icを計測する電流計測部と、放電
停止後の前記キャパシタへの電流値Ic0を記憶する記憶
部と、計測されたキャパシタ電流値Icと記憶されたキャ
パシタ電流値Ic0より前記蓄電装置の放電を停止する時
間を演算する停止時間演算部と、を備えた蓄電システム
とした。
【００１５】また、上記蓄電システムをエンジン始動用
モータを備えた車両に適用し、放電器をエンジン始動用
モータとした。
モータを備えた車両に適用し、放電器をエンジン始動用
モータとした。
【００１６】
【発明の作用および効果】本願発明にあっては、二次電
池とキャパシタを並列接続した蓄電装置の特性である放
電停止時の放電可能電力の回復現象を利用するために、
回復時間を演算する停止時間演算部が設けられた蓄電シ
ステムとしたことで、蓄電装置の能力を最大限に発揮す
ることができる。
池とキャパシタを並列接続した蓄電装置の特性である放
電停止時の放電可能電力の回復現象を利用するために、
回復時間を演算する停止時間演算部が設けられた蓄電シ
ステムとしたことで、蓄電装置の能力を最大限に発揮す
ることができる。
【００１７】また、この蓄電システムを備えた車両にあ
っては、エンジン始動用モータを使用する際、エンジン
始動性の向上を図ることができる。また、蓄電装置の放
電電力低下によりエンジンが始動できない場合であって
も、演算された停止時間経過直後にエンジンを始動する
ことができる。尚、車両としてはガソリンエンジン車、
ディーゼルエンジン車、シリーズハイブリッド車、パラ
レルハイブリッド車等が挙げられるが特に限定しない。
っては、エンジン始動用モータを使用する際、エンジン
始動性の向上を図ることができる。また、蓄電装置の放
電電力低下によりエンジンが始動できない場合であって
も、演算された停止時間経過直後にエンジンを始動する
ことができる。尚、車両としてはガソリンエンジン車、
ディーゼルエンジン車、シリーズハイブリッド車、パラ
レルハイブリッド車等が挙げられるが特に限定しない。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００１９】（実施の形態１）図１は本発明を、シリー
ズハイブリッド車両に応用した実施の形態１の構成を示
す図である。図１において、太い実線は機械力の伝達経
路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は
制御線を示す。
ズハイブリッド車両に応用した実施の形態１の構成を示
す図である。図１において、太い実線は機械力の伝達経
路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は
制御線を示す。
【００２０】この車両のパワートレインは、駆動モータ
４，無段変速機５，差動装置６および駆動輪７から構成
されている。
４，無段変速機５，差動装置６および駆動輪７から構成
されている。
【００２１】発電モータ１，駆動モータ４は三相同期電
動機または三相誘導電動機などの交流機であり、発電モ
ータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、駆動
モータ４は主として車両の推進と制動に用いられる。
動機または三相誘導電動機などの交流機であり、発電モ
ータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、駆動
モータ４は主として車両の推進と制動に用いられる。
【００２２】また、発電モータ１，駆動モータ４はそれ
ぞれインバータ８，９により駆動される。インバーター
８，９は共通のＤＣリンク１０を介して蓄電装置１１に
接続されており、蓄電装置１１の直流放電電力を交流電
力に変換して発電モータ１，駆動モータ４へ供給すると
共に、発電モータ１，駆動モータ４の交流発電電力を直
流電力に変換して蓄電装置１１を充電する。なお、イン
バータ８，９は互いにＤＣリンク１０を介して接続され
ているので、回生運転中のモータにより発電された電力
を、蓄電装置１１を介さずに直接、力行運転中のモータ
へ供給することができる。
ぞれインバータ８，９により駆動される。インバーター
８，９は共通のＤＣリンク１０を介して蓄電装置１１に
接続されており、蓄電装置１１の直流放電電力を交流電
力に変換して発電モータ１，駆動モータ４へ供給すると
共に、発電モータ１，駆動モータ４の交流発電電力を直
流電力に変換して蓄電装置１１を充電する。なお、イン
バータ８，９は互いにＤＣリンク１０を介して接続され
ているので、回生運転中のモータにより発電された電力
を、蓄電装置１１を介さずに直接、力行運転中のモータ
へ供給することができる。
【００２３】蓄電装置１１の電力はＤＣリンク１０を介
しＤＣ／ＤＣコンバーター１２に接続され、車両の補機
１３に電力を供給する。蓄電装置１１は図２に示すよう
に、複数個直列接続された二次電池２１と、複数個直列
接続されたキャパシタ２２が並列に接続された電源とな
っている。
しＤＣ／ＤＣコンバーター１２に接続され、車両の補機
１３に電力を供給する。蓄電装置１１は図２に示すよう
に、複数個直列接続された二次電池２１と、複数個直列
接続されたキャパシタ２２が並列に接続された電源とな
っている。
【００２４】コントローラ１４は、エンジン２の回転速
度，出力及びトルク、発電モータ１，駆動モータ４の回
転速度及びトルクを制御すると共に、蓄電装置１１の充
放電などを制御する。コントローラ１４には、蓄電装置
１１内の二次電池２１の温度TBとキャパシタ２２の温度
TCを検出する温度センサ１５，１６からの信号が入力さ
れる。また、蓄電装置１１の端子電圧VBを検出する電圧
センサ１７からの信号が入力される。また、二次電池２
１の電流値IBを検出する電流センサ１８及びキャパシタ
２２の電流値Icを検出する装置１９からの信号が入力さ
れる。これらの入力データに基づいて、二次電池２１と
キャパシタ２２の残容量SOCを演算する。
度，出力及びトルク、発電モータ１，駆動モータ４の回
転速度及びトルクを制御すると共に、蓄電装置１１の充
放電などを制御する。コントローラ１４には、蓄電装置
１１内の二次電池２１の温度TBとキャパシタ２２の温度
TCを検出する温度センサ１５，１６からの信号が入力さ
れる。また、蓄電装置１１の端子電圧VBを検出する電圧
センサ１７からの信号が入力される。また、二次電池２
１の電流値IBを検出する電流センサ１８及びキャパシタ
２２の電流値Icを検出する装置１９からの信号が入力さ
れる。これらの入力データに基づいて、二次電池２１と
キャパシタ２２の残容量SOCを演算する。
【００２５】コントローラ１４の構成について説明す
る。コントローラ１４には、二次電池放電可能電力演算
部と、キャパシタ放電可能電力演算部と、蓄電装置放電
可能電力演算部と、エンジン始動開始停止制御部が備え
られている。
る。コントローラ１４には、二次電池放電可能電力演算
部と、キャパシタ放電可能電力演算部と、蓄電装置放電
可能電力演算部と、エンジン始動開始停止制御部が備え
られている。
【００２６】二次電池放電可能電力演算部は、二次電池
２１の温度TBと二次電池２１の残容量SOCに対する二次
電池２１の放電可能電力のマップデータであり、計測さ
れた二次電池温度TBと二次電池残容量SOCから二次電池
の放電可能電力PBout,maxを演算できるよう構成されて
いる。
２１の温度TBと二次電池２１の残容量SOCに対する二次
電池２１の放電可能電力のマップデータであり、計測さ
れた二次電池温度TBと二次電池残容量SOCから二次電池
の放電可能電力PBout,maxを演算できるよう構成されて
いる。
【００２７】キャパシタ放電可能電力演算部は、キャパ
シタ２２の温度TCとキャパシタ２２の残容量SOCに対す
るキャパシタ２２の放電可能電力のマップデータであ
り、計測されたキャパシタ温度TCとキャパシタ残容量SO
Cからキャパシタの放電可能電力PCout,maxを演算できる
よう構成されている。
シタ２２の温度TCとキャパシタ２２の残容量SOCに対す
るキャパシタ２２の放電可能電力のマップデータであ
り、計測されたキャパシタ温度TCとキャパシタ残容量SO
Cからキャパシタの放電可能電力PCout,maxを演算できる
よう構成されている。
【００２８】蓄電装置放電可能電力演算部は、算出され
た二次電池の放電可能電力およびキャパシタの放電可能
電力に基づいて蓄電装置１１の放電可能電力Pout,maxを
演算できるよう構成さている。
た二次電池の放電可能電力およびキャパシタの放電可能
電力に基づいて蓄電装置１１の放電可能電力Pout,maxを
演算できるよう構成さている。
【００２９】尚、キャパシタとしては電気二重層キャパ
シタが好ましい。キャパシタには何種類か考えられる
が、電気二重層キャパシタは蓄電できる電力量と放電可
能電力特性が優れているからである。また、電気二重層
キャパシタは、それ以外のキャパシタである電解コンデ
ンサに比べ蓄電容量が１０倍以上大きく出力特性に優れ
ており、同じ出力を得る場合、電気二重層キャパシタは
重量およびスペースの点で自動車に有利に適用できるか
らである。
シタが好ましい。キャパシタには何種類か考えられる
が、電気二重層キャパシタは蓄電できる電力量と放電可
能電力特性が優れているからである。また、電気二重層
キャパシタは、それ以外のキャパシタである電解コンデ
ンサに比べ蓄電容量が１０倍以上大きく出力特性に優れ
ており、同じ出力を得る場合、電気二重層キャパシタは
重量およびスペースの点で自動車に有利に適用できるか
らである。
【００３０】エンジン始動開始停止制御部は、蓄電装置
１１の放電可能電力とエンジン始動に必要な電力とを判
断し、エンジン始動開始停止制御ができるよう構成され
ている。尚、エンジン始動に必要な電力はエンジン２の
回転数が所定値になるように制御され、エンジン２の回
転数，エンジン２のフリクションと発電モータ１の効率
から決定される。
１１の放電可能電力とエンジン始動に必要な電力とを判
断し、エンジン始動開始停止制御ができるよう構成され
ている。尚、エンジン始動に必要な電力はエンジン２の
回転数が所定値になるように制御され、エンジン２の回
転数，エンジン２のフリクションと発電モータ１の効率
から決定される。
【００３１】次に、作用について説明する。図３は実施
の形態１の蓄電システムにおいて行われるエンジン始動
開始停止制御を表すフローチャートである。
の形態１の蓄電システムにおいて行われるエンジン始動
開始停止制御を表すフローチャートである。
【００３２】ステップ１では、車両のキーがＯＮにされ
る。
る。
【００３３】ステップ２では、モードがエンジン始動モ
ードに設定され、エンジン始動モータ（発電モータ１）
を駆動する。
ードに設定され、エンジン始動モータ（発電モータ１）
を駆動する。
【００３４】ステップ３でキーオフされたかどうかが判
断される。キーオフと判断されるとステッブ４へ進み、
キーオンのままであると判断されるとステッブ５へ進
む。
断される。キーオフと判断されるとステッブ４へ進み、
キーオンのままであると判断されるとステッブ５へ進
む。
【００３５】ステップ４では、システムが停止する。
【００３６】ステップ５では、エンジンが着火したかど
うか判断する。着火したと判断されたら、ステップ６へ
進み、着火していないと判断されたら、ステップ７へ進
む。
うか判断する。着火したと判断されたら、ステップ６へ
進み、着火していないと判断されたら、ステップ７へ進
む。
【００３７】ステップ６では、エンジン始動モータ（発
電モータ１）の駆動を停止する。
電モータ１）の駆動を停止する。
【００３８】ステップ７では、モードがエンジン始動モ
ードかエンジン始動停止モードであるかを判断する。モ
ードがエンジン始動モードであると判断したらステップ
８へ進み、それ以外はステップ１３へ進む。
ードかエンジン始動停止モードであるかを判断する。モ
ードがエンジン始動モードであると判断したらステップ
８へ進み、それ以外はステップ１３へ進む。
【００３９】ステップ８では、蓄電装置の放電可能電力
Pout,maxが演算される。ここで、蓄電装置放電可能電力
Pout,maxとは、二次電池放電可能電力PBout,maxとキャ
パシタ放電可能電力PCout,maxの和である。
Pout,maxが演算される。ここで、蓄電装置放電可能電力
Pout,maxとは、二次電池放電可能電力PBout,maxとキャ
パシタ放電可能電力PCout,maxの和である。
【００４０】ステップ９では、演算された蓄電装置の放
電可能電力Pout,maxがエンジン始動必要電力以下かどう
か判断される。以下でなければステップ５へ戻り、エン
ジン着火の判断がされる。以下であれば蓄電装置がエン
ジン始動に必要な電力が出せないので、ステップ１０へ
進む。
電可能電力Pout,maxがエンジン始動必要電力以下かどう
か判断される。以下でなければステップ５へ戻り、エン
ジン着火の判断がされる。以下であれば蓄電装置がエン
ジン始動に必要な電力が出せないので、ステップ１０へ
進む。
【００４１】ステップ１０では、エンジン始動駆動モー
タを停止する。
タを停止する。
【００４２】ステップ１１では、キャパシタに流れる電
流値を計測しIc0として記憶させる。
流値を計測しIc0として記憶させる。
【００４３】ステップ１２では、モードをエンジン始動
停止モードに設定し、ステップ５へ戻り、エンジン着火
の判断がされる。ステップ５でエンジンが着火していな
ければステップ７へ進み、モードが判断される。モード
はエンジン始動停止モードになっている場合はステップ
１３へ進む。
停止モードに設定し、ステップ５へ戻り、エンジン着火
の判断がされる。ステップ５でエンジンが着火していな
ければステップ７へ進み、モードが判断される。モード
はエンジン始動停止モードになっている場合はステップ
１３へ進む。
【００４４】ステップ１３では、エンジン停止モード実
施回数が所定回数未満かどうかを判断し、所定回数以上
であれば本制御を終了し、所定回数未満であればステッ
プ１４へ進む。
施回数が所定回数未満かどうかを判断し、所定回数以上
であれば本制御を終了し、所定回数未満であればステッ
プ１４へ進む。
【００４５】ステップ１４では、キャパシタの電流値Ic
が計測される。
が計測される。
【００４６】ステップ１５では、計測されたキャパシタ
電流値Icとステップ１１で記憶されたキャパシタ電流値
Iｃ0の比があらかじめ決められた値Ｋより小さいかどう
かが判断される。大きいと判断されたらステップ５に戻
りエンジン着火を判断し、小さいと判断されたらステッ
プ１６へ進む。キャパシタ電流値の比がＫよりも大きい
ときは、電力が不足しており、その際は、再度エンジン
停止モード実施回数をカウントさせるためである。
電流値Icとステップ１１で記憶されたキャパシタ電流値
Iｃ0の比があらかじめ決められた値Ｋより小さいかどう
かが判断される。大きいと判断されたらステップ５に戻
りエンジン着火を判断し、小さいと判断されたらステッ
プ１６へ進む。キャパシタ電流値の比がＫよりも大きい
ときは、電力が不足しており、その際は、再度エンジン
停止モード実施回数をカウントさせるためである。
【００４７】ステップ１６では、モードをエンジン始動
モードに設定する。
モードに設定する。
【００４８】ステップ１７では、エンジン始動モータを
駆動し、ステップ５へ戻り、エンジン着火の判断がされ
る。
駆動し、ステップ５へ戻り、エンジン着火の判断がされ
る。
【００４９】図４にこの実施の形態１を実施した時の電
力時間変化を示す。線は蓄電装置放電電力，線は蓄
電装置放電可能電力、線はキャパシタの電流値を示し
ている。蓄電装置１１の放電を開始すると蓄電装置１１
の放電可能電力が時間の経過と共に低下する。蓄電装置
１１の放電可能電力が蓄電装置１１の放電電力以下とな
ると、放電を停止する。この時の記憶するキャパシタ電
流値Ic0は、図中の○で示した値となる。放電停止時は
時間の経過と共に蓄電装置１１の放電可能電力が回復す
る。演算された放電停止時間が経過したら、再度蓄電装
置１１の放電を開始する。
力時間変化を示す。線は蓄電装置放電電力，線は蓄
電装置放電可能電力、線はキャパシタの電流値を示し
ている。蓄電装置１１の放電を開始すると蓄電装置１１
の放電可能電力が時間の経過と共に低下する。蓄電装置
１１の放電可能電力が蓄電装置１１の放電電力以下とな
ると、放電を停止する。この時の記憶するキャパシタ電
流値Ic0は、図中の○で示した値となる。放電停止時は
時間の経過と共に蓄電装置１１の放電可能電力が回復す
る。演算された放電停止時間が経過したら、再度蓄電装
置１１の放電を開始する。
【００５０】（実施の形態２）本発明をシリーズハイブ
リッド車両に応用した実施の形態２について説明する。
基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる
点についてのみ説明する。
リッド車両に応用した実施の形態２について説明する。
基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる
点についてのみ説明する。
【００５１】実施の形態１のエンジン始動開始停止制御
のステッブ８〜１０では、演算された蓄電装置の放電可
能電力をエンジン始動必要電力と比較し、エンジン始動
必要電力が出なくなったらエンジン始動モータ駆動を停
止している。これに対し、本実施の形態２では、蓄電装
置の電圧がある下限電圧に達したら、エンジン始動モー
タ駆動を停止する制御方法をとっている。
のステッブ８〜１０では、演算された蓄電装置の放電可
能電力をエンジン始動必要電力と比較し、エンジン始動
必要電力が出なくなったらエンジン始動モータ駆動を停
止している。これに対し、本実施の形態２では、蓄電装
置の電圧がある下限電圧に達したら、エンジン始動モー
タ駆動を停止する制御方法をとっている。
【００５２】図５は実施形態２の蓄電システムの制御を
表すフローチャートである。ステップ７までは実施の形
態１と同じであるため異なる点についてのみ説明する。
表すフローチャートである。ステップ７までは実施の形
態１と同じであるため異なる点についてのみ説明する。
【００５３】ステップ９１では、蓄電装置の電圧が下限
電圧以下かどうか判断される。下限電圧以下でなけれ
ば、ステップ５へ戻り、エンジン着火の判断がされる。
以下であれば蓄電装置がエンジン始動に必要な電力が出
せないので、ステップ１０へ進みエンジン始動駆動モー
タを停止する。
電圧以下かどうか判断される。下限電圧以下でなけれ
ば、ステップ５へ戻り、エンジン着火の判断がされる。
以下であれば蓄電装置がエンジン始動に必要な電力が出
せないので、ステップ１０へ進みエンジン始動駆動モー
タを停止する。
【００５４】（実施の形態３）本発明をパラレルハイブ
リッド車両に応用した実施の形態３を説明する。図６は
実施の形態３の構成を示す図である。図６において、太
い実線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を
示す。また、細い実線は制御線を示す。この車両のパワ
ートレインは、発電モータ１、エンジン２、クラッチ
３、駆動モータ４、無段変速機５、差動装置６および駆
動輪７から構成される。
リッド車両に応用した実施の形態３を説明する。図６は
実施の形態３の構成を示す図である。図６において、太
い実線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を
示す。また、細い実線は制御線を示す。この車両のパワ
ートレインは、発電モータ１、エンジン２、クラッチ
３、駆動モータ４、無段変速機５、差動装置６および駆
動輪７から構成される。
【００５５】発電モータ１の出力軸、エンジン２の出力
軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、
また、クラッチ３の出力軸、駆動モータ４の出力軸およ
び無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
軸およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、
また、クラッチ３の出力軸、駆動モータ４の出力軸およ
び無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００５６】クラッチ３締結時はエンジン２と駆動モー
タ４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時は駆動モ
ータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２および／
または駆動モータ４の駆動力は、無段変速機５、および
差動装置６を介して駆動輪７へ伝達される。
タ４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時は駆動モ
ータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２および／
または駆動モータ４の駆動力は、無段変速機５、および
差動装置６を介して駆動輪７へ伝達される。
【００５７】発電モータ１，駆動モータ４は三相同期電
動機または三相誘導電動機などの交流機であり、発電モ
ータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、駆動
モータ４は主として車両の推進と制動に用いられる。ま
た、クラッチ３締結時に、発電モータ１を車両の推進と
制動に用いることもでき、駆動モータ４をエンジン始動
や発電に用いることもできる。
動機または三相誘導電動機などの交流機であり、発電モ
ータ１は主としてエンジン始動と発電に用いられ、駆動
モータ４は主として車両の推進と制動に用いられる。ま
た、クラッチ３締結時に、発電モータ１を車両の推進と
制動に用いることもでき、駆動モータ４をエンジン始動
や発電に用いることもできる。
【００５８】クラッチ３はパウダークラッチであり、伝
達トルクを調節することができる。なお、このクラッチ
３に乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いること
もできる。無段変速機５はベルト式やトロイダル式など
の無段変速機であり、変速比を無段階に調節することが
できる。
達トルクを調節することができる。なお、このクラッチ
３に乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いること
もできる。無段変速機５はベルト式やトロイダル式など
の無段変速機であり、変速比を無段階に調節することが
できる。
【００５９】発電モータ１，駆動モータ４はそれぞれ、
インバータ８，９により駆動される。インバーター８〜
９は共通のＤＣリンク１０を介して蓄電装置１１に接続
されており、蓄電装置１１の直流放電電力を交流電力に
変換して発電モータ１，駆動モータ４へ供給するととも
に、発電モータ１，駆動モータ４の交流発電電力を直流
電力に変換して蓄電装置１１を充電する。なお、インバ
ータ８〜９は互いにＤＣリンク１０を介して接続されて
いるので、回生運転中のモータにより発電された電力
を、蓄電装置１１を介さずに直接、力行運転中のモータ
へ供給することができる。
インバータ８，９により駆動される。インバーター８〜
９は共通のＤＣリンク１０を介して蓄電装置１１に接続
されており、蓄電装置１１の直流放電電力を交流電力に
変換して発電モータ１，駆動モータ４へ供給するととも
に、発電モータ１，駆動モータ４の交流発電電力を直流
電力に変換して蓄電装置１１を充電する。なお、インバ
ータ８〜９は互いにＤＣリンク１０を介して接続されて
いるので、回生運転中のモータにより発電された電力
を、蓄電装置１１を介さずに直接、力行運転中のモータ
へ供給することができる。
【００６０】蓄電装置１１の電力はＤＣリンク１０を介
しＤＣ／ＤＣコンバーター１２に接続され、車両の補機
１３に電力を供給する。蓄電装置１１は図２に示すよう
に、二次電池２１とキャパシタ２２が並列に接続された
電源となっている。
しＤＣ／ＤＣコンバーター１２に接続され、車両の補機
１３に電力を供給する。蓄電装置１１は図２に示すよう
に、二次電池２１とキャパシタ２２が並列に接続された
電源となっている。
【００６１】コントローラ１４は、エンジン２の回転速
度、出力およびトルク、発電モータ１，駆動モータ４の
回転速度およびトルク、蓄電装置１１の充放電などを制
御する。
度、出力およびトルク、発電モータ１，駆動モータ４の
回転速度およびトルク、蓄電装置１１の充放電などを制
御する。
【００６２】コントローラ１４の構成および作用は、実
施の形態１または２と同様であるため説明を省略する。
施の形態１または２と同様であるため説明を省略する。
【００６３】以上説明したように、実施の形態１、実施
の形態２及び実施の形態３にかかわらず、蓄電装置を充
電できる発電機と蓄電装置の電気を放電できる放電器を
備え、蓄電池への充電と放電を繰り返すことができる構
成となっているシステムにおいて、蓄電装置の能力を最
大限に発揮することができる。
の形態２及び実施の形態３にかかわらず、蓄電装置を充
電できる発電機と蓄電装置の電気を放電できる放電器を
備え、蓄電池への充電と放電を繰り返すことができる構
成となっているシステムにおいて、蓄電装置の能力を最
大限に発揮することができる。
【００６４】また、この蓄電システムを備えた車両にあ
っては、エンジン始動用モータを使用する際、エンジン
始動性の向上を図ることができる。また、蓄電装置の放
電電力低下によりエンジンが始動できない場合であって
も、演算された停止時間経過直後にエンジンを始動する
ことができる。
っては、エンジン始動用モータを使用する際、エンジン
始動性の向上を図ることができる。また、蓄電装置の放
電電力低下によりエンジンが始動できない場合であって
も、演算された停止時間経過直後にエンジンを始動する
ことができる。
【図１】実施の形態１における全体構成を表すシステム
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】実施の形態１におけるエンジン始動停止開始制
御を表すフローチャートである。
御を表すフローチャートである。
【図３】実施の形態１における蓄電装置の構成を表す図
である。
である。
【図４】実施の形態１におけるエンジン始動時の電力変
化を示す図である
化を示す図である
【図５】実施の形態２におけるエンジン始動停止開始制
御を表すフローチャートである。
御を表すフローチャートである。
【図６】実施の形態３における全体構成を表すシステム
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】エンジン始動時の電力変化を示す図である。
１ 発電モータ
２ エンジン
３ クラッチ
４ 駆動モータ
５ 無段変速機
６ 差動装置
７ 駆動輪
８ 発電モータ用インバータ
９ 駆動モータ用インバータ
１０ ＤＣリンク
１１ 蓄電装置
１２ ＤＣ／ＤＣコンバーター
１３ 車両の補機
１４ コントローラ
１５ 二次電池温度センサ
１６ キャパシタ温度センサ
１７ 蓄電装置電圧センサ
１８ 二次電池電流センサ
１９ キャパシタ電流センサ
２１ 二次電池
２２ キャパシタ
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｂ６０Ｌ 11/12 Ｂ６０Ｌ 11/12
Ｈ０１Ｍ 10/44 Ｈ０１Ｍ 10/44 Ｐ
Ｆターム(参考） 5G003 AA04 BA04 CA04 CB06 FA06
GC05
5H030 AA01 AA06 AS08 BB01 BB21
FF41 FF42 FF43 FF44 FF52
5H115 PA08 PC06 PG04 PI11 PI14
PI16 PI24 PI29 PI30 PO02
PO06 PO17 PU09 PU10 PU25
PU26 PU29 PV02 PV07 PV09
QE01 QE10 QI04 QN03 RE01
SE04 SE06 TE01 TE02 TI02
TI05 TR19 TU06
Claims (5)
- 【請求項１】 二次電池とキャパシタを並列接続した蓄
電装置と、該蓄電装置の放電可能電力を演算する放電可
能電力演算手段を介して前記蓄電装置の電力を放電する
放電器とから成るシステムであって、 前記放電可能電力演算手段は、 前記放電可能電力と前記放電器への放電電力を比較して
放電電力を制御する放電制御部と、 前記キャパシタへの電流値Icを計測する電流計測部と、 放電停止後の前記キャパシタへの電流値Ic0を記憶する
記憶部と、 計測されたキャパシタ電流値Icと記憶されたキャパシタ
電流値Ic0より前記蓄電装置の放電を停止する時間を演
算する停止時間演算部と、 を備えていることを特徴とする蓄電システム。 - 【請求項２】 二次電池とキャパシタを並列接続した蓄
電装置と、該蓄電装置の放電可能電力を演算する放電可
能電力演算手段を介して前記蓄電装置の電力を放電する
放電器とから成るシステムであって、 前記放電可能電力演算手段は、 前記蓄電装置の電圧値を計測する電圧計測部と、 計測された蓄電装置の電圧値より前記放電器への放電電
力を制御する放電制御部と、 前記キャパシタの電流値Icを計測する電流計測部と、 放電停止後の前記キャパシタの電流値Ic0を記憶する記
憶部と、 計測されたキャパシタ電流値Icと前記記憶されたキャパ
シタ電流値Ic0より前記蓄電装置の放電を停止する時間
を演算する停止時間演算部と、 を備えていることを特徴とする蓄電システム。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の蓄電システム
において、 前記停止時間演算部により演算された蓄電装置の放電を
停止する時間が経過した後、再度放電を行うことを特徴
とする蓄電システム。 - 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか１つに記載の
蓄電システムにおいて、 前記キャパシタは、電気二重層キャパシタであることを
特徴とする蓄電システム。 - 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか１つに記載の
蓄電システムを備え、蓄電装置からエンジン始動用モー
タへ電力を供給する車両において、 前記放電器を、前記エンジン始動用モータとしたことを
特徴とする蓄電システムを備えた車両。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002034929A JP2003235169A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 蓄電システム及び蓄電システムを備えた車両 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002034929A JP2003235169A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 蓄電システム及び蓄電システムを備えた車両 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003235169A true JP2003235169A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27777262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002034929A Pending JP2003235169A (ja) | 2002-02-13 | 2002-02-13 | 蓄電システム及び蓄電システムを備えた車両 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003235169A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1646104A1 (de) * | 2004-09-17 | 2006-04-12 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Energieversorgung des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs |
| JP2008062745A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Nissan Motor Co Ltd | ハイブリッド車のエンジン始動制御装置およびハイブリッド車のエンジン始動制御方法 |
| US7486034B2 (en) | 2005-08-08 | 2009-02-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply device for vehicle and method of controlling the same |
| US7839013B2 (en) | 2005-08-08 | 2010-11-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power supply device for vehicle and method of controlling the same |
| JP2011041436A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Toyota Central R&D Labs Inc | 放電電力制限値演算装置 |
| US8793041B2 (en) | 2008-10-31 | 2014-07-29 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric powered vehicle and control method for the same |
-
2002
- 2002-02-13 JP JP2002034929A patent/JP2003235169A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1646104A1 (de) * | 2004-09-17 | 2006-04-12 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung zur Energieversorgung des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs |
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